Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
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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Dispositifs de récupération/valorisation d’énergie
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7. Procédés de gazéification
La gazéification d’un déchet résulte d'un processus thermochimique en deux étapes : une étape de pyrolyse suivie d’une étape de gazéification. Ces deux étapes peuvent être réalisées dans la même enceinte thermique ou dans deux réacteurs séparés. L’étape de pyrolyse produit des matières volatiles sous forme d'hydrocarbures gazeux (goudrons) et du coke, essentiellement constitué de carbone fixe. Les hydrocarbures et le carbone fixe sont convertis en gaz combustible (CO, H2), dans la seconde étape, dite de gazéification, par réactions thermochimiques, en présence d’un agent gazeux de gazéification (air, O2, H2O).
Les procédés actuels de gazéification des déchets visent essentiellement, non pas la production de gaz de synthèse, considérés comme matière première pour l’industrie chimique, mais la destruction thermique de ces déchets, avec valorisation du contenu énergétique des gaz combustibles produits.
Le PCI du gaz combustible, produit par gazéification, dépend du type de déchet traité, mais surtout de l’agent de gazéification utilisé. La gazéification par des mélanges air/vapeur d’eau conduit, par la présence du ballast azote introduit par l’air, à la génération de gaz pauvres (PCI < 8 MJ/Nm3), tandis que l’utilisation de mélanges oxygène/vapeur d’eau permet de produire des gaz combustibles à contenu énergétique intermédiaire (8 MJ/Nm3 < PCI < 18 MJ/Nm3) entre gaz pauvres et gaz riches (PCI > 25-35 MJ/Nm3).
Signalons qu’une gazéification à l’oxygène, permettant de fournir un gaz combustible exempt d’azote, permet d’envisager la séparation/capture du CO2 issu de sa combustion, et ce, par exemple, par condensation de la vapeur d’eau des fumées de combustion du gaz produit.
L’utilisation d’enceintes de gazéification pressurisées permet la production de gaz combustibles sous pression, bien adaptés, après épuration, à l’alimentation de moteurs thermiques à gaz, ou de turbines à gaz, couplés à un alternateur, pour la production électrique. Sinon, comme c’est le cas en gazéification à pression atmosphérique, le gaz combustible produit doit être comprimé avant introduction en moteurs ou turbines à gaz.
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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).
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...
ANNEXES
Babcock & Wilcox Volund APS
Brightstar Environmentalhttp://www.brightstarenvironmental.com
BTG Biomass Technology GroupCarbona CorporationCarbo-VCompact PowerEbara CorporationEnergy Gasification TechnologiesEnerkem Technologies Inc.Faculty of Engineering Technology, Laboratory of Thermal Engineering (PyRos)FercoFoster Wheeler Energia OyIndustries d’Ube LtdLurgi (CFB)http://www.lurgi.com/deutsch/index1.html
Nippon Steel CorporationNoellOkadora Co. LtdPRM Energy Systems Inc.Resorption Canada LtdShell...
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