Vaporisation réactive à haute température dans les procédés plasmas : application à la vitrification de cendres volantes d'incinération d'ordures ménagères

par Xiaoqin Chen

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de J.-M. BADIE.

Soutenue en 1995

à Perpignan .

mots clés

• Chaleur de vaporisation
• Métaux lourds -- Évaporation
• Cendres volantes
• Déchets -- Élimination

Résumé

L'objectif de ce travail est d'etudier la vaporisation reactive de metaux lourds, lors de la vitrification de cendres volantes d'incineration d'ordures menageres, afin de definir des criteres de choix pour un procede plasma. Dans la partie theorique, un modele general a ete developpe pour etudier le comportement de la vaporisation d'un liquide constitue aussi bien d'oxydes simples et doubles que de chlorures. Le modele est base sur le couplage entre l'equilibre chimique et le transfert de matiere a l'interface de vaporisation. Il permet de prevoir l'evolution dans le temps de la pression des especes vapeurs, de la densite de flux molaire des especes et la perte de masse des elements. Grace a la prevision du modele, les conditions les plus favorables au piegeage des metaux lourds au cours de la vitrification de cendres sont definies: temps de sejours faible, pression d'oxygene elevee et temperature la plus basse possible compatible avec la temperature de fusion des cendres. Dans la partie experimentale, plusieurs reacteurs bases sur la technologie des plasmas thermiques, arc transfere et arc souffle, ont ete mis en uvre. Ils permettent une vitrification de cendres volantes en vue de produire un verre inertie de faible volume. Moyennant certaines hypotheses et estimations (coefficient de diffusion et epaisseur de la couche limite de concentration), la confrontation des resultats theoriques et experimentaux a permis de cerner le niveau de temperature atteint en regime d'arc transfere par les cendres liquides. L'analyse des caracteristiques d'arc en fonction de l'epaisseur du bain fondu nous a permis d'estimer les conductivite electrique de ces cendres liquides. Tous nos resultats mettent en lumiere le role preponderant de la temperature ainsi que du temps de traitement sur le taux de piegeage des metaux

Pas de résumé disponible.