Oxydant thermique

Types d’oxydants thermiques

Un oxydant thermique, également appelé incinérateur thermique, est un équipement précieux utilisé pour traiter les gaz de déchets industriels. Il se compose généralement d'une chambre de combustion qui incinère les COV et d'un système de récupération d'énergie (souvent un échangeur de chaleur) qui récupère l'énergie thermique des gaz d'échappement chauds.

En fonction de la source de chaleur et de la manière dont la chaleur est transférée au gaz de déchets, les oxydants thermiques peuvent être divisés en plusieurs types :

• Oxydants thermiques à flamme directe

  Les oxydants thermiques à flamme directe, également appelés oxydants thermiques à combustion directe, utilisent un brûleur pour enflammer une flamme dans la chambre de l'oxydant. Le gaz de déchets est passé à travers la flamme, où les COV sont décomposés en dioxyde de carbone et en vapeur d'eau. Les oxydants thermiques directs ont généralement un rendement de destruction élevé, généralement supérieur à 98 %. Ils réduisent également considérablement le volume du gaz de déchets. Cependant, les oxydants thermiques à flamme directe consomment une grande quantité de carburant pour maintenir la flamme et la température dans la chambre de combustion.

• Oxydants thermiques indirects

  Les oxydants thermiques indirects n'utilisent pas de flamme pour incinérer le gaz de déchets. Au lieu de cela, ils utilisent des éléments chauffants électriques ou au gaz pour chauffer un rotor en céramique ou en métal en nid d'abeille. Ou, ils peuvent avoir un échangeur de chaleur avec des surfaces chaudes. Le gaz de déchets est ensuite passé sur ces surfaces chaudes, où les COV sont oxydés. Les oxydants thermiques indirects peuvent également utiliser des échangeurs de chaleur avec de l'eau comme milieu. Les oxydants thermiques indirects ont généralement une température de fonctionnement inférieure à celle des oxydants thermiques directs.

• Oxydants thermiques régénératifs (RTO)

  Les RTO sont un type d'oxydants thermiques indirects. Ils utilisent des unités de récupération de chaleur pour récupérer l'énergie thermique des gaz d'échappement chauds. Les RTO ont une chambre de combustion et plusieurs lits de médias en céramique. Le gaz de déchets est passé à travers les lits de médias en céramique, où l'énergie thermique est stockée. Ensuite, l'énergie thermique est utilisée pour enflammer les COV. Les RTO sont populaires car ils réduisent les besoins en chaleur pour l'oxydation.

• Oxydants thermiques rotatifs

  Similaires aux oxydants thermiques régénératifs, les oxydants thermiques rotatifs utilisent un four rotatif pour oxyder le gaz de déchets. Le four rotatif tourne et fait passer le gaz de déchets à travers ses parois chauffées, où les COV sont oxydés. La chaleur est récupérée par un échangeur de chaleur, ce qui augmente l'efficacité énergétique de l'oxydant thermique rotatif.

Spécifications et maintenance

• Capacités : Les oxydants thermiques industriels ont des capacités de traitement allant de quelques centaines de pieds cubes standard par minute (SCFM) à des dizaines de milliers de SCFM. La taille dépend du volume du flux.
• Efficacité : En fonction de la conception (comme l'isolation), l'oxydant thermique peut généralement récupérer environ 60 à 90 % de la chaleur de la combustion. Les CET ont tendance à avoir des rendements de récupération de chaleur légèrement inférieurs à ceux des TTV, car ils ne dépendent que du processus de combustion.
• Température de fonctionnement : Les oxydants thermiques fonctionnent à différents niveaux de chaleur. La plupart d'entre eux peuvent supporter des températures allant jusqu'à environ 1 000 à 1 500 degrés Fahrenheit, voire plus pour certaines conceptions. La température doit être suffisamment élevée pour incinérer les molécules de COV.
• Rendement de destruction : Un oxydant thermique pour COV atteint généralement un rendement de destruction supérieur à 95 % des composés organiques volatils (COV) présents dans le flux d'air qu'il traite.
• Types : Il existe plusieurs types d'oxydants thermiques, qui sont des variations sur un thème. Chaque type a ses propres capacités et techniques de traitement distinctes :

• Oxydant thermique à combustion directe :

  Les oxydants thermiques directs utilisent directement la flamme pour oxyder toutes les particules organiques présentes dans l'air. Sa fonction est d'économiser de l'énergie et de réduire les niveaux d'émission. Il dispose d'une chambre de combustion où un brûleur enflamme l'air et détruit les molécules de COV. Sa structure comprend un composant de prétraitement, un four, un dispositif de post-traitement et une cheminée. L'élimination des composés organiques dans l'air est supérieure à la moyenne, avec des rendements thermiques plus faibles.

• Oxydant thermique avec régénérateurs :

  Les RTO, comme on les appelle familièrement, utilisent des médias en céramique pour régénérer la chaleur. La chaleur perdue par la combustion de matières organiques est captée par les médias en céramique. Cette chaleur est ensuite appliquée pour préchauffer l'air entrant contenant de la matière organique. Les RTO présentent des niveaux d'efficacité thermique dépassant 95 %. Ils réduisent la consommation d'énergie de plus de 70 % par rapport aux oxydants thermiques directs. Les RTO peuvent atteindre des rendements de destruction des COV supérieurs à 95 %. Leurs composants comprennent un composant de préchauffage, un réacteur, une partie de post-chauffage et une cheminée.

• Oxydant thermique avec oxydants thermiques régénératifs :

  Les oxydants thermiques régénératifs, ou RTPO, fonctionnent à peu près de la même manière que leurs prédécesseurs. Ils utilisent la chaleur stockée loin du four du brûleur par des médias d'absorption pour préchauffer les flux entrants de COV. Ce système déclenche une boucle de récupération thermique. Les RTPO peuvent récupérer de la chaleur dans une fourchette de 60 à 90 %, ce qui est plutôt élevé pour les oxydants thermiques. Ses composants comprennent un dispositif de prétraitement, une chambre régénérative avec des lits (médias) à l'intérieur, un dispositif de post-traitement et une cheminée.

Maintenance

Les appareils et équipements à entretenir comprennent :

• L'oxydant : palier à rouleaux, cheminée, canaux en V, allumage)
• Brûleur : (palier à rouleaux du chargeur, palier à rouleaux du souffleur côté fumée, auxiliaire (si applicable), souffleur de fumée, canaux du souffleur de fumée),
• Les médias de récupération d'efficacité thermique et les principaux entraînements et moteurs du système de récupération d'énergie (y compris les filtres HEPA utilisés pour la partie amont), conduit d'aspiration, souffleurs d'air de purge, conduit d'aspiration électrovanne, conduit d'aspiration de poussière et V:S, Clers, Interverrouillage Cls:, Souffleurs, Rct / Clnder, Tambour ClngerClntr, Vnt Box Blr, Vt Box Nlght, lt, Vt Ht, Crt Nlght, Ht,Tgt GtCVrtgtHVt,gtg:,gtg*RgtCng,gtFlt, .:cn* VgHgvC",:
• L'enregistreur et les interverrouillages, y compris les électrovannes, l'embrayage, les vints, CRT nuit, Hgt Clt Ncgt Hgt Clt CpgtClgDsg:(tn)> VgH”“,:
• Les pièces du système de ventilateur de nettoyage d'air et d'air de compensation.
• Conseils généraux :

Chaque oxydant comporte des directives et des instructions qui dictent ce qui doit être fait, notamment les pièces qui nécessitent des lubrifiants et des produits de nettoyage. Portez attention aux spécificités sur ce qui doit et ne doit pas être utilisé, et lisez les détails sur ce qui précède et ce qu'il faut rechercher, ainsi que sur les pièces spéciales qui nécessiteront des soins particuliers.

Scénarios d'oxydants thermiques

• Traitement des gaz de déchets industriels :

  Les oxydants thermiques sont largement utilisés dans diverses industries, telles que la chimie, la pharmacie, la peinture, le revêtement et la fabrication électronique, pour traiter les gaz de déchets industriels contenant des composés organiques volatils (COV), des solvants, des odeurs et d'autres gaz nocifs avant qu'ils ne soient rejetés dans l'atmosphère.

• Contrôle des odeurs :

  Les oxydants thermiques sont utilisés dans des installations telles que les stations d'épuration des eaux usées, les décharges et les usines de transformation alimentaire pour atténuer les nuisances et l'impact environnemental en détruisant les composés malodorants présents dans les gaz de déchets.

• Élimination des polluants atmosphériques dangereux (HAP) :

  Les industries qui manipulent des polluants atmosphériques dangereux, tels que le benzène, le toluène, le formaldéhyde et d'autres substances toxiques, utilisent des oxydants thermiques pour se conformer aux réglementations environnementales strictes et protéger la santé publique.

• Récupération de solvants :

  Les oxydants thermiques équipés de systèmes de récupération d'énergie peuvent récupérer l'énergie provenant de l'oxydation de solvants organiques, contribuant ainsi à la récupération de solvants et à l'efficacité énergétique des processus industriels.

• Opérations de peinture et de revêtement :

  Les usines engagées dans des opérations de peinture et de revêtement, telles que l'automobile, l'ameublement et la fabrication de métaux, peuvent utiliser des oxydants thermiques pour traiter les gaz de déchets générés pendant les processus de séchage et de durcissement, garantissant ainsi le respect des normes de qualité de l'air.

• Salle blanche et fabrication de semi-conducteurs :

  Dans des industries telles que la fabrication de semi-conducteurs et les salles blanches, où même des traces de composés organiques peuvent perturber les processus de production, des oxydants thermiques sont utilisés pour éliminer ces contaminants, en maintenant l'intégrité de l'environnement de production.

Comment choisir des oxydants thermiques

Les industries qui souhaitent investir dans des oxydants thermiques doivent tenir compte de plusieurs facteurs pour s'assurer qu'elles choisissent le bon équipement pour leurs besoins de traitement des gaz de déchets.

• Nature des COV : Comprendre les caractéristiques des COV sur site est crucial. Les utilisateurs doivent analyser des facteurs tels que la composition chimique, la concentration et la présence d'impuretés. Cette évaluation permet de déterminer le type et la conception d'oxydant thermique appropriés pour traiter efficacement les COV spécifiques.
• Capacité de traitement : Evaluer la capacité d'oxydant thermique requise est essentiel. Les utilisateurs doivent tenir compte de facteurs tels que le débit volumique des COV, le taux de renouvellement de l'air et l'efficacité du traitement d'oxydation. Cette évaluation garantit que l'oxydant thermique sélectionné peut gérer le volume prévu de gaz de déchets.
• Récupération de chaleur : Les oxydants thermiques peuvent utiliser la chaleur perdue pour améliorer l'efficacité de fonctionnement. Les utilisateurs doivent considérer si des systèmes de récupération de chaleur, tels que des échangeurs de chaleur ou des générateurs de vapeur, sont intégrés à l'oxydant thermique. La récupération de chaleur contribue à la conservation de l'énergie et réduit les coûts de fonctionnement.
• Sécurité et conformité réglementaire : Les considérations de sécurité et la conformité aux réglementations sont primordiales. Les utilisateurs doivent s'assurer que l'oxydant thermique sélectionné est conforme aux normes de sécurité et aux exigences réglementaires applicables. Cela comprend des dispositifs de sécurité appropriés, tels que des systèmes antidéflagrants et d'arrêt d'urgence, pour la conformité réglementaire.
• Exigences opérationnelles et de maintenance : Les utilisateurs doivent tenir compte des exigences opérationnelles et de maintenance, y compris le niveau d'automatisation, les fonctions de surveillance et de contrôle, et l'accessibilité à la maintenance. Ces facteurs influencent l'efficacité opérationnelle, la fiabilité et les performances à long terme de l'oxydant thermique.
• Analyse des coûts : Les utilisateurs doivent analyser de manière exhaustive les coûts en capital et de fonctionnement, y compris l'achat, l'installation, la consommation d'énergie, la maintenance et les coûts réglementaires. Tenez compte du rapport coût-performance pour vous assurer que l'oxydant thermique sélectionné correspond aux contraintes budgétaires et constitue un investissement rentable.

Q&A

Q1 : Un oxydant thermique est-il la même chose qu'un incinérateur ?

A1 : Non, un oxydant thermique n'est pas la même chose qu'un incinérateur. Les deux sont des systèmes de valorisation énergétique. Un oxydant thermique gère les déchets industriels. Il le fait en décomposant les composés dangereux, en canalisant l'énergie résultante pour alimenter les opérations commerciales ou les systèmes de chauffage. D'autre part, un incinérateur élimine principalement les déchets municipaux solides.

Q2 : Les oxydants thermiques produisent-ils des sous-produits ?

A2 : La tâche principale de l'oxydant thermique est de désintégrer les composés organiques dangereux. Il le fait efficacement, il n'y a donc pas de gain ou de production significative de sous-produits. Néanmoins, en raison de la chaleur extrême utilisée dans le processus, certains sous-produits inorganiques, tels que les cendres, peuvent apparaître. Cela se produira principalement si des matières solides contenant des constituants inorganiques sont traitées. Les cendres s'accumuleront généralement au fond de la chambre de l'oxydant thermique.

Q3 : Existe-t-il des technologies émergentes liées aux oxydants thermiques ?

A3 : Oui. Ces dernières années, plusieurs types de nouvelles technologies d'oxydants thermiques ont été développés dans le but d'améliorer l'efficacité et de minimiser les effets environnementaux. L'un d'eux est l'oxydant thermique régénératif (RTO), qui comprend des composants de récupération de chaleur. Un autre est l'oxydant thermique catalytique (CTO), qui comprend également un catalyseur pour accélérer le processus d'oxydation.