Avantages de l'oxydant thermique régénératif de troisième génération

Principe de l'organisme de formation enregistré (RTO)

RTO, également connu sous le nom de Oxydateur thermique régénératif，Le régénérateur chauffe les gaz résiduaires organiques à plus de 760 °C afin d'oxyder et de décomposer les COV qu'ils contiennent en dioxyde de carbone et en eau. Les gaz à haute température ainsi produits traversent un corps de stockage thermique en céramique spéciale, chauffant ce dernier et y stockant de la chaleur. Cette chaleur est ensuite utilisée pour préchauffer les gaz résiduaires organiques suivants, réduisant ainsi la consommation de combustible nécessaire à leur chauffage. Le régénérateur en céramique est divisé en au moins trois zones ou chambres. Chaque zone ou chambre effectue successivement les étapes de stockage, de dégagement et de nettoyage de la chaleur, et ce, en continu. Après le dégagement de chaleur, des gaz d'échappement propres et traités sont immédiatement introduits pour nettoyer le régénérateur (garantissant un taux d'élimination des COV supérieur à 99 %). La procédure de stockage de chaleur ne peut être enclenchée qu'une fois le nettoyage terminé. L'équipement de traitement régénératif des gaz résiduaires RTO se caractérise par un faible coût d'exploitation, une grande efficacité de traitement des gaz résiduaires organiques, une adaptabilité aux concentrations de gaz résiduaires de 1 000 à 10 000 mg/m³ et une efficacité de décomposition de 99 % à 99,5 %. Il représente actuellement la solution la plus économique et la plus fiable. Traitement des COV une technologie qui répond à la norme d'émission stricte de 50 mg/m3 et qui est largement utilisée.

Les équipements de traitement des gaz résiduaires RTO peuvent être divisés en deux catégories : à soupape à clapet et à soupape rotative.

L'électrolyseur à soupapes à clapets (RTO) est l'équipement de traitement des gaz résiduaires organiques le plus courant. Il comprend la technologie typique de première génération (RTO à 2 lits) et celle de deuxième génération (RTO à 3 lits). Le régénérateur est composé d'au moins deux éléments en céramique, et le sens du flux d'air est modifié par la commutation de vannes, permettant ainsi le préchauffage des gaz résiduaires contenant des COV. En règle générale, plus le nombre de régénérateurs est élevé, plus l'efficacité de purification et le rendement thermique sont importants. Les électrolyseurs à 5 et 12 chambres sont fréquemment utilisés. Le RTO à 5 chambres, plus coûteux, est rarement employé. Le RTO à 12 chambres, de type rotatif cylindrique, représente la troisième génération de l'électrolyseur.

Le taux d'identification ne peut atteindre que 90 %, ce qui ne permet pas de respecter les exigences environnementales actuelles en matière d'émissions de 50 mg/m3.

Le traitement RTO des gaz résiduaires présente les avantages suivants :

(1) Il peut traiter presque tous les types de gaz résiduaires organiques.

(2) Le flux de gaz résiduaire organique traité est très élastique (flux nominal 30 % à 105 %).

(3) Il peut s'adapter aux changements et fluctuations de la composition et de la concentration des COV dans les gaz résiduaires organiques.

(4) Il est insensible à une petite quantité de poussière et de particules solides dans les gaz d'échappement.

(5) Parmi toutes les méthodes de purification par combustion thermique, l'efficacité thermique est la plus élevée.

(6) Le fonctionnement d'auto-échauffement peut être réalisé sans ajout de combustible auxiliaire dans des conditions de concentration de gaz d'échappement appropriées.

(7) Efficacité de purification jusqu'à 99,5 %

(8) La charge de travail d'entretien est moindre, le fonctionnement est sûr et fiable, les sédiments organiques peuvent être éliminés périodiquement, le corps de stockage de chaleur peut être remplacé, la perte de pression de l'ensemble de l'appareil est moindre, la fluctuation de pression est faible et la durée de vie de l'appareil est longue.

Cependant, la consommation énergétique des équipements RTO traitant directement les gaz résiduaires organiques à grand volume d'air et faible concentration est élevée ; les équipements RTO nécessitent un fonctionnement continu autant que possible ; les coûts d'investissement initiaux des équipements RTO sont relativement élevés.

3 chambres RTO

L'unité RTO à 3 lits est composée de trois chambres remplies de céramique. Par rapport à la première génération de RTO, une fonction de purge a été ajoutée, améliorant considérablement l'efficacité de décomposition des gaz résiduaires. Le processus de traitement des gaz résiduaires organiques est le suivant : les gaz résiduaires sont préchauffés dans le régénérateur A, puis introduits dans la chambre de combustion. Les gaz résiduaires décomposés sont évacués par le régénérateur B, qui est simultanément chauffé. Les gaz résiduaires non traités contenus dans le régénérateur A sont renvoyés dans la chambre de combustion pour y être incinérés. Après décomposition, les gaz résiduaires sont évacués par le régénérateur C, qui est également chauffé. Les gaz résiduaires sont préchauffés dans le régénérateur C, puis introduits dans la chambre de combustion. Les gaz résiduaires non traités contenus dans le régénérateur B sont renvoyés dans la chambre de combustion pour y être incinérés. Après décomposition, les gaz résiduaires sont évacués par le régénérateur A, qui est simultanément chauffé. Lors de ce fonctionnement périodique, les gaz d'échappement sont oxydés et décomposés dans la chambre de combustion, et la température de cette dernière est maintenue à la valeur de consigne (généralement entre 800 et 850 °C).

L'efficacité thermique du RTO à 3 lits dépend principalement de la température de ses gaz d'échappement. Plus cette température est basse, plus le stockage et la restitution de la chaleur sont efficaces, plus les pertes thermiques sont faibles et plus les économies d'énergie sont importantes.

Rotatif RTO

Le RTO rotatif, également appelé RTO de 3e génération, se compose d'une chambre de combustion, de 12 régénérateurs céramiques indépendants et d'une vanne de direction rotative. La rotation de cette vanne permet de modifier le sens du flux d'air dans les différentes zones du lit régénérateur céramique, assurant ainsi un préchauffage continu des gaz d'échappement contenant des COV et leur élimination après oxydation et combustion dans la chambre de combustion. Comparé au RTO à commutation de vannes, le RTO rotatif ne comporte qu'une seule pièce mobile (la vanne de direction rotative), ce qui lui confère une plus grande fiabilité et des coûts de maintenance réduits.

Le four rotatif RTO est principalement composé d'une chambre de combustion, d'un garnissage en céramique et d'une vanne rotative. Le corps du four est divisé en 12 chambres : 5 chambres d'admission, 5 chambres d'échappement, 1 chambre de nettoyage et 1 chambre d'isolation. La vanne de distribution des gaz d'échappement est entraînée par un moteur et tourne en continu à vitesse constante. Sous l'action de cette vanne, les gaz d'échappement sont dirigés progressivement et continuellement entre les 12 chambres. Sa structure de base est illustrée dans la figure ci-dessus.

Cependant, la vanne de direction rotative exige une étanchéité optimale. Actuellement, seule la technologie de vanne de direction rotative à joint à lèvres en caoutchouc, utilisant les dernières technologies japonaises et coréennes, permet d'atteindre un taux de purification de 99,5 %, tandis que le taux de purification de la vanne directionnelle rotative à joint à rideau d'air, plus ancien, n'atteint que 97 %.

Vanne directionnelle rotative à joint en caoutchouc à lèvres, vanne directionnelle rotative à joint à rideau d'air

Comparaison des performances entre un RTO rotatif et un RTO à 3 lits

La comparaison structurelle des RTO à 2 lits, RTO à 3 lits et RTO rotatif est illustrée dans la figure :

Tableau comparatif des performances des différents types de RTO (volume d'air de traitement 30 000 nm3/h)