Conception d'un réacteur en lit fluidisé pour l'étude de l'incinération de déchets : application à l'étude des mécanismes de transformation de l'azote lors de la combustion de polyamide-6,6

par Franck Hahnel

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Gilles Prado.

Soutenue en 1999

à Mulhouse .


  • Résumé

    L'incinération en lit fluidisé des matières plastiques est un moyen économique de valoriser ce type de déchets car elle permet de récupérer leur fort pouvoir énergétique. Cette technologie assure également une bonne maîtrise de la combustion tout en limitant les émissions polluantes (oxydes d'azote et de soufre). Ce travail décrit tout d'abord la conception d'un dispositif d'incinération adapté à l'étude de la combustion de déchets en lit fluidisé dense. L'installation permet l'obtention de données de fonctionnement d'un régime stationnaire de combustion. Les comportements thermique et hydrodynamique ainsi que l'efficacité de la combustion sont suivis en continu par l'utilisateur en étudiant les évolutions temporelles des commandes (débit d'air, débit en déchet) et des différentes sorties du réacteur (températures, pressions statiques, concentrations en polluants). La répartition spatiale des gaz et des solides imbrûlés est effectuée en fonction des coordonnées axiales et radiales de la colonne de fluidisation. L'utilisation de cette installation à la combustion de grains de polyamide-6,6 a permis de rechercher les mécanismes de transformation de l'azote de ce combustible. Un mécanisme de décomposition du polyamide-6,6 a été proposé et les interactions entre les différents polluants dosées dans l'ensemble du réacteur ont été déterminées. Les réactions prépondérantes de réduction et d'oxydation des oxydes d'azote dans la colonne ont été identifiées. L'amélioration de la combustion du polyamide a été conduite en agissant sur l'excès d'air. Une simulation cinétique des réactions en phase gazeuse dans la zone de la colonne de fluidisation exempte de solide a été établie en utilisant le logiciel Chemkin et la base de données mécanistique de Miller et Bowman. Elle nous a permis d'approcher les résultats expérimentaux de l'essai de combustion réalisé en présence de 20% d'excès d'air.


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  • Détails : a1 vol. (242 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 113 réf.

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