Incinération : Vitrification de déchets radioactifs et combustion de gaz de pyrolyse en plasma d'arc

par Christophe Girold

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux céramiques et traitements de surface

Sous la direction de Jean-Marie Baronnet.


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  • Résumé

    Dans le but d'evaluer les avantages de l'utilisation du plasma thermique en incineration de dechets technologiques radioactifs (cellulose, caoutchouc, plastiques,. . . ), on a etudie les phenomenes mis en jeux dans deux types de reacteurs plasma. On trouve dans la premiere partie une description des differents types de dechets radioactifs, et des procedes plasmas thermiques existants utilises pour leur traitement. L'auteur aborde ensuite l'etude de la postcombustion de gaz de pyrolyse dans un reacteur a plasma d'arc souffle d'oxygene. Il utilise la methode des plans d'experiences pour caracteriser les performances de combustion dans le reacteur, dans une large gamme de composition des gaz a traiter, et sous differentes conditions d'exces en oxygene et de puissance de fonctionnement. La modelisation de la cinetique de la combustion est egalement decrite au moyen d'un systeme de 116 reactions chimiques entre les 25 especes presentes dans le melange gazeux. La troisieme partie concerne l'etude du fonctionnement d'un reacteur d'incineration / vitrification a plasma d'arc d'oxygene transfere sur un bain de basalte. On montre l'efficacite du traitement en ce qui concerne la combustion des dechets et l'homogeneite du verre obtenu. L'etude de la volatilite des elements du verre ainsi que de traceurs ajoutes aux dechets (ce, cs, sr, co) est egalement abordee. On donne tout d'abord des resultats sous la forme de bilans matieres post-essai puis, au moyen d'une methode de diagnostic par spectroscopie d'emission : l'auteur a mis au point une methode qui permet de suivre en temps reel et in-situ les concentrations en vapeurs metalliques au dessus du bain dans le cas d'un plasma presentant une symetrie plane.

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Informations

  • Détails : 176 p

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