Production d’électricité par incinération des déchets

Production d’électricité par incinération des déchets

La production d’énergie par incinération des déchets consiste à introduire, digérer et innover des usines et des équipements d’incinération des déchets. Ces dernières années, la présence de dioxines dans les gaz de combustion issus de l’incinération des déchets municipaux solides (DSM) constitue une préoccupation commune dans le monde. Les dioxines, comme les substances hautement toxiques, causent de graves dommages à l'environnement. Le contrôle efficace de la production et de la diffusion de substances de type dioxine est directement lié à la promotion et à l’application de technologies d’incinération des déchets et de production d’énergie à partir de déchets. La structure moléculaire de la dioxine est telle qu’un ou deux atomes d’oxygène relient deux cycles benzéniques remplacés par du chlore. Les PCDD (polychloro dibenzo-p-dioxine) sont liés par deux atomes d'oxygène, et les PCDD (polychloro dibenzo-p-dioxine) sont liés par un atome d'oxygène. La toxicité du 2,3,7,8-pcdd était 160 fois supérieure à celle du cyanure de potassium.

Principe de fonctionnement de la production d'énergie par incinération des déchets :

Les sources de dioxines dans les incinérateurs sont les produits pétroliers et les plastiques chlorés, précurseurs des dioxines. Le principal mode de formation est la combustion. Les déchets domestiques contiennent beaucoup de NaCl, KCl, etc., tandis que l'incinération contient souvent de l'élément S, ce qui entraîne une pollution. En présence d'oxygène, il réagit avec le sel contenant du Cl pour former du HCl. HCl réagit avec CuO formé par oxydation de Cu. Il s’avère que le catalyseur le plus important pour la production de dioxine est l’élément C (avec le CO comme standard).

Les principaux avantages de la production d’électricité par incinération des déchets sont les suivants :

L'incinérateur à pyrolyse contrôlé par gaz divise le processus d'incinération en deux chambres de combustion. La température de la première chambre de combustion est contrôlée à moins de 700 ℃, de sorte que les déchets puissent être décomposés à basse température en cas de manque d'oxygène. À ce stade, les éléments métalliques tels que Cu, Fe et Al ne seront pas oxydés, donc certains d'entre eux ne seront pas produits, ce qui réduira considérablement la quantité de dioxine ; Dans le même temps, comme la production de HCl est affectée par la concentration d’oxygène résiduel, la production de HCl sera réduite par la combustion anoxique ; De plus, il est difficile de former un grand nombre de composés dans une atmosphère d’autoréduction. Étant donné que l'incinérateur à gaz est un lit solide, il n'y aura ni fumée ni carbone résiduel non brûlé dans la chambre de combustion secondaire. Les composants combustibles présents dans les déchets sont décomposés en gaz combustibles, qui sont introduits dans la deuxième chambre de combustion avec suffisamment d'oxygène pour la combustion. La température de la deuxième chambre de combustion est d'environ 1 000 ℃ et la longueur du conduit de fumée permet aux gaz de combustion de rester pendant plus de 2 S, ce qui garantit la décomposition et la combustion complètes de la dioxine et d'autres gaz organiques toxiques à haute température. De plus, l'effet catalytique des particules de Cu, Ni et Fe sur la formation de dioxine peut être évité en utilisant un filtre à manches.

Équipement d'incinération

L'incinérateur MSW d'une centrale électrique d'incinération MSW est un incinérateur à grille mécanique à plusieurs étages fabriqué au Canada. L'incinérateur a été appliqué à la troisième génération mondiale de technologie de bouchon, qui peut réduire efficacement les gaz toxiques générés par l'incinération.

1. Structure de la poubelle

Les déchets sont transportés en voiture jusqu’à la station d’épuration puis déversés dans la poubelle. Les déchets nouvellement stockés peuvent être mis dans le four pour être brûlés après 3 jours. Lorsque les déchets sont placés dans la poubelle, après fermentation et drainage du lixiviat, le pouvoir calorifique des déchets peut être augmenté et les déchets peuvent être facilement enflammés. Dans le bac, la benne de la grue sert à envoyer les déchets vers la trémie située devant le four.

2. Structure de la grille

L'incinérateur de déchets est un incinérateur à grille mécanique à plusieurs étages, à mouvement alternatif et à poussée vers l'avant. L'incinérateur est composé d'une alimentation et de huit unités de grille de combustion, dont une grille à deux étages dans la section de séchage, une grille à quatre étages dans la section de combustion par gazéification et une grille à deux étages dans la section de combustion. La température dans l'incinérateur doit être contrôlée à moins de 700 ℃. Les déchets brûlés quittent l'incinérateur par la dernière grille et tombent dans le cendrier.

Mangeoire et porte coupe-feu

L'alimentateur pousse les déchets tombant dans la trémie vers la chambre de combustion depuis l'avant de la porte coupe-feu à travers le vérin de chargement. L'alimentation est uniquement responsable de l'alimentation, ne fournit pas d'air de combustion et est isolée de la zone de combustion par la porte coupe-feu. La porte coupe-feu reste fermée lorsque la mangeoire est rétractée. La fermeture de la porte coupe-feu peut séparer le four de l'extérieur et maintenir la pression négative dans le four. Parallèlement, des points de mesure de température se trouvent à l'entrée de la chambre de combustion. Lorsque la température des déchets à l'entrée de la chambre de combustion est trop élevée, la vanne électromagnétique contrôlera le pulvérisateur pulvérisé après la porte coupe-feu pour empêcher les déchets de la goulotte d'alimentation d'enflammer les déchets dans la trémie lorsque la porte coupe-feu s'ouvre.

Grille de combustion

La grille de combustion à huit étages est divisée en une grille de séchage à deux étages, une grille de gazéification à quatre étages et une grille de combustion à deux étages. Sous chaque grille se trouve un dispositif d'entraînement à impulsion hydraulique. Le dispositif de poussée à 8 étapes (lit de poussée) pousse les déchets dans un certain ordre, de sorte que les déchets entrant dans l'incinérateur soient poussés vers la grille suivante par le lit de poussée associé à chaque grille. Il y a des trous uniformément répartis sur la grille, qui servent à pulvériser l'air primaire pour la combustion. L'air primaire de combustion est fourni par le tuyau d'air primaire situé sous la grille. Pendant le processus de poussée de la grille, les déchets sont chauffés par le rayonnement thermique du brûleur et du four, ainsi que par l'air primaire. L'humidité s'évapore rapidement et s'enflamme.

Disposition des brûleurs

Il y a deux brûleurs principaux dans la première chambre de combustion, comme le montrent les figures 2, 17 et 18. Il y a un point de mesure de la température au-dessus de la grille de combustion dans l'incinérateur. Lorsque l'incinérateur est démarré et que la température de combustion est inférieure aux besoins, le brûleur 17 est alimenté en fioul pour entretenir la combustion. Le brûleur 18 est situé à la sortie du four et sert à compléter les déchets non brûlés. L'air nécessaire au brûleur est fourni par un ventilateur de combustion commun à quatre incinérateurs, et l'air nécessaire à la combustion du brûleur est l'air pur inhalé par l'atmosphère. Lorsque le ventilateur de combustion tombe en panne ou que l'alimentation en air est insuffisante, une partie de l'alimentation en air du ventilateur à tirage forcé est prélevée par le by-pass (comme illustré sur la Fig. 26) pour alimenter le brûleur.

3. Conduit de cheminée de la deuxième chambre

La partie principale de la deuxième chambre de combustion est un conduit cylindrique et il n'y a pas d'angle mort des gaz de combustion provoqué par les tuyaux. Le but du réglage de la deuxième chambre de combustion est de faire en sorte que les gaz de combustion restent pendant plus de 2 secondes dans des conditions de 120 à 130 % du volume d'air théorique et d'environ 1 000 ℃, de manière à décomposer les gaz nocifs dans le four. Il y a un brûleur auxiliaire à l'entrée de la deuxième chambre de combustion. Lorsque le système détecte que la température des fumées à la sortie de la deuxième chambre de combustion est inférieure à une certaine valeur, il s'enflamme pour une combustion supplémentaire. L'air secondaire pénètre dans la chambre de combustion secondaire par l'entrée de la chambre de combustion secondaire. La deuxième chambre de combustion comporte deux sorties supérieure et inférieure menant à la chaudière de récupération de chaleur, et il y a un déflecteur à entraînement hydraulique devant les deux sorties pour contrôler l'entrée des gaz de combustion.

4. Système d'aération

Chaque incinérateur est équipé d'un ventilateur à tirage forcé. Le ventilateur aspire l'air du bassin à déchets, ainsi que le gaz qui s'échappe de la partie inférieure du lit de poussée de la première chambre de combustion vers l'extérieur de l'incinérateur. Cet agencement de source d'alimentation en air vise à garantir que la poubelle est dans un état de pression micro-négative et à éviter les fuites de gaz de la poubelle. L'air fourni entre dans la chaudière de récupération de chaleur, traverse le préchauffeur d'air à deux étages de la chaudière de récupération de chaleur, puis entre dans un grand collecteur de mélange (comme illustré sur la Fig. 21), puis entre dans la première chambre de combustion et la deuxième chambre de combustion de l'incinérateur comme air primaire et secondaire respectivement. Le collecteur peut également accepter l'air de retour provenant du by-pass de la chaudière à récupération de chaleur. L'air primaire sortant du collecteur est en outre divisé en deux tuyaux : le tuyau 1 est connecté à trois tuyaux d'air pour alimenter en air la grille 1 ~ 3 ; Un autre tuyau 2 est relié à cinq tuyaux d'air pour alimenter en air la grille 4 à 8. L'air primaire fourni à la grille peut sécher les déchets, refroidir la grille et fournir l'air nécessaire à la combustion. La vanne de régulation du volume d'air de la canalisation 1 doit être réglée en fonction de la température de l'entrée de l'incinérateur. La vanne de régulation du volume d'air de la canalisation 2 doit être ajustée en fonction de la température et de la teneur en oxygène du four incinérateur. Le volume d'air du four doit représenter 70 à 80 % du volume d'air théorique. L'air secondaire pénètre dans la chambre de combustion secondaire par la canalisation. L'alimentation en air secondaire représente 120 à 130 % de l'alimentation en air théorique.

5. Système d'évacuation des cendres

Les cendres évacuées de l'incinérateur tombent dans le réservoir à cendres. La direction de disposition de deux réservoirs de cendres parallèles est perpendiculaire à celle de l'incinérateur, et les réservoirs de cendres de quatre incinérateurs sont reliés horizontalement. Le séparateur de cendres entraîné par pression hydraulique (comme illustré sur la fig. 223) choisit de laisser tomber les cendres dans un réservoir à cendres. Une bande transporteuse de cendres est disposée au fond du réservoir à cendres pour transporter les cendres évacuées de quatre incinérateurs vers le réservoir à cendres. Un certain niveau d'eau est nécessaire dans le réservoir à cendres pour submerger les cendres.

6. Équipement de traitement des fumées

Une fois que les gaz de combustion sont évacués par la chaudière de récupération de chaleur, ils entrent d'abord dans l'épurateur semi-sec, dans lequel l'atomiseur est utilisé pour pulvériser le mortier de pierre cuit du haut de la tour dans la tour pour le neutraliser avec le gaz acide présent dans le gaz de combustion, qui peut éliminer efficacement le HCl, le HF et d’autres gaz. Il y a une buse de charbon actif sur le tuyau de sortie de l'épurateur, et le charbon actif est utilisé pour adsorber les dioxines/furannes dans les gaz de combustion. Une fois que les gaz de combustion pénètrent dans le filtre à manches, les particules et les métaux lourds contenus dans les gaz de combustion sont adsorbés et éliminés. Enfin, les gaz de combustion sont évacués dans l’atmosphère depuis la cheminée.