Les oxydeurs thermiques régénératifs, également appelés RTO (Regenerative Thermal Oxidizer), sont des machines équipées d’échangeurs de masse en céramique régénératifs qui atteignent un rendement thermique élevé grâce à leur capacité à accumuler et à libérer rapidement de la chaleur. Cette caractéristique permet de réaliser des installations avec des rendements allant jusqu’à 96 %. Les oxydeurs thermiques régénératifs sont configurés en fonction de l’application spécifique et des données du processus ; ils peuvent être regroupés en plusieurs catégories :
- Oxydeurs thermiques régénératifs à 2 chambres, avec chambre de compensation en option ;
- Oxydeurs thermiques régénératifs à 3 chambres (voire 5, 7 chambres, en fonction des débits à traiter)
Ces machines de réduction des COV sont généralement utilisées lorsque les émissions ont une charge de COV, une concentration de polluant, de 2-3 g/Nm3 ou plus. Ce choix est lié à la volonté d’exploiter le phénomène d’autosuffisance, concept que nous expliquerons plus loin. De même, à des concentrations plus faibles, ils représentent une solution technologique qui peut minimiser le coût d’exploitation (coût de fonctionnement) de la machine en raison de la forte récupération de chaleur.
Dispositifs de post-combustion régénératifs : caractéristiques et avantages
- Efficacité de purification élevée (98-99,5 %)
- Efficacité thermique élevée (92-96 %)
- Réduction de la production de polluants secondaires (CO, NOx)
- Possibilité de récupération de chaleur supplémentaire
- Conception spécifique applicable à des concentrations de polluants allant jusqu’à 25 % de la LIE
- Système de combustion indépendant, pour assurer le bon fonctionnement du système
- Système de combustion modulante pour maintenir la température de fonctionnement correcte à différentes charges polluantes d’entrée
- Chambre de combustion revêtue de matériaux réfractaires, avec isolation en fibres céramiques de haute densité pour garantir une plus longue durée de vie du système
- Peu d’entretien
- Tableau de commande avec automate programmable et assistance à distance
Principes de fonctionnement des dispositifs de post-combustion régénératifs
Structure de l’installation d’oxydation thermique régénérative
Dans un premier temps, sur un plan logique, nous plaçons l’aspiration du polluant : le processus implique l’utilisation d’un ventilateur dont la fonction est de surmonter les pertes de charge du système ; si le débit d’air était variable, on installerait un système de régulation de l’aspiration (onduleur), capable d’optimiser la consommation d’énergie et de s’adapter aux variations de débit. La deuxième phase commence alors, consacrée à la réduction du polluant. L’usine se compose généralement de trois tours contenant des matériaux céramiques qui ont pour fonction de stocker et de restituer la chaleur de manière cyclique ; elles sont reliées par une chambre de combustion située au sommet ; en détail :
- La première tour, qui contient un matériau céramique, est traversée par de l’air froid ou à température ambiante contenant la charge polluante à éliminer (COV). Cette tour absorbe la chaleur accumulée par le matériau céramique qui entre en contact avec l’effluent chaud, comme décrit ci-dessous
- La deuxième tour est en effet traversée par l’air chaud purifié provenant de la chambre de combustion, dont elle absorbe la chaleur, qu’elle restitue comme décrit ci-dessus.
- La troisième tour est mise « en purge », comme on dit dans le jargon. Fondamentalement, comme les tours doivent subir un processus récurrent de nettoyage des résidus de polluants accumulés afin de maintenir leur fonctionnalité, ce processus doit être effectué en cycles alternés, de sorte qu’il y ait toujours une tour « propre » qui puisse être activée lorsque celle qui est en place doit être nettoyée. Une série de vannes, spécialement conçues et testées pour leur fiabilité et leur sécurité, alternent l’entrée et la sortie de l’effluent dans les réacteurs, réalisant ainsi un processus cyclique.
Récupération de chaleur et autosuffisance de la chambre de combustion régénérative
Le système d’échange thermique raffiné, obtenu grâce à l’utilisation de masses céramiques spéciales, permet une récupération de chaleur de près de 96 %, ce qui rend possible une condition auto-thermique de l’installation de combustion. Cela se traduit par des économies fondamentales en termes de consommation de carburant auxiliaire, du moins pour des concentrations de COV à l’entrée généralement proches de 2 grammes (Nmc/h). Le type de matériau céramique utilisé comme moyen de stockage de la chaleur est optimisé pour garantir à la fois une faible consommation d’énergie et une faible consommation de combustible auxiliaire, ainsi que pour minimiser les phénomènes de colmatage dus à la présence de particules (organiques ou inorganiques). La récupération élevée conférée par le dimensionnement correct de l’échangeur de chaleur céramique peut permettre le phénomène d’autosuffisance, d’où le nom de Post Regenerative Combustion, c’est-à-dire qu’elle peut permettre au brûleur de s’éteindre, ce qui se traduit par l’annulation de la consommation de combustible de la machine. Dans ce cas, c’est bien sûr le pouvoir calorifique du polluant (COV) envoyé dans la chambre de combustion qui maintient la température de combustion et, dans ce cas, réalise l’oxydation thermique régénérative.
Galerie
Solutions d’usine applicables aux oxydeurs régénératifs Brofind®
- Conception à deux chambres, à deux chambres avec compensation ou à plusieurs chambres (>3)
- Fonctionnement sans flamme
- Contournement à chaud
- Choix des matériaux en fonction de l’application (température d’entrée élevée, gaz corrosifs)
- Utilisation de quenchers et épurateurs pour les polluants halogénés
- Récupération de chaleur secondaire grâce à des solutions de récupération d’énergie Brofind.
- Brûleurs à faibles émissions de NOx
- Fourniture clé en main
Oxydeurs thermiques avec pré/post traitement
Les usines conçues en intégrant des sections de pré- ou post-dépollution à l’oxydeur principal sont utilisées lorsque des flux de polluants complexes doivent être traités à l’aide de plusieurs technologies différentes.
Les pré-traitements, et donc les pré-réducteurs, servent généralement à préserver l’oxydeur thermique, tant sur le plan mécanique que sur celui du processus, en réduisant la concentration de certains types de polluants, tels que :
- composés organiques de silicium
- acides inorganiques
- bases inorganiques
- aérosols
- poussières
- surpulvérisation de peinture
- brouillards d’huile et/ou micro-gouttelettes de condensat
Dans ce cas, des systèmes appropriés sont installés, tels que des cyclones, des filtres à poches ou à cartouches, des épurateurs à venturi et à tour, des panneaux filtrants, des adsorbeurs à charbon actif, des désemboueurs de différentes sortes, voire des systèmes plus complexes à évaluer au cas par cas.
Pour les post-traitements et donc pour les post-réducteurs, on trouve généralement des systèmes de refroidissement brusque tels que des quenchers suivis d’épurateurs à tour, éventuellement avec un venturi de pré-dépollution.
Parfois, des systèmes SCR ou SNCR deNOx peuvent être appliqués si la réduction des NOx à partir de composés organiques particuliers, tels que les amines, est nécessaire.
Les différents systèmes de post-dépollution sont appliqués en présence de polluants à l’entrée, comme par exemple :
- COV halogénés
- COV sulfurés
- COV azotés
- Silanes ou siloxanes
Services fournis
L’oxydateur thermique régénératif Brofind a été conçu dans le cadre de la vaste gamme de produits de contrôle de la pollution de l’air de Brofind, à la fois technologiquement avancés et conviviaux. Depuis 1993, l’expertise de l’entreprise en matière de réduction des COV comprend la production d’oxydateurs thermiques régénératifs, récupératifs, catalytiques et à combustion directe, dont la taille varie de quelques centaines à des centaines de milliers de Nmc/h. Tous les systèmes sont conçus pour une intégration parfaite du processus, des performances optimales et un fonctionnement sans problème.
Choisir Brofind® signifie :
- Un service clientèle et une assistance 24 heures sur 24.
- Impartialité dans la recommandation de la technologie proposée, grâce aux différentes technologies de réduction que Brofind® possède.
- Expérience depuis 1993 dans la conception et la mise en œuvre de systèmes de réduction des émissions.
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