Production d'électricité avec ligne d'incinération à four rotatif
Processus de fonctionnement de notre solution WTP (Waste to Power), une centrale électrique fonctionnant avec des déchets municipaux et déchets divers.
Tous 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 silo de transition. Ces déchets font ensuite l'objet d'une opération de broyage avec séparation des liquides, puis ils sont éventuellement pré-séchés. 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 ait déclenché le chargement, de manière intrinsèquement totalement sécurisée.
Les commandes
Celles-ci se font sur un pupitre installé près de la macine, 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 :
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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 ;
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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 ;
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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 retourné durant une descente dont letemps à été optimisé, afin de garantir une meilleure combustion et une meilleure élimination. C'est à la fin de ce cycle que les cendrent tombent automatiquement dans un extracteur disposé sous le four, lui aussi géré de manière automatique.
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Le descendrage automatique :Une fois les déchets incinérés et réduit 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 recyclés dans les secteurs de la construction civile, comme ajout dans le bitume par exemple.
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La Post-Combustion :
Cet autre cycle brule les poussières et autres grosses particules à l’intérieur des fumées. Des bruleurs sont installés sur cette Post-Combustion pour en assurer le bon fonctionnement et l’élimination maximum de ces particules.
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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 restées 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/et virages servent à ralentir ces fumées.
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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
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L’échangeur de chaleur :
De conception robuste, cet élément à un rôle déterminant pour les cycles suivants. En effet, l’échangeur à pour rôle de baisser les températures des fumées de (suivant la nature des déchets) 900-1000° à environ 100°C. Si ces températures en sortie de chambres de refroidissement n’étaient pas diminuées, les cycles suivant qui sont l’injection de chaux et de charbon actif dans un réacteur et surtout le système de filtration seront fortement perturbés et endommagés, ces cycles qui ont pour rôle d’assurer un rejet avec un minimum de polluant seraient totalement inefficace. 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.
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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 entraine 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 renvoi 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.
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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 refroidi les fumées et le système de filtration qui filtre ces même 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.
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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.
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La cheminée :
D’une hauteur standard de 20 mètres de haut, celle-ci peut être supérieur suivant les normes en vigueur dans chaque pays. Généralement en Inox 304L, celle-ci est réalisée en mécano soudure et est maintenue par une charpente acier.
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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.
