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REPUBLIQUE TUNISIENNEMinistère de l’Enseignement Supérieur,
de la Recherche Scientifique Université de Gabès
RAPPORT DE STAGE DE FIN D’ETUDES
Présenté àL’Institut Supérieur des Sciences
Appliquées et de Technologie de GabèsEn vue de l’obtention de la
Licence Appliquée en Chimie Industrielle & Procédés
Préparé par : Nasr Sana Njima Kalthoum
DIMENSIONNEMENT D'Un
Incinération des déchets solides
Année Universitaire 2017-2017
řŶƸƘưƫž ŝŚƤŝŚǀūƺƫƺƴƨŤƫřƹŠǀƤǀŞƐŤƫřƭƺƬƘƬƫƾƫŚƘƫř Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Gabès
Licence AppliquéeEn Chimie
Industrielle & Procédés
Sommaire
Liste des Figures.........................................................................................................................3Introduction Générale.................................................................................................................4Définition de l’incinération........................................................................................................5I. Fonctionnement d'une usine d'incinération des ordures ménagères :.................................7II. Les différents types de fours.............................................................................................10
1.Les fours à grille :..............................................................................................................102. Les fours à rouleaux..........................................................................................................113. Les fours rotatifs/ Les fours tournants :............................................................................114.Les fours fluidisés..............................................................................................................12
III. Les avantages et les enconvènients :..............................................................................121. Les avantages des centres d’incinération :.....................................................................122. Les inconvénients des centres d’incinération :..............................................................13
Conclusion générale..................................................................................................................14Bibliographie.............................................................................................................................15
Liste des Figures
Figure 1 : La (petite) Fosse à déchets d'un incinérateur de Caen où est tombé un
camion benne
Figure 2 : Grappin saisissant en vrac les déchets pour les mettre dans la Trémie
d’alimentation du four de l'usine d'incinération des déchets
Figure 3 : Poste de commandes de l'usine d'incinération des déchets
Figure 4 : Déchets descendant dans le four de l'incinérateur.
Figure 5 : Intérieur du four d'un incinérateur.
Figure 6 : Extérieur du four d'incinération
Figure 7 : Sortie des fumées de combustion nettoyée
Introduction GénéraleL’incinération est un traitement appliqué à un très large éventail de déchets. L’incinération
proprement dite n'est généralement qu'une partie d’un système complexe de traitement des
déchets qui, globalement, assure la gestion complète de la vaste gamme de déchets générés
par la société. Le secteur de l’incinération a connu une évolution technologique rapide au
cours des 10 à 15 dernières années. Cette évolution est en grande partie le fait d’une
législation propre au secteur qui a contribué notamment à la réduction des émissions
atmosphériques des installations. Les procédés sont en perpétuel développement et le secteur
met actuellement au point des techniques qui permettent de limiter les coûts tout en préservant
voire en améliorant la performance environnementale. L’incinération, comme la plupart des
traitements des déchets, vise à traiter les déchets de manière à en réduire le volume et les
dangers, tout en récupérant (et donc en concentrant) ou en détruisant les substances
potentiellement nuisibles. Les procédés d’incinération peuvent également constituer un
moyen de valoriser le contenu énergétique, minéral et ou chimique des déchets.
Fondamentalement, l’incinération des déchets consiste en l’oxydation des matières
combustibles contenues dans les déchets. Les déchets sont en général des matières
extrêmement hétérogènes, consistant principalement en substances organiques, minéraux,
verre et eau. L'incinération dégage des effluents gazeux qui contiennent l'essentiel de
l'énergie combustible disponible sous forme de chaleur. Les substances organiques présentes
dans les déchets brûlent lorsqu'elles ont atteint la température d’inflammation nécessaire et
qu’elles entrent en contact avec l’oxygène. La combustion réelle intervient en phase gazeuse
en quelques fractions de seconde avec dégagement simultané d’énergie. Si la valeur
calorifique des déchets et l’apport en oxygène sont suffisants, il peut s’ensuivre une réaction
thermique en chaîne et une combustion auto-entretenue, c’est-à-dire qui ne nécessite pas
l'apport d'autres combustibles.
Définition de l’incinération
C’est une méthode de traitement thermique des déchets qui consiste en une combustion
(technologie et température variant selon la nature du déchet) et un traitement des fumées. De
cette technique résultent trois catégories de résidus : mâchefers, cendres et résidus d'épuration
des fumées. La chaleur générée par l'incinération fait l'objet de valorisation énergétique
(production d'électricité et de chaleur) dans la plupart des unités.
L’incinération consiste en une décomposition de la matière : oxydation, avec cinq types
d’émissions :
-Eau.
-Gaz: CO, CO2, NOX, SO2, HCl.
-Poussière minérale (cendres).
- Métaux lourds : plomb, cuivre, mercure, cadmium, nickel, arsenic.
- Molécules organiques : carbone, composés organiques chlorés (dioxines et furannes….)
I. Fonctionnement d'une usine d'incinération des ordures ménagères :
Les camions poubelles déchargent leurs collectes dans la fosse de stockage des
déchets, ils sont composés de déchets alimentaires, chimiques, plastiques,
métalliques, de verre, de carton, de bois...
Un grappin transfère en vrac les déchets de la fosse à la trémie d’alimentation du
four d'incinération. La chaleur d’au moins 850 °C dégagée par la combustion des
déchets permet de produire de la vapeur servant à entrainer une turbine pour faire
tourner une génératrice et produire du courant électrique. La vapeur après avoir fait
tourner la turbine est encore assez chaude pour être utilisée à la production de
chauffage (logement, serre, piscine...) et à la production d'eau chaude. Le rendement
est estimé à 20%.
Les cendres de l'incinérateur appelées mâchefer passe par un détecteur de métaux
pour récupérer la ferraille. Le mâchefer restant est tout de même composés de
métaux lourds nocifs comme le plomb ou le cadmium. Le mâchefer est donné pour
faire des routes ou même du ciment pour le bâtiment.
Les cendres volantes sont extraites des fumées par un filtre à manches. Les fumées
sont ensuite lavées avec de l'eau contenant de la chaux, de l’ammoniaque ou du
carbone activé pour extraire les gaz acides et une partie des dioxines. Les cendres
récupérées par le filtre à manches et les boues de lavage s'appellent les refioms. Les
refioms sont des déchets dangereux non recyclables enterrés en Centre
d'Enfouissement Technique (CET). L'eau extraite des boues après nettoyage est
rejetée dans la nature.
Le fumé est ensuite rejeté par la cheminée équipée de capteurs destinés à mesurer
une demi-douzaine de polluants sur la centaine qui s’en échappe.
Figure1 : La (petite) Fosse à déchets d'un incinérateur de Caen où est tombé un camion benne
Figure2 : Grappin saisissant en vrac les déchets pour les mettre dans la Trémie
d’alimentation du four de l'usine d'incinération des déchets.
Figure3: Poste de commandes de l'usine d'incinération des déchets
Figure4: Déchets descendant dans le four de l'incinérateur.
Figure 5 : Intérieur du four d'un incinérateur.
Figure 6 : Extérieur du four d'incinération
Figure7 : Sortie des fumées de combustion nettoyée
II. Les différents types de fours 1.Les fours à grille :
La sole (paroi inférieure ou le plancher du four) est construite avec des tuiles en acier dont les
rangées sont alternativement fixes et en mouvement.
L’air primaire de combustion est injecté par des buses aménagées dans les tuiles. Des caissons
sont disposés sous les grilles pour récupérer les cendres et assure le raccordement de l’air
soufflé par des ventilateurs.
Les fours à grilles peuvent traiter de 5 à 40 t/h de déchets.
schéma de principe d'un four à grille
2. Les fours à rouleaux
Ces fours sont construits avec une sole constituée de rouleaux d’acier en rotation. L’air de
combustion est soufflé entre les rouleaux avec une double fonction : alimenter la combustion
et refroidir le matériel. La rotation des rouleaux fait avancer les déchets du point de leur
chargement jusqu’à la zone de refroidissement des mâchefers.
3. Les fours rotatifs/ Les fours tournants :
Les déchets entrent dans un four cylindrique incliné dans lequel circule de l'air. Le four tourne
et permet ainsi la progression des déchets dans le foyer, dans le même sens ou à contre-
courant de l'air de combustion.
4.Les fours fluidisés
Les fours à lits fluidisés : les déchets sont broyés puis mélangés à un lit de sable. L'air de
combustion est insufflé vers le haut à travers le lit mis en mouvement et porté à température
élevée. Ce procédé peut être rotatif, circulant ou dense
III. Les avantages et les enconvènients :
1. Les avantages des centres d’incinération :
La valorisation énergétique des déchets, par incinération avec récupération d'énergie, entraîne
une économie significative de combustibles fossiles (gaz, fioul, charbon…)
Elle permet, par la vente de l'énergie, de diminuer d'au moins 20 % le prix de traitement des
déchets urbains. Elle réduit de 90 % le volume et de 70 % la masse des déchets.
Elle détruit les microbes, les virus, les germes infectieux propagateurs d'épidémies
(combustion à 850°).
Environ 4/5 des résidus solides sont utilisés sous la forme de sous-couches routières, et
l'essentiel des ferrailles et autres métaux issus de déchets est récupéré et recyclé.
2. Les inconvénients des centres d’incinération :
Une partie de ces mâchefers est destinée à être mis en décharge, ainsi que les REFIOM. En
l’absence de meilleures solutions ils sont entreposés dans des centres d’enfouissements
techniques, ce qui crée un problème supplémentaire à résoudre par les générations futures.
L’ensemble des problèmes évoqués sont dus à la création de molécules toxiques organiques
qui n’existent pas dans la charge de l’unité, ou des métaux lourds qui sont concentrés dans les
filtres. Il y a un impératif de les détruire, et cela rend cet instrument de traitement
extrêmement coûteux.
La situation sanitaire a été considérablement améliorée, mais le citoyen n’est toujours pas
rassuré sur l’exposition à proximité d’incinérateurs ou sur la pollution transfrontalière qu’il
peut subir. Ce problème ne peut pas rester indéfiniment sans certitude concernant son
innocuité médicale, et assujetti exclusivement à des lois économiques.
La conséquence de la dispersion dans la nature de produits chimiques, parmi lesquels certains
cancérigènes, a rendu cette technologie, pour certains citoyens, socialement inacceptable.
Conclusion générale Malheureusement, il est indéniable que l’incinérateur (selon son premier nom) est l’une des
sources les plus polluantes envers l’environnement et particulièrement pour l’homme.
Néanmoins, et en soulignant cette grande propriété de l’incinérateur, que parait le rôle et
l’intervention de l’homme, de l’homme ingénieur.
Vu l’impossibilité d’éviter toute sorte de déchets, l’ingénieur a recours à sa valorisation : en
matière et une valorisation énergétique sous forme d’électricité ou chauffage, d’où la nouvelle
appellation : centre de valorisation de déchets.
Néanmoins, la valorisation ne peut pas être désignée comme avantage de l’incinérateur. En
effet, c’est une amélioration continue ayant la finalité de poursuivre et d’atténuer le plus grand
inconvénient : la pollution.
En plus, l’ingénieur ne doit pas être uniquement satisfait par la compréhension du phénomène
de valorisation. Au contraire, il doit construire, concevoir et dimensionner.
Ce petit rapport, en définissant une représentation d’un dimensionnement et conception du
four de combustion de déchets, est une initiation au rôle de l’ingénieur diligent.
Bibliographie
http://liste1.e-monsite.com/pages/22-usine-d-incineration-des-dechets-menagers-industriels-et-agricoles.html
http://lavalorisationdesdechets.e-monsite.com/pages/l-incineration/avantages-et-inconvenients.html
