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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6. Procédés de pyrolyse
La pyrolyse des déchets, également désignée par thermolyse, consiste en un traitement thermique endothermique (ΔH > 0), à température modérée, au cours duquel la fraction organique du déchet est décomposée, en l’absence d’air ou en atmosphère réductrice (O2 < 2 %), pour fournir une phase gazeuse et une phase solide :
Les déchets visés sont des solides ou des boues, et notamment :
-
des matériaux contenant une fraction inerte valorisable, de type métaux, ceux‐ci n’étant pas oxydés lors du traitement pyrolytique, et donc recyclables. C’est le cas des rebuts de fabrication de pièces composites métal-caoutchouc, pour l’élimination de pneus usagés... ;
-
des matériaux subissant des changements de phase, en fonction du niveau de température, et donc entraînant des processus de ramollissement avec agglomération de la charge à traiter. C’est le cas de déchets plastiques ou de déchets contenant des métaux fusibles ;
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des matériaux contenant une fraction volatilisable aux températures de l’incinération. C’est le cas des déchets contenant des sels ou des métaux vaporisables ;
-
des matériaux fortement azotés, chlorés ou soufrés, leur pyrolyse limitant la génération de polluants gazeux de type NOx, HCl et SOx ;
-
des boues biologiques contaminées, permettant leur séchage/ hygiénisation et carbonisation de leur fraction organique.
Les réacteurs de pyrolyse sont des fours étanches à l’air, donc maintenus en légère surpression. L’ensemble des dispositifs d’introduction ou d’extraction de la charge doivent être conçus de façon à minimiser les entrées d’air parasite.
Un prétraitement des charges solides peut être effectué tel que séchage, criblage, broyage... Celles‐ci doivent, en général, être compactées par vis ou poussoir, avant introduction dans l’enceinte de traitement, afin de limiter l’apport d’air dans la charge entrante. Dans le cas des boues, celles‐ci doivent être préalablement déshydratées mécaniquement, ou...
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Procédés de pyrolyse
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MENARD (L.) - Les explosifs occasionnels. - Ed. Tec & Doc. Lavoisier, Paris (1987).
-
(2) - SUSUKI (T.) - Empirical relationship between lower flammability limits and standard enthalpies of combustion of organics compounds. - Fire and Materials, 18, p. 333 (1994).
-
(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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