Déchets, Sciences & Techniques

N°26


Simulation du comportement des métaux lourds dans les procédés d’incinération d’ordures ménagères


Stéphane Abanades, Gilles Flamant et Daniel Gauthier

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Résumé

Ce travail présente une étude du comportement des métaux lourds (ML) pendant l’incinération des déchets ménagers. Afin de mesurer le rôle des conditions de fonctionnement des incinérateurs sur la genèse des vapeurs métalliques, l’étude expérimentale menée en lit fluidisé bouillonnant a permis de simuler le processus de vaporisation des ML. Des méthodes analytiques en phases solide et gazeuse (analyse élémentaire des gaz réalisée en ligne par ICP-OES) ont été développées afin d’établir la cinétique de vaporisation des ML à partir de différentes matrices modèles. La modélisation de la dynamique de vaporisation des ML a été réalisée à l’aide d’une approche de génie des procédés.

Abstract

The main objectives of this study are to understand the physico-chemical phenomena that control heavy metal (HM) behaviour during municipal solid waste incineration, and to define the role of operating conditions on the HM release from the waste load.
The experimental study, using a bubbling fluidized bed, addresses the vaporisation of HM included in a model matrix. The analysis of solid samples and on-line analysis of the gaseous phase by ICP-OES have determined experimentally the vaporization kinetics of HM. The involved metallic species were compounds of lead, cadmium and zinc. The different parameters included temperature, residence time, gas composition (air or synthetic gas simulating the conditions in the incineration process), contents in chlorine and water vapour, support matrix (mineral and organic), and initial HM speciation.
A mathematical model allows to predict the HM vaporisation dynamics from a porous mineral matrix as long as its physical properties are known. It takes into account the thermal transfer phenomena, the chemical reactions and the mass transfer coupled with the adsorption of the metallic vapours inside the pores. Theoretical results obtained from simulations were satisfyingly compared with experimental vaporisation kinetics.

Pour citer ce document

Référence papier : Stéphane Abanades, Gilles Flamant et Daniel Gauthier « Simulation du comportement des métaux lourds dans les procédés d’incinération d’ordures ménagères », Dechets sciences et techniques, N°26, 2002, p. 14-19.

Référence électronique : Stéphane Abanades, Gilles Flamant et Daniel Gauthier « Simulation du comportement des métaux lourds dans les procédés d’incinération d’ordures ménagères », Dechets sciences et techniques [En ligne], N°26, mis à jour le : 10/02/2015, URL : http://lodel.irevues.inist.fr/dechets-sciences-techniques/index.php?id=2369, https://doi.org/10.4267/dechets-sciences-techniques.2369

Auteur(s)

Stéphane Abanades

Institut de science et de génie des matériaux et procédés (IMP-CNRS), UPR 8521 - B.P. 5 Odeillo, 66125 Font-Romeu (France)

Gilles Flamant

Institut de science et de génie des matériaux et procédés (IMP-CNRS), UPR 8521 - B.P. 5 Odeillo, 66125 Font-Romeu (France)

Daniel Gauthier

Institut de science et de génie des matériaux et procédés (IMP-CNRS), UPR 8521 - B.P. 5 Odeillo, 66125 Font-Romeu (France)