Contribution à l'étude des facteurs d'émissions des oxydes d'azote lors de l'incinération de déchets ménagers PDF Download
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FACE A LA QUANTITE SANS CESSE CROISSANTE DE DECHETS PRODUITS, PARMI LES DIVERS TRAITEMENTS EXISTANT A CE JOUR, CELUI PAR VOIE THERMIQUE EST DEVENU INCONTOURNABLE. AFIN QU'IL NE S'AGISSE PAS D'UN SIMPLE TRANSFERT DE POLLUTION, DES NORMES DE PLUS EN PLUS STRICTES SONT MISES EN PLACE. LE RESPECT DE CETTE REGLEMENTATION PASSE PAR UNE OPTIMISATION DE L'EXPLOITATION DES USINES D'INCINERATION, DONC DES MECANISMES DE COMBUSTION. LES TRAVAUX REALISES AU COURS DE CETTE THESE SONT EFFECTUES DANS UN REACTEUR A LIT FIXE METTANT EN JEU UN MECANISME DE COMBUSTION A CONTRE COURANT, SEMBLABLE A CELUI OBSERVE DANS LES FOURS A GRILLES DES INCINERATEURS INDUSTRIELS. NOS EXPERIENCES SONT MENEES SUR UN ECHANTILLON REPRESENTATIF DE LA FRACTION COMBUSTIBLE DES DECHETS URBAINS, COMPOSEE ESSENTIELLEMENT DE BOIS, DE CARTON ET DE PLASTIQUES. LES VARIABLES ETUDIEES SONT LA VITESSE DE DEPLACEMENT DU FRONT D'INFLAMMATION, LA VITESSE DE PERTE DE MASSE ET LES EMISSIONS D'OXYDES D'AZOTE EN FONCTION DES DIVERS PARAMETRES QUI DEFINISSENT LES CONDITIONS OPERATOIRES, A SAVOIR LES DEBITS ET TEMPERATURE DE L'AIR PRIMAIRE ET DE L'AIR SECONDAIRE, LEURS PROPORTIONS RELATIVES, L'ETAGEMENT DE L'AIR SECONDAIRE ET LE TAUX D'HUMIDITE DU COMBUSTIBLE. CES EXPERIENCES ONT MONTRE QUE LES TECHNIQUES DITES PRIMAIRES DE REDUCTION DES EMISSIONS D'OXYDES D'AZOTE SONT APPLICABLES A L'INCINERATION DES ORDURES MENAGERES. L'ETAGEMENT DE L'AIR SECONDAIRE EN PARTICULIER CONDUIT A UNE REDUCTION DE CES EMISSIONS SUPERIEURE A 30%. LES TENDANCES OBSERVEES QUANT AUX EMISSIONS DE NOX EN FONCTION DE CERTAINS PARAMETRES OPERATOIRES ONT ETE VERIFIEES DANS DES UNITES INDUSTRIELLES D'INCINERATION. LES RESULTATS OBTENUS SUR L'ENSEMBLE DES PARAMETRES ETUDIES SONT DONC SUSCEPTIBLES D'AMELIORER LE FONCTIONNEMENT DES INSTALLATIONS DE TRAITEMENT THERMIQUE DES DECHETS
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FACE A LA QUANTITE SANS CESSE CROISSANTE DE DECHETS PRODUITS, PARMI LES DIVERS TRAITEMENTS EXISTANT A CE JOUR, CELUI PAR VOIE THERMIQUE EST DEVENU INCONTOURNABLE. AFIN QU'IL NE S'AGISSE PAS D'UN SIMPLE TRANSFERT DE POLLUTION, DES NORMES DE PLUS EN PLUS STRICTES SONT MISES EN PLACE. LE RESPECT DE CETTE REGLEMENTATION PASSE PAR UNE OPTIMISATION DE L'EXPLOITATION DES USINES D'INCINERATION, DONC DES MECANISMES DE COMBUSTION. LES TRAVAUX REALISES AU COURS DE CETTE THESE SONT EFFECTUES DANS UN REACTEUR A LIT FIXE METTANT EN JEU UN MECANISME DE COMBUSTION A CONTRE COURANT, SEMBLABLE A CELUI OBSERVE DANS LES FOURS A GRILLES DES INCINERATEURS INDUSTRIELS. NOS EXPERIENCES SONT MENEES SUR UN ECHANTILLON REPRESENTATIF DE LA FRACTION COMBUSTIBLE DES DECHETS URBAINS, COMPOSEE ESSENTIELLEMENT DE BOIS, DE CARTON ET DE PLASTIQUES. LES VARIABLES ETUDIEES SONT LA VITESSE DE DEPLACEMENT DU FRONT D'INFLAMMATION, LA VITESSE DE PERTE DE MASSE ET LES EMISSIONS D'OXYDES D'AZOTE EN FONCTION DES DIVERS PARAMETRES QUI DEFINISSENT LES CONDITIONS OPERATOIRES, A SAVOIR LES DEBITS ET TEMPERATURE DE L'AIR PRIMAIRE ET DE L'AIR SECONDAIRE, LEURS PROPORTIONS RELATIVES, L'ETAGEMENT DE L'AIR SECONDAIRE ET LE TAUX D'HUMIDITE DU COMBUSTIBLE. CES EXPERIENCES ONT MONTRE QUE LES TECHNIQUES DITES PRIMAIRES DE REDUCTION DES EMISSIONS D'OXYDES D'AZOTE SONT APPLICABLES A L'INCINERATION DES ORDURES MENAGERES. L'ETAGEMENT DE L'AIR SECONDAIRE EN PARTICULIER CONDUIT A UNE REDUCTION DE CES EMISSIONS SUPERIEURE A 30%. LES TENDANCES OBSERVEES QUANT AUX EMISSIONS DE NOX EN FONCTION DE CERTAINS PARAMETRES OPERATOIRES ONT ETE VERIFIEES DANS DES UNITES INDUSTRIELLES D'INCINERATION. LES RESULTATS OBTENUS SUR L'ENSEMBLE DES PARAMETRES ETUDIES SONT DONC SUSCEPTIBLES D'AMELIORER LE FONCTIONNEMENT DES INSTALLATIONS DE TRAITEMENT THERMIQUE DES DECHETS
Author: Thomas Rogaume Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 193
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L'objectif principal est relatif à l'étude de la formation des polluants et notamment des oxydes d'azote lors de la combustion des déchets ménagers. Un mélange, composé de bois, de carton et de plastiques, représentatif de la fraction combustible des ordures ménagères a été retenu pour la partie expérimentale réalisée dans le but de contribuer à l'amélioration des techniques primaires de réduction des oxydes d'azote lors de l'incinération et de leurs mécanismes de formation. A la suite de l'étude expérimentale, un modèle permettant la simulation du processus chimique de la combustion des ordures ménagères a été développé, mis au point et validé. A l'aide de ce modèle les zones et les intermédiaires réactionnels importants au sein du pilote de combustion ont été définis. Les résultats obtenus sont susceptibles de développements et d'applications industrielles.
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La nitrification du lixiviat avant recirculation dans les installations de stockage de déchets ménagers et assimilés (ISDMA) bioactives a été proposée comme une stratégie permettant de limiter les risques d'accumulation d'azote ammoniacal. L'objectif de la thèse vise à déterminer le devenir des oxydes d'azote lors de leur injection dans un massif de déchets ménagers en cours de dégradation. Dans des flacons à plasma (1,1 litre, 40 g de déchets ménagers et assimilés reconstitués), système discontinu et saturé en lixiviat, des injections de 250 mg N NOx/l ont été effectuées au cours des différentes phases de biodégradation de déchets à 35 °C. La réduction du nitrate en phase d'acidogenèse et de méthanogenèse active, en présence de carbone facilement biodégradable, a été réalisée majoritairement par dénitrification hétérotrophe. Toutefois, lorsque la concentration en H2S dépassait 0,7 % dans le biogaz (ou 0,5 mmol H2Sdissous/l de lixiviat), le nitrate a été réduit en ammonium (nitrammonification), empêchant l'azote d'être éliminé du système. Cette observation a été confirmée au cours d'une expérimentation de traçage à l'aide de nitrate marqué (15NO3-). Enfin, en phase de méthanogenèse stable, en absence, dans le lixiviat, de carbone organique facilement utilisable par les micro organismes, le nitrate a été réduit par dénitrification autotrophe à l'aide de sulfure. Un éventuel relargage de métaux libres n'a pas été décelé. Une accumulation transitoire de N2O a en revanche été détectée au cours de la nitrammonification et de la dénitrification autotrophe. Dans une colonne expérimentale de déchets (0,2 m3, 80 kg de déchets reconstitués) en phase de méthanogenèse, les taux de réduction du nitrate en N2 obtenus lors de l'apport en NO3- sous forme de KNO3 (280 mg N/jour pendant 77 jours) et sous forme de lixiviat nitrifié (61 mg N/jour pendant 54 jours) ont respectivement été de 113 % et de 203 %. Le front de dénitrification a pu être suivi au moyen de sondes d'oxydo réduction placées à trois niveaux dans le massif de déchets. Bien que le N2O n'ait jamais été détecté, une faible production ne peut être exclue. L'utilisation du massif de déchets comme réacteur anoxique a bien permis d'éliminer l'azote du système, essentiellement sous forme de N2.
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PARMI LES PROCEDES DE TRAITEMENT DES ORDURES MENAGERES, L'INCINERATION SEMBLE PROMISE A UN AVENIR FLORISSANT CAR ELLE PERMET DE REDUIRE LE VOLUME DES DECHETS TOUT EN RECUPERANT DE L'ENERGIE. LE FOYER A LIT FLUIDISE CIRCULANT (LFC) EST UNE TECHNOLOGIE PROMETTEUSE, CAPABLE DE BRULER DES COMBUSTIBLES VARIES EN MAINTENANT DE FAIBLES NIVEAUX DE REJETS DE POLLUANTS. CEPENDANT LA REGLEMENTATION EST DE PLUS EN PLUS SEVERE ET DES RECHERCHES SONT MISES EN OEUVRE POUR REDUIRE ENCORE LES EMISSIONS POLLUANTES. CE MANUSCRIT PRESENTE UNE ETUDE EXPERIMENTALE ET THEORIQUE SUR LA FORMATION ET LA DESTRUCTION DES GAZ ACIDES ET DES OXYDES D'AZOTE LORS DE L'INCINERATION D'ORDURES MENAGERES. DE NOMBREUX TESTS ONT ETE REALISES SUR UN LFC PILOTE DE 25 KW. L'EFFET DE 5 PARAMETRES OPERATOIRES (TEMPERATURE, EXCES D'AIR, ETAGEMENT, AJOUT DE CALCIUM ET HUMIDITE) SUR LES EMISSIONS A ETE ETUDIE. LES EXPERIENCES ONT ETE MENEES SUR 6 COMBUSTIBLES DIFFERENTS (O.M., MELANGES DE PAPIER/BOIS/PLASTIQUES, POLYETHYLENE). ON OBSERVE QUE LA RETENTION DES GAZ ACIDES EST REELLEMENT EFFICACE LORSQUE LE CALCIUM EST AJOUTE EN LARGE EXCES. LES EMISSIONS DE NO SONT PLUS IMPORTANTES QUE LORS DE LA COMBUSTION DU CHARBON ALORS QUE LA PRODUCTION DE PROTOXYDE D'AZOTE EST PLUS FAIBLE. UNE ETUDE STATISTIQUE DES RESULTATS A PERMIS DE QUANTIFIER L'IMPACT DES CONDITIONS OPERATOIRES ET DES CARACTERISTIQUES DU COMBUSTIBLE. LES RESULTATS TROUVES PEUVENT ETRE TRES UTILES POUR LES ETUDES D'OPTIMISATION. DES TESTS DE COCOMBUSTION ONT EGALEMENT ETE CONDUITS SUR DES MELANGES O.M./CHARBON. LES EMISSIONS SONT APPROXIMATIVEMENT PROPORTIONNELLES AU TAUX DE MELANGE ET AUX PROPRIETES DES 2 COMBUSTIBLES EN MATIERE D'EMISSIONS. UN MODELE MATHEMATIQUE A ETE DEVELOPPE. IL INTEGRE LES PRINCIPAUX PHENOMENES PHYSIQUES ET CHIMIQUES DE LA COMBUSTION EN LFC, IL INCLUT LES PHASES DE DEVOLATISATION ET DE COMBUSTION DU COKE, LA CAPTATION DES GAZ ACIDES PAR LE CALCIUM, LA FORMATION ET LA DESTRUCTION DES OXYDES D'AZOTE PAR VOIE HOMOGENE OU HETEROGENE. UNE ETUDE PARAMETRIQUE SUR L'INFLUENCE DES CONDITIONS OPERATOIRES SUR LES EMISSIONS DE POLLUANTS A MONTRE QUE LES TENDANCES PREDITES SONT EN ACCORD AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES.
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Le but de cette étude est l'optimisation du processus de combustion lors de l'incinération des solides. Deux approches, expérimentale et numérique, ont été étudiées. L'étude expérimentale s'est réalisée à laide du réacteur à lit fixe à contre courant. Ce dispositif, a permis d'analyser l'influence de la composition du déchet sur les émissions de NO et de CO. Un mélange à base de bois, de carton, de polyéthylène téréphtalate et de polyamide a été utilisé. Les résultats montrent que ce paramètre a un impact négligeable sur les émissions polluantes analysées. Les émissions sont dépendantes de la température et de l'excès d'air. Ainsi, dans l'approche numérique, nous nous sommes intéressé à l'impact de ces paramètres sur les émissions d'oxydes d'azote. Les résultats ont permis de mettre en place les schémas réactionnels de formation /réduction des oxydes d'azote et montrent l'importance des régimes de combustion sur les émissions polluantes et sur les schémas réactionnels.
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Pour compléter les inventaires nationaux des émissions d'oxydes d'azote d'origine agricole, un algorithme de laboratoire a été couplé à un modèle de cultures (CERES) pour simuler les flux de NOx à la surface du sol. Leur intégration à l'échelle du cycle cultural a permis de calculer des facteurs d'émission qui ont été spatialisés dans trois régions afin de donner les flux de NOx à cette échelle. Le modèle SVAT bi-couches SURFATM intégrant ces émissions simule les échanges d'ozone entre la surface et l'atmosphère avec les interactions chimiques NOx-O3. Des tests réalisés sur deux sites d'ESCOMPTE montrent la nécessité de prendre en compte à la fois les émissions de NOx et la chimie des NOx-O3. Dans une perspective d'intégration régionale, le facteur de réduction du couvert permet d'évaluer la part nette des émissions de NOx transmise vers l'atmosphère dans les modèles méso-échelle. La contribution des émissions d'isoprène à la production d'ozone en fonction du degré de maturation d'un panache anthropique a été évaluée en période estivale. La contribution est apparue importante en zone péri-urbaine et rurale. Le couplage d'un algorithme alliant termes de haute et basse fréquence avec le SVAT ISBA-Ags permet de simuler la variation saisonnière des émissions d'isoprène au niveau du couvert. Les émissions estivales apparaissent prépondérantes devant les périodes printanières et automnales. Son couplage avec le modèle MesoNH-Chimie montre une contribution saisonnière de l'isoprène à la production d'ozone maximale en été, suivi du printemps et de l'automne.
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ETUDE DE LA FORMATION DES OXYDES D'AZOTE DANS DES FLAMMES DE COMBUSTIBLE LIQUIDE, A L'AIDE D'UN BRULEUR EXPERIMENTAL. INFLUENCE DES PARAMETRES DE REGLAGE DE LA COMBUSTION SUR LES EMISSIONS D'OXYDES D'AZOTE.
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L'incinération des ordures ménagères produit 27% de mâchefers, 3% de REF10M (Résidus d'Epuration des fumées d'Incinération d'Ordures Ménagères) et 70% de fumées. L'évolution de la gestion et des réglementations pose le problème de la prédiction du comportement à long terme de ces résidus. Il a donc semblé intéressant de mettre au point des méthodes d'extraction susceptibles d'accélérer les processus d'altération et d'appréhender le comportement à long terme de ces résidus dans le milieu naturel. La percolation d'une part et le dispositif soxhlet d'autre part ont été utilisés. A l'aide de ces deux tests, un comportement quasi similaire pour l'ensemble des résidus d'incinération étudiés a pu être mis en évidence. Ces derniers présentent tout d'abord le même comportement pour la mise en solution des majeurs. On a ainsi la solubilisation congruente de composés très solubles comme les composés chlorurés (NaCl, K.C1, et CaCl3) et la dissolution de composés peu solubles comme CaSO, et Ca(OH)i. Par la suite si les éléments comme le potassium, le sodium et le chlorure sont très peu voire plus du tout lessivés, en revanche le calcium e: le sulfate le sont encore dans une moindre mesure mais de façon régulière. Par ailleurs la dissolution de ces composés est accompagnée de celles des métaux. La quantité de métaux solubilisés lors des premiers litres percolés est relativement importante, par rapport au total extrait sur l'ensemble de l'expérience. Par la suite ces métaux sont soit plus du tout ou soit peu mobilisés. La principale différence entre les divers résidus est la quantité d'éléments relargués. Cependant pour l'ensemble des résidus moins de 10% des métaux sont mobilisés au cours de ces différents tests. Cela indique que la plupart d'entre eux sont sous des formes très peu solubles dans l'eau. Une modélisation rapide, a permis de constater que la première étape de solubilisation aurait lieu les premières années de stockage. La deuxième s'échelonne, quant à elle, sur deux à trois cents ans.Par ailleurs du carbone organique est également mobilisé. L'utilisation de matrices d' excitatioa/émission de fluorescence (MEEF) s'est révélée être une méthode sensible pour la caractérisation de différents types de fluorophores solubilisés lors de ces tests.
Author: Daniel Puechberty Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 159
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Rappel des mécanismes de formation et des principales réactions conduisant de NH3 à la formation de NO. Description du dispositif expérimental utilisant la spectrométrie de masse et la spectroscopie d'absorption optique. Méthodes de détermination des différents paramètres pour l'étude de la flamme méthane-oxygène ammoniac sous pression réduite et méthode de calcul du flux des espèces présentes. Détermination des cinétiques de formation ou de disparition des espèces NH3, NH2, HCN, NO.
Author: Florent Jabouille
Author: Florent Jabouille
Author: Thomas Rogaume
Author: Vassilia Vigneron
Author: Estelle Desroches Ducarne
Author: Timoléon Andzi Barhe
Author: Jérôme Cortinovis
Author: Alain Walbott
Author: Laurence Montigny
Author: Daniel Puechberty
Author: Alain Walbott (auteur d'une thèse de sciences.)