Comment fonctionne un RTO ?
Comment fonctionne un RTO ?
Votre processus de production génère-t-il des émissions dangereuses ou désagréables? Un oxydateur thermique régénératif (RTO) élimine les composés organiques volatils (COV), les polluants atmosphériques dangereux et les odeurs désagréables. Le plus grand avantage est qu'avec un RTO, vous pouvez réduire la consommation d'énergie et donc les coûts en réutilisant l'énergie thermique produite. Mais comment fonctionne exactement un RTO?
Comment fonctionne un RTO?
L'oxydation thermique permet la postcombustion du flux d'air pollué. Un oxydateur thermique régénératif (RTO) se distingue d'un oxydateur thermique ordinaire en ce qu'une grande partie de la chaleur est récupérée au moyen de deux, trois ou plusieurs lits céramiques.
Le flux d'air entrant dans le RTO est généralement chargé de polluants (COV). L'air est purifié par la combustion de ces polluants. Dans une première phase de ce processus, l'air est chauffé jusqu'au point de combustion dans l'un des lits céramiques. Après avoir brûlé les solvants, l'air est refroidi car un autre lit céramiques absorbera la chaleur résiduelle du flux d'air. L'air refroidi est vidangé. Le troisième lit est nettoyé avec le reste de l'air chaud. Cet air pollué est brûlé dans le cycle suivant avec le flux d'air chargé suivant.
Ainsi, un lit céramique du RTO est responsable de la combustion des polluants, le deuxième lit est responsable du refroidissement du flux d'air et le troisième lit est nettoyé à ce moment. Ce processus se répète sans cesse, mais les fonctions des lits sont transmises à chaque cycle: le lit qui était responsable du refroidissement pendant le cycle précédent chauffe maintenant le flux d'air, le lit nettoyé absorbe et refroidit le flux d'air, et le premier lit est nettoyé. Ce procédé de RTO avec ces lits céramiques permet de récupérer beaucoup de chaleur, ce qui réduit considérablement les coûts d'exploitation.
Quand un RTO s'auto-entretient-il?
Dans un oxydateur thermique régénératif (RTO), les lits en céramique changent constamment de fonction, ce qui permet de réutiliser une partie de la chaleur. Cependant, le flux d'air chargé contient également un certain contenu énergétique et cette énergie est libérée dans le RTO par la combustion de ces polluants. Cela peut réduire considérablement les coûts de fonctionnement. La possibilité pour le système de s'auto-entretenir dépend de la taille de la charge de solvants. Nous appelons cela le calcul du point autothermique et c'est un paramètre important pour le dimensionnement d'un RTO. Pour être auto-entretenu, le point autothermique du RTO doit être de 1,5 à 2 g COV/m³.
Lorsque la concentration de COV est inférieure au point autothermique, la récupération d'énergie par les lits céramiques n'est pas suffisante pour maintenir la combustion. Par conséquent, dans certains cas ou lors du démarrage, un apport énergétique supplémentaire est nécessaire (par exemple, une combustion supplémentaire de gaz naturel fournit alors un supplément de chaleur).
Le bypass chaud d'un RTO
Dans certains flux d'air ou procédés de production, la concentration de COV sera supérieure au point autothermique. Dans ces situations, il y aura un excès de chaleur dans la chambre d'oxydation du RTO. Pour dissiper l'excès de chaleur, PCA peut fournir un bypass à chaud (revêtu de béton réfractaire) vers le conduit de sortie. Ce bypass est contrôlé par une sonde de température spécifique dans la chambre d'oxydation du RTO. Une fois qu'une température maximale (fixée) est atteinte, cette vanne s'ouvre et la chaleur est immédiatement dissipée. Si un surplus de chaleur se produit régulièrement, un échangeur de chaleur peut également être installé.
Système de burn-out d'un RTO
Comme décrit ci-dessus, les lits céramiques de l'oxydateur thermique régénératif (RTO) jouent un rôle important dans la récupération de la chaleur dans le processus de combustion. Selon la composition du flux d'air traité dans l'usine, une polymérisation peut se produire dans les parties froides du RTO. Nous entendons par là, par exemple, la formation de résines ou la rétention de particules collantes dans les lits céramiques. Ces particules provoquent une perte de pression croissante et une perte de capacité thermique, ce qui entraîne une augmentation de la consommation de gaz. Cela peut être vérifié en nettoyant régulièrement les lits céramiques. À cette fin, la conception du RTO peut être ajustée dans les parties inférieures des chambres, de sorte que la température au fond des lits céramiques puisse atteindre 400°C afin d'obtenir une gazéification des substances concernées. L'air chaud est fourni par la chambre d'oxydation.
Post-traitement dans un RTO
L'oxydateur thermique régénératif (RTO) traite les COV en CO2 et H2O de manière très efficace. Toutefois, lorsque des COV halogénés sont présents dans le flux d'air, d'autres produits résiduels en plus du CO2 et du H20 seront également produits dans le RTO. Les exemples sont le HCl, le HBr et le SO2. Ceux-ci ne peuvent pas être oxydés dans un RTO, mais doivent être traités dans une technique de post-traitement telle qu'un laveur de gaz.
Les composants HCl, HBr et SO2 sont bien solubles dans l'eau et sont donc des composants idéaux pour absorber et réagir chimiquement dans l'eau. Dans cette situation, il est recommandé d'installer un laveur de gaz comme technique de post-traitement. Après le traitement dans le RTO, les gaz sont encore refroidis afin d'obtenir une bonne absorption. Ensuite, le flux d'air est lavé avec de l'eau alcaline dans le laveur de gaz pour éliminer les acides formés dans les flux de gaz. Afin de limiter autant que possible les pertes de pression dans le laveur, un matériau de joint adapté peut être utilisé.
Enfin, il existe des limites d'émission strictes pour certains composants, qui ne peuvent être atteintes par le seul traitement dans une installation RTO. Afin de déterminer le meilleur pré/post-traitement, des tests doivent être effectués pour chaque situation spécifique. Dans certains cas, un logiciel de simulation peut être utilisé pour vérifier si les limites d'émission requises peuvent être atteintes. Dans d'autres cas, on dispose de peu de connaissances et des essais pilotes devraient être réalisés. Sur cette base, non seulement la faisabilité technique peut être vérifiée, mais une analyse économique (CAPEX - OPEX - avantages et inconvénients de chaque technique) peut être réalisée sous la forme d'une étude. PCA peut vous aider dans ces domaines.
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