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Incinération : la mise en conformité à moindre coût

Christian Guyard

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- Ecotube, un dispositif simple du suédois Ecomb, optimise la combustion des solides dans les usines d'incinération et réduit les émissions de NOx.

Dans les usines d'incinération, la combustion des solides (charbon, ordures, biomasse...) s'effectue dans des fours à grille horizontale ou inclinée sur laquelle se déplace le combustible. L'air de combustion est injecté en excès sous la grille. Cela provoque l'envolée d'imbrûlés (perte d'énergie) qui encrassent la chaudière, provoquent l'érosion et la corrosion des tubes. La plupart des gaz polluants sont globalement maîtrisés, mais il reste des NOx dont les normes de rejets deviennent plus sévères, et parfois des pics de monoxyde de carbone (CO).

Alexandre Roche, spécialisé en traitement des fumées de combustion, rappelle que les nouvelles normes ont impliqué de nombreuses fermetures - justifiées - d'usines d'incinération, leur remplacement par de nouvelles, et la mise en conformité par la modernisation d'usines existantes.

Un système permettant la réhabilitation d'usines

Cette mise en conformité n'est pas simple, les usines ayant été conçues pour un certain PCI des ordures (pouvoir calorifique inférieur) qui a augmenté de 30 à 40 % depuis la construction. Si le traitement des fumées ne peut pas évoluer, il faut donc les raser et les remplacer par des nouvelles, ce qui est coûteux.

L'Ecotube, mis au point par le suédois Ecomb, vient à point nommé en réhabilitation. Le dispositif, simple, apporte de nombreux avantages : gain en énergie car moins d'imbrûlés, gain en capacité de traitement du four, dont on peut accroître le débit grâce à la meilleure combustion, gain sur les polluants (plus de pics de CO, moins de COV et de NOx), réduction des cendres volantes et meilleure disponibilité de la chaudière (moins d'encrassement et de corrosion).

À l'origine, Ecomb cherchait à réduire l'encrassement des chaudières en diminuant les débits d'airs primaire et secondaire (injectés au-dessus de la grille) pour éviter les entraînements de cendres. En poussant l'idée, en est sorti le système Ecotube. Il s'agit tout simplement de tubes métalliques insérés au travers de la paroi du four. Refroidis à l'eau, percés de rangées de trous (buses), ils injectent de l'air secondaire à grande vitesse au coeur de la flamme. La flamme est rabattue au-dessus du lit par les jets d'air et n'a plus la forme allongée, laminaire, qui laissait des zones mortes dans le four. Le mélange gazeux est optimisé et la température accrue, d'où la disparition des pics de CO. On constate en outre une réduction des NOx et une température plus élevée en entrée de chaudière.

La mise en place ne conduit qu'à de légères modifications du four (perçage, plate-forme d'installation). Les fours concernés sont ceux à foyer ouvert de plus de 5 MW, de l'ordre de 3 t/h si l'on parle d'ordures ménagères ou de biomasse. Avant chaque application, Ecomb réalise des tests sur site qui lui permettent d'indiquer avec précision quelles valeurs seront atteintes.

Depuis 1995, Ecomb possède plusieurs références en Suède sur des ordures ménagères, des déchets industriels, de la biomasse. Plus récemment, des installations ont eu lieu en Grande-Bretagne, aux Pays-Bas et aux États-Unis sur des traitements de 3 t/h à 35 t/h. Il a été constaté des réductions importantes sur les NOx, uniquement par ce dispositif : des rendements de 40 à 70 %, c'est-à-dire que la valeur réglementaire de 200 mg/Nm3 est atteinte sans problème sans injection de réactifs.

Première référence en France, la mise en conformité NOx de l'usine d'incinération de Lons-le-Saunier (Jura) démarrera en mai 2005.

EN BREF

LE PROBLÈME - La sévérité accrue en matière de rejets de NOx met en péril des usines d'incinération LA SOLUTION Le système Ecotube - Est plus efficace qu'une extension de filtration - Diminue la formation de gaz nocifs et de poussières - Permet d'injecter au coeur de la flamme des réactifs solides ou liquides pour réduire encore les polluants

UN SIMPLE TUBE PERCÉ DE TROUS...

- Les tubes injectent, via une multitude de trous, de l'air à grande vitesse au coeur de la flamme qui est ainsi confinée dans la zone chaude, ce qui accroît le temps de contact à haute température pour une oxydation plus complète. Les tubes sont rétractables, permettant de mettre ou non le système en fonction.

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