Discours sur la réglementation des dioxines pendant le fonctionnement de l'OTR

Les dioxines, généralement des cristaux blancs, sont des substances liposolubles incolores, inodores et extrêmement toxiques. Elles sont constituées d'un atome d'oxygène lié à deux cycles benzéniques chlorés, formant ainsi des polychlorodibenzofuranes (PCDF). Chaque cycle benzénique peut être substitué par 1 à 4 atomes de chlore, donnant naissance à de nombreux isomères. Parmi eux, les PCDD possèdent 75 isomères et les PCDF 135.

Les dioxines sont des polluants secondaires produits lors de l'incinération des COV. Elles présentent une toxicité, une stabilité et une distribution géographique variables, et sont extrêmement nocives. Leur toxicité est 130 fois supérieure à celle du cyanure et 900 fois supérieure à celle de l'arsenic, et elles sont irréversiblement tératogènes, cancérogènes et mutagènes. Elles sont considérées comme l'une des substances chimiques les plus dangereuses au monde. Les gaz d'échappement organiques chlorés génèrent des dioxines lors du processus d'incinération des déchets radioactifs. La maîtrise de la production de dioxines est donc un enjeu majeur pour les concepteurs et les exploitants d'installations de ce type d'incinération.

1. Conditions de génération des dioxines
Cycle benzénique : Une certaine quantité de cycles benzéniques est nécessaire, que ce soit dans la réaction de synthèse ou dans la réaction hétérogène des précurseurs.
Source de chlore : Des substances contenant du chlore sont nécessaires pour fournir une certaine quantité d'atomes de chlore lors du processus de formation des dioxines.
Température : La température est l'un des facteurs les plus influents affectant la formation de dioxines (300 - 500℃).
Catalyseur métallique : Dans la réaction de synthèse et la réaction catalytique du précurseur, même avec des sources de carbone et d’azote suffisantes et une température appropriée, sans catalyseur, il n’y aura pas de génération excessive de dioxines.
Oxygène : Des expériences ont montré qu’en conditions hypoxiques, la concentration de dioxines produites diminuait. L’oxygène est indispensable à la réaction de synthèse ; par conséquent, plus sa concentration augmente, plus la concentration de dioxines produites s’accroît généralement.
L'eau joue un rôle dans la formation des dioxines. En tant que source d'oxygène supplémentaire, la présence d'hydrogène réduit le degré d'oxydation des dioxines et fournit des radicaux hydroxyles.
Temps de réaction : De nombreuses expériences ont montré qu'à une température appropriée, après 5 à 30 minutes, le taux de génération des dioxines augmente fortement et est achevé en 2 à 4 heures.

Décomposition à haute température des dioxines
Lorsque la température d'incinération atteint 750 °C, les dioxines commencent à se décomposer et la liaison C-Cl se rompt initialement. Au-delà de 800 °C, la liaison C-O se rompt. À cette température, les composés benzéniques présents dans les deux produits de décomposition précédents subsistent pendant un court laps de temps ; cette structure instable est une condition nécessaire à la formation de nouvelles dioxines. Ce processus de réaction est réversible et permet la formation de dioxines à une température appropriée.
Lorsque la température d'incinération dépasse 850 °C, les précurseurs des dioxines (composés benzéniques) se décomposent rapidement et complètement en substances inorganiques, entraînant la disparition des composés organiques benzéniques, précurseurs des dioxines. Quelle que soit la température, aucune dioxine n'est plus produite ; il s'agit d'une réaction irréversible.

Lors de l'incinération à haute température, les composés benzéniques se décomposent en benzène. La figure ci-dessus illustre ce processus de réaction. On observe que les composés organiques du cycle benzénique disparaissent lorsque le temps de séjour dépasse 1,2 seconde. Il est généralement admis que lorsque la température des gaz d'échappement atteint 850 °C pendant 1,5 seconde, ou lorsqu'elle atteint 1050 °C pendant quelques millisecondes, les dioxines sont entièrement décomposées en substances inorganiques. Les substances nécessaires à leur formation disparaissent alors, et les dioxines sont complètement éliminées.

Explication sur la réduction de la production de dioxines lors du processus d'incinération des RTO.

Temps de séjour : dimensionner la chambre de combustion de manière raisonnable.
Température de combustion : Assurez-vous que la température de combustion des gaz d'échappement dans la chambre de combustion se situe dans la plage de 850 à 950 °C.
Eddy : Dans la zone à haute température du four, les gaz de combustion sont parfaitement mélangés, ce qui permet une combustion complète.
Réduire le temps de refroidissement rapide des gaz d'échappement à haute température dans les chambres de régénération, en veillant à ce que le temps de séjour des gaz d'échappement dans la plage de température moyenne (300℃～500℃) soit inférieur à 0,5 s, réduisant ainsi la production de dioxines.
Les céramiques de stockage thermique possèdent des fonctions d'adsorption, et les dioxines adsorbées dans les céramiques réintégreront la chambre de combustion pour une décomposition à haute température avec l'air de purge.