Atomisation et calcination de suspensions de résidus de traitement thermique de déchets pour l'adsorption de polluants

Atomization and calcination of suspensions of waste from thermal treatment residues for the adsorption of pollutants

• Auteur / Autrice : Yasmine Ben ghorbal
• Direction : Ange Nzihou, Nathalie Lyczko
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie des Procédés et de l'Environnement
• Date : Inscription en doctorat le 15/10/2022
• Etablissement(s) : Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : RAPSODEE - Centre de Recherche d'Albi en Génie des Procédés, des Solides Divisés, de l'Energie et de l'Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Groupe Energique et Environnement

Mots clés

Mots clés libres

Équilibres chimiques

Cinétique

Dissolution-précipitation

Réactivité

Atomisation

Kinetics

Chemical equilibrium

Atomization

Reactivity

Dissolution-precipitation

Résumé

Le domaine du traitement des fumées d'incinération de déchets a fait de nombreux progrès au cours de ces dernières années du fait du renforcement de la réglementation européenne sur les émissions atmosphériques à partir de sources fixes. Cependant, des progrès sont toujours nécessaires pour améliorer l'efficacité et la capacité d'adsorption de polluants tels que les métaux lourds, les dioxines et furannes. Une problématique importante concerne le développement d'adsorbants issus de résidus industriels dans une démarche d'économie circulaire. Le projet de thèse proposé concerne la production d'adsorbants à haute réactivité à partir de résidus issus du traitement thermique de déchets. A partir de la connaissance des propriétés physico-chimiques des résidus une étape de dissolution sera effectuée suivie d'une étape de mélange afin d'obtenir une structure sol-gel qui sera ensuite fonctionnalisée par traitement thermique. L'identification et la compréhension des mécanismes mis en jeu pour les différents réactifs utilisés permettront d'optimiser cette étape. Les paramètres opératoires seront optimisés afin d'obtenir un adsorbant avec des propriétés contrôlées permettant d'obtenir une grande réactivité vis-à-vis des polluants visés. Une étape de traitement thermique sera mise en œuvre afin d'obtenir une bonne stabilité thermique de l'adsorbant. Enfin, l'impact potentiel de la dissolution sur les propriétés finales de l'adsorbant sera évalué potentiels. Des bilans énergétiques, environnementaux et économiques seront réalisés sur chacune des étapes du procédé, et sur le procédé dans son ensemble, pour orienter les choix. Cette thèse de doctorat s'effectuera en partenariat avec un grand groupe industriel français.

The field of treatment of waste incineration fumes has made meaning progress in recent years thanks to the strengthening European regulations on atmospheric emissions from stationary sources. However, challenges are still to be tackled to improve the efficiency and adsorption capacity of pollutants such as heavy metals, dioxins and furans. An important and worthy issue concerns the development of sorbents from industrial residues in a circular economy approach. The proposed thesis project concerns the production of high reactivity sorbents from residues obtained by thermal treatment of waste. From the knowledge of the physico-chemical properties of the residues, a dissolution step will be carried out followed by a mixing one in order to obtain a sol-gel structure which will then be functionalized by thermal treatment. The identification and understanding of the mechanisms involved will take a particular attention in this study. The operating parameters will be optimized in order to obtain a sorbent withengineered properties allowing a high reactivity vis-à-vis the targeted pollutants. A thermal treatment will be implemented to confer a thermal stability to the sorbent. Finally, the potential impact of the dissolution on the final properties of the sorbent will be evaluated. Energy, environmental and economic assessment will be carried out for each stage of the process, and on the process as a whole, to guide the choices. This doctoral thesis will be carried out in partnership with a French international industrial group.