Production d'électricité avec ligne d'incinération à four rotatif

WTP

INFIGROUP propose un système de production d'électricité avec ligne d'incinération à four rotatif à Marseille. Découvrez le processus de fonctionnement de notre solution waste to power (WTP), une centrale électrique fonctionnant avec des déchets municipaux et déchets divers.

Le fonctionnement de la solution waste to power 

Avec notre système de production d'électricité avec ligne d'incinération à four rotatif waste to power, tous les types de déchets peuvent être utilisés, les déchets municipaux, industriels, y compris des pneus déchiquetés, dans la limite de 25 % du total des déchets incinérés. Tous les déchets collectés sont stockés dans des silos de transition. Ces déchets font ensuite l'objet d'une opération de broyage avec séparation des liquides, puis ils sont éventuellement préséchés. Les déchets liquides sont injectés dans la chambre de combustion à l'aide d'injecteurs pour liquides (déchets liquides, boueux ou pâteux) ce qui, comme pour les déchets solides, se fait de manière entièrement automatisée après qu'un opérateur a déclenché le chargement, de manière intrinsèquement totalement sécurisée.

Les commandes 

Celles-ci se font sur un pupitre installé près de la machine, ce qui permet une vision très claire de tous les stades des différents cycles. Après la mise en route et la chauffe de l'incinérateur, tous les cycles de la machine sont ensuite concourants, c'est-à-dire que tous les cycles sont en action, à savoir :

Le chargement 

Prise en charge des bennes remplies de déchets à un endroit précis, l'incinérateur, par assistance hydraulique, achemine ces bennes pour les vider.

L'introduction des déchets 

Les déchets, acheminés dans la trémie, sont ensuite poussés dans la chambre de combustion. Le chargement est frontal avec une porte « guillotine » qui s'ouvre et se ferme après l'introduction des déchets, ce qui permet de réduire la perte de chaleur lors de l'introduction des déchets.

La chambre de combustion 

Dans un four rotatif, aucun ringard n'est disposé, ce qui signifie qu'aucune contrainte mécanique n'est à craindre, car le four, constitué d'un tube, tourne sur lui-même. Ce tube est disposé avec un degré d'inclinaison calculé pour que les déchets restent à l'intérieur du four, et qu'ils descendent par gravité dans le système de décendrage. Ils sont ainsi retournés durant une descente dont le temps a été optimisé, afin de garantir une meilleure combustion et une meilleure élimination. C'est à la fin de ce cycle que les cendres tombent automatiquement dans un extracteur disposé sous le four, lui aussi géré de manière automatique.

Le décendrage automatique 

Une fois les déchets incinérés et réduits en cendres, ces cendres sont extraites de la chambre de combustion, l’extraction est automatique et pilotée par ordinateur. Le volet se trouve sous la post-combustion. Ce cycle est modulable, cette modulation se fera durant la programmation de l’incinérateur. Les cendres représentent environ 2 % à 3 % du poids des déchets. Les cendres obtenues peuvent être recyclées dans les secteurs de la construction civile, comme ajout dans le bitume par exemple.

La post-combustion 

Cet autre cycle brûle les poussières et autres grosses particules à l’intérieur des fumées. Des brûleurs sont installés sur cette post-combustion pour en assurer le bon fonctionnement et l’élimination maximum de ces particules.

La chambre de calmes 

Cette chambre est elle aussi déterminée et calculée en fonction des volumes de fumée à traiter et donc, en fonction aussi des capacités de déchets à détruire. Comme son nom l’indique, les fumées doivent rester dans cet espace confiné pendant 2 secondes minimum à 1100° (normes européennes en vigueur). Tout un jeu de construction de murs en béton réfractaire est installé à l’intérieur, des déviations ou virages servent à ralentir ces fumées.

La chambre de refroidissement (option) 

Cette chambre qui est à la suite de la chambre de calme sera conditionnée au PCI des déchets, si les gaz en sortie de chambre de calmes sont encore supérieurs à 900°.

Décendrage automatique

Décendrage automatique

L’échangeur de chaleur 

De conception robuste, cet élément joue un rôle déterminant pour les cycles suivants. En effet, l’échangeur a pour rôle de baisser les températures des fumées de 900-1000° à environ 100 °C (suivant la nature des déchets). Si ces températures en sortie de chambres de refroidissement n’étaient pas diminuées, les cycles suivants, qui sont l’injection de chaux et de charbon actif dans un réacteur et surtout le système de filtration, seraient fortement perturbés et endommagés. Ces cycles qui ont pour rôle d’assurer un rejet avec un minimum de polluants seraient totalement inefficaces. L’échangeur est l'élément à partir duquel est créée une boucle de fluide caloporteur, qui, soit va vers les aérothermes afin de refroidir les fumées pour qu'elles puissent être traitées, soit alimente l'ORC qui, dans ce cas, va assurer en même temps les fonctions de refroidissement des fumées et de la production d'électricité.

L’échangeur de chaleur

L'ORC 

L'ORC (Organic Rankine cycle) fonctionne comme un cycle de Rankine, tout comme le cycle vapeur, mais l'eau est remplacée par un fluide, dit fluide de travail, qui a la particularité d'avoir un point d'ébullition bien plus bas que celui de l'eau. On peut voir le cycle ORC décrit dans le schéma ci-dessus. Ce fluide de travail, en passant dans l'évaporateur, est vaporisé par la chaleur envoyée depuis l'échangeur de chaleur (boucle huile thermique). Ce fluide en phase vapeur fait tourner une turbine qui entraîne un générateur (boucle fluide de travail), et il y a production d'électricité. Ensuite, le fluide de travail est recondensé en phase liquide par le condenseur qui est connecté aux aérothermes (boucle de refroidissement). Pour terminer le cycle, une pompe renvoie le fluide de travail en phase liquide de nouveau vers l'évaporateur. Le processus recommence indéfiniment. Tous ces circuits (boucles) sont totalement fermés, et il n'y a donc aucune consommation de fluides.

L'ORC

Le réacteur 

L’injection de chaux hydratée pour neutraliser les acides (HCL, SO2, HF) et l’injection de charbons actifs pour absorber les furannes et dioxines (2 trémies séparées sont prévues à cet effet) servent à capter les résidus dans les fumées et à les alourdir. Situé entre l’échangeur qui refroidit les fumées et le système de filtration qui filtre ces mêmes fumées, le réacteur est constitué de tuyauteries permettant d’acheminer et surtout de réduire les températures des fumées traitées vers le système de filtration. Ce traitement est obligatoire. La taille de ce réacteur est proportionnelle aussi à la capacité des fumées à traiter et donc à votre besoin de déchets à incinérer.

Le système de filtration 

Nombreux sont les systèmes de filtration : filtre à manche, filtre à cartouche… Celui que nous utilisons est le filtre à bougie en céramique. D’une dimension importante en fonction des volumes à traiter, ces filtres sont fiables et ne nécessitent pas d’entretien particulier, seul un entretien préventif est nécessaire. D'une part, ces filtres captent les fumées nocives par les bougies en céramique, et d'autre part, ils récupèrent les poussières dans une trémie prévue à cet effet. Ce cycle est entièrement modulable, il ne nécessite aucune intervention humaine. Un jet d’air comprimé calculé et proportionné assure cette opération automatiquement.

La cheminée 

D’une hauteur standard de 20 mètres de haut, celle-ci peut être supérieure suivant les normes en vigueur dans chaque pays. Généralement en Inox 304 L, celle-ci est réalisée en mécano soudure et maintenue par une charpente acier.

L’extracteur 

La puissance de celui-ci varie suivant la capacité à incinérer. Cet extracteur va aspirer les fumées depuis la chambre de combustion et tout au long de la ligne. C'est lui qui va conduire et forcer les fumées vers la cheminée.

Le système de filtration

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Brochure Gamme WTP

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