Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Cet article décrit les différents procédés et équipements utilisés dans les traitements thermochimiques et visant à l’élimination ou la valorisation de la matière ou de l’énergie des déchets. La mise œuvre de ces technologies de destruction thermique impose au préalable des opérations de préparation et de mise en forme des déchets. Les procédés et leurs installations sont ensuite détaillés, citons les procédés d’incinération (oxydation totale), de pyrolyse (décomposition), de gazéification (transformation thermochimique).
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Gérard ANTONINI : Professeur, directeur du laboratoire UMR 6067 CNRS -Génie des procédés industriels à l’Université de Technologie de Compiègne - Directeur scientifique du GIE Procedis (UTC/Ineris )
INTRODUCTION
Les processus thermochimiques, intervenant dans les opérations visant au traitement thermique des déchets et effluents industriels, ont été décrits dans l’article Processus . Ces processus sont mis en œuvre dans différents procédés et équipements, visant à l’élimination et/ou la valorisation matière/énergie des déchets, décrits dans le présent article.
D’une façon générale, ces procédés et technologies associées imposent, avant traitement, une préparation préalable des déchets à traiter plus ou moins poussée. Les procédés mis en œuvre sont soit des procédés d’oxydation totale (incinération ou oxydation en voie humide), soit des procédés de décomposition et/ou de transformation thermochimique (pyrolyse ou gazéification), imposant différents modes de récupération/valorisation de l’énergie calorifique libérée. Les procédés visant au traitement des effluents gazeux et résidus ultimes sont également décrits.
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8. Dispositifs de récupération/valorisation d’énergie
8.1 Valorisation énergétique en incinération
Les fumées issues de la chambre de combustion/ postcombustion doivent être refroidies avant leur traitement et leur rejet à l’atmosphère. Ce refroidissement est assuré avec ou sans récupération de l’énergie calorifique associée, et ce, en fonction de la taille de l’installation.
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Refroidissement (quench ) des fumées
Adapté aux installations industrielles de petites puissances, celui‐ci est réalisé dans une chambre de dilution à l’air frais ou par pulvérisation d’eau à contact direct avec les fumées. On utilise quelquefois des chaudières à tubes de fumées.
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Récupération d’énergie calorifique
La chaleur dégagée par la combustion des déchets est récupérée sous forme de vapeur surchauffée dans un ensemble four-chaudière (évaporateur/surchauffeur), constitué d’un circuit d’eau (tubing ) placé en sortie de foyer ou intégré dans celui‐ci (figure 10). Cette vapeur est produite par échanges thermiques radiatifs (foyer/tubes d’eau) et/ou convectifs (fumées/tubes d’eau). L’alimentation en eau de la chaudière passe par un échangeur secondaire (économiseur), afin de préchauffer l’eau avant introduction dans le ballon, permettant ainsi une récupération thermique plus poussée de l’énergie disponible dans les fumées. Un réchauffeur d’air est quelquefois placé en aval du circuit fumées, afin de préchauffer l’air de combustion, améliorant le rendement thermique global de récupération et permettant également la combustion de déchets à faibles PCI (boues résiduaires, par exemple) et/ou la réduction de consommation en combustibles d’appoint.
Le rendement ηc de la chaudière peut être estimé par :
avec D v débit de vapeur (kg/h), h vs enthalpie spécifique de la vapeur surchauffée produite, fonction de son niveau de température et de pression (kJ/kg), h eau...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MENARD (L.) - Les explosifs occasionnels. - Ed. Tec & Doc. Lavoisier, Paris (1987).
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(2) - SUSUKI (T.) - Empirical relationship between lower flammability limits and standard enthalpies of combustion of organics compounds. - Fire and Materials, 18, p. 333 (1994).
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(3) - TEWARSON (A.) - Flammability parameters of materials. - J. of Fire Sciences, 12, p. 329 (1994).
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(4) - KHAN (M.-M.), BRANDAO (A.-O.) - Method of testing the spray flammability of hydraulic fluids. - SAE Trans., 101, no 2, p. 600 (1992).
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(5) - NIESSEN (W.-R.) - Combustion and incineration processes. - Ed. Marcel Dekker, New York (1978).
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(6) - LORENZETTO (G.-E.), LEFÈVRE (A.-H.) - Measurements of drop size on a plain air-blast atomizer. - AIAA J., 15, no 7, p. 1006 (1977).
-
...
1 Constructeurs en pyrolyse/gazéification
(liste non exhaustive)
AJ Grimshaw (WGT)
Babcock & Wilcox Volund APS http://www.volund.dk
Brightstar Environmental http://www.brightstarenvironmental.com
BTG Biomass Technology Group http://www.btg.world.com
Carbona Corporation [email protected]
Carbo-V http://www.fee-ev.de/net
Compact Power http://www.compactpowerco.com
Ebara Corporation http://www.ebara.co.jp
Energy Gasification Technologies http://www.emeryenergy.com/
Enerkem Technologies Inc. http://www.enerkem.com
Faculty of Engineering Technology, Laboratory of Thermal Engineering (PyRos) http://www.ctw.utwente.nl
Ferco http://www.future-energy.com
Foster Wheeler Energia Oy http://fwc.com
Industries d’Ube Ltd http://www.ube.co.jp
Lurgi (CFB) http://www.lurgi.com/deutsch/index1.html
Nippon Steel Corporation http://www.nsc.co.jp
Noell http://www.noell.de
Okadora Co. Ltd http://www.okadora.co.jp
PRM Energy Systems Inc. http://www.prmenergy.com
Resorption Canada Ltd http://www.rcl-plasma.com...
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