Instrumentation et analyse de gaz pour usine d’incinération

Les usines d’incinération et unités de valorisation énergétiques (UVE) sont des installations de combustion dont les émissions de gaz sont limitées par une stricte réglementation. Pour optimiser la performance énergétique, protéger l’environnement, mesurer les polluants dans les fumées et garantir la sécurité du procédé technique, l’installation d’instruments de mesure (capteur de pression, sonde de température, débitmètre, sonde de niveau, compteur d’énergie) et d’analyse de gaz fiables et précis est indispensable.

La valorisation énergétique des déchets non dangereux est un processus crucial pour la gestion des déchets et la production d’énergie renouvelable. Les usines d’incinération des ordures ménagères (UIOM) jouent un rôle essentiel dans ce processus en récupérant l’énergie produite lors de la combustion des déchets.

Ces installations d’incinération permettent non seulement de réduire le volume des déchets, mais aussi de transformer ces derniers en ressources énergétiques précieuses. En brûlant les déchets, les UIOM génèrent de la chaleur et de l’électricité, contribuant ainsi à la valorisation énergétique des déchets. Dans cette section, nous allons explorer les principes de fonctionnement des UIOM et les différentes étapes impliquées dans la valorisation énergétique des déchets.

Les déchets traités dans les UIOM sont principalement des ordures ménagères, mais également des déchets industriels et des déchets ménagers. Ces déchets sont caractérisés par leur Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI), qui définit l’énergie produite lors de la combustion. Les déchets avec un PCI élevé sont plus adaptés à la valorisation énergétique, car ils produisent plus de chaleur lorsqu’ils sont brûlés. En traitant ces différents types de déchets, les incinérateurs industriels contribuent à la réduction des volumes de déchets tout en récupérant de l’énergie précieuse.

Usine d’incinération de déchets ménagers

Incinérateur industriel

Un incinérateur industriel est un four dans lequel les déchets sont brûlés.
Les déchets transportés dans un incinérateur à foyer sont brûlés jusqu’à ce qu’ils soient transformés en cendres.
Un incinérateur à foyer fixe comprend un foyer de séchage, un foyer de combustion et un foyer de post-combustion.

1. Les déchets sont d’abord transportés dans un foyer de séchage pour être séchés avec de l’air chaud à plus de 200 °C et s’enflammer.
2. Ensuite, les déchets sont acheminés vers un dispositif de combustion dont la vitesse d’acheminement est contrôlée pour maintenir la position de combustion constante.
3. Enfin, dans un foyer de postcombustion, les déchets sont brûlés à une température comprise entre 850 °C et 950 °C afin d’éviter la formation de dioxine.
   
   

Chaudière d’incinérateur industriel

Cheminée et utilités

Tour de refroidissement

La température des gaz de combustion pendant le processus d’incinération des déchets est supérieure à 800 °C. Elle est ensuite refroidie en dessous de 250 °C, lorsque le gaz passe dans les chaudières et les tuyaux.  La tour de refroidissement permet d’abaisser la température des gaz de combustion à 150 °C, en pulvérisant de l’eau dans les gaz de combustion.

On abaisse la température des gaz de combustion afin d’empêcher la resynthèse de la dioxine à un certain degré. Les dioxines étant générées à partir de cendres d’incinération et de sources de chlore.

Filtre à manche (+ équipement de déchloration)

Un filtre à manche, également appelé dépoussiéreur à manches, contient plusieurs couches de tissu. Leur nombre varie de 10 à plusieurs centaines selon l’échelle des installations. Un filtre à manche est capable de filtrer des particules d’environ 0,2 pm. Lorsque le gaz filtré contient de la poussière, on ajoute de la chaux éteinte. Celle-ci absorbe le chlore et les particules nocives. Le gaz est ainsi nettoyé et filtré avant de sortir de la cheminée. Il est nécessaire d’éliminer régulièrement les poussières à la surface des filtres.

Matériel de dénitrification avec réduction non catalytique sélective (SNCR)

Le système de dénitrification est essentiel pour réduire les émissions de NOx dans l’atmosphère. Il permet de transformer les oxydes d’azote en azote et en eau, contribuant ainsi à la protection de l’environnement.

Les oxydes d’azote (NOx) contenus dans les gaz de combustion produisent, au contact des rayons ultraviolets, une substance nocive appelée oxydant photochimique. Si l’oxydant photochimique reste dans l’atmosphère, il se transforme en smog, on parle de smog photochimique.

Le NOx diffusé dans l’air se lie avec H2O ou O2 pour former HN03. Cela provoque les pluies acides qui polluent les rivières et les sols.

Dans un équipement de dénitrification, le NH3 est ajouté aux gaz de combustion de sorte que le NOx est réduit en N et H2O. L’unité catalytique est dotée d’un catalyseur de type nid d’abeille qui aide les NOx et le NH3 à se lier entre eux. 

Pour économiser l’énergie et réduire les coûts, il est important de mesurer la concentration de NH3 et de contrôler la quantité de NH3 utilisée.

Valorisation énergétique des déchets

La valorisation énergétique des déchets consiste à récupérer et valoriser l’énergie produite lors de la combustion des déchets. Cette énergie peut être utilisée sous forme de chaleur ou d’électricité. Les UIOM et autres unités de valorisation énérgétiques sont équipés de chaudières industrielles pour récupérer la chaleur et de turbines pour produire de l’électricité. La chaleur peut également être transmise à un réseau de chauffage à distance (CAD) pour alimenter des immeubles dans la région. Ce processus permet de maximiser l’utilisation des ressources disponibles et de réduire la dépendance aux énergies fossiles, tout en contribuant à la protection de l’environnement.