Déchets/matériaux réutilisables : Recyclage dans le four rotatif

Exigences pour l'ingénierie des procédés et une comparaison avec le brûlage sur grille et le lit fluidisé

Notre économie est dépendante de la disponibilité des matières premières, mais celles-ci sont limitées, surtout dans le cas des gisements géologiques. En outre, l'exploitation minière est confrontée à des défis toujours plus importants lorsque les ressources facilement accessibles sont épuisées, que ce soit en raison de la complexité technique ou de contraintes environnementales et sociales. Dans ce contexte, la récupération des matières premières, le recyclage et le traitement des déchets deviennent de plus en plus le centre d'attention de la société et de l'économie.
Ces tendances imposent de nouvelles exigences à l'ingénierie des procédés, à mesure que des processus de plus en plus complexes deviennent économiquement pertinents.

De nouveaux marchés de recyclage apparaissent

Les nouvelles dispositions permettront aux entreprises de se concentrer sur des procédures qui étaient auparavant un élément négligeable ou un projet de recherche.

Un exemple est le traitement et le recyclage de matériaux de construction, tels que les résidus de démolition de routes et de bâtiments ; ils peuvent remplacer l'extraction de ressources en déclin. Le gypse est particulièrement intéressant à cet égard. Le retrait progressif de l'énergie du charbon éliminera le gypse REA en tant que dérivé de la désulfuration des gaz de combustion, qui est aujourd'hui la principale source de ce matériau de construction important. Le grave déficit d'approvisionnement ne pourrait être comblé autrement que par une exploitation massive de ressources naturelles. La récupération et la réutilisation du gypse provenant des déchets de démolition des bâtiments offre une solution intéressante.

Un autre volet est la réduction des émissions de CO2 générées lors de la production de béton, ce qui constitue l'impact climatique le plus important au monde d'un seul secteur industriel. Une proportion plus élevée de béton fabriqué à partir de matières premières recyclées pourrait permettre de réaliser d'énormes bénéfices économiques.

D'autres exemples sont le recyclage du phosphore des boues d'épuration, l'expansion de la récupération des terres rares ou la régénération de matériaux catalytiques usagés provenant de l'industrie chimique.

Les défis du recyclage dans les fours rotatifs

Le traitement des déchets pose des exigences particulièrement élevées à l'ingénierie des procédés, surtout dans le cas du traitement thermique, car il faut couvrir les fortes fluctuations de la qualité des matériaux. Les boues d'épuration, par exemple, sont souvent produites sous la forme d'une masse liquide et pâteuse homogène à forte teneur en eau, tandis que les résidus de la démolition de routes ou de bâtiments sont grumeleux, très peu homogènes et présentent une large distribution granulométrique. La composition chimique présente également de fortes fluctuations.

Il en résulte une large gamme de valeurs calorifiques qui fluctuent fortement. Lors de la mise en œuvre de projets de recyclage avec traitement thermique, le choix de la technologie de traitement joue donc un rôle décisif.

Le four rotatif comparé aux alternatives

Pour les procédés de recyclage considérés, le four rotatif, le brûlage sur grille ou le lit fluidisé sont les options les plus appropriées. Les différences entre les processus se reflètent dans leur adéquation aux différentes matières premières.

Le four rotatif peut marquer des points, notamment en ce qui concerne le grand nombre de déchets et de matières résiduelles différents. Le traitement thermique des déchets en morceaux issus du recyclage automobile est tout aussi possible que la combustion des boues d'épuration pâteuses. L'incinération d'un si large spectre de déchets ne peut être réalisée ni par la technique de l'incinération sur grille ni par celle de l'incinération en lit fluidisé. En revanche, on peut s'attendre à ce que le four rotatif ait une efficacité énergétique légèrement inférieure.

Avec une conception technique appropriée, le four rotatif peut couvrir un large éventail de processus de recyclage, et les fluctuations de la quantité utilisée ne posent pas non plus de problème. Le brûlage à grille offre des avantages similaires pour le traitement de quantités différentes, alors que le brûlage en lit fluidisé ne peut pas être utilisé de manière aussi variable.

En raison des nombreuses conditions de traitement possibles (température et atmosphère), un grand nombre de procédés peuvent également être réalisés dans le four rotatif, ce qui ouvre un plus large éventail d'applications par rapport aux technologies concurrentes, bien que l'optimisation énergétique pour un procédé particulier puisse être plus coûteuse. L'incinération directe des déchets dangereux pour une utilisation thermique dans des fours rotatifs, par exemple, est une méthode éprouvée. À l'autre extrémité du spectre, il est possible de pyroliser les vieux pneus en excluant l'oxygène afin de produire du noir de carbone écologique.

Les boues d'épuration contenant de l'eau peuvent également être traitées de cette manière: pour le séchage ou pour la conversion thermique en cendres inertes. Grâce à des paramètres de processus optimisés de manière appropriée, les polluants organiques liés sont complètement détruits, même les polluants inorganiques tels que le mercure ou l'arsenic peuvent être expulsés. En tant que produit de recyclage, on obtient une cendre riche en phosphore biodisponible qui peut être utilisée directement comme engrais minéral.

 

 

Brulage en grille

Lit fluidisé

Four rotatif

Domaines d'application

 

Grilles d'escalier:

  • Combustibles grossiers et riches en cendres comme le bois, les déchets traités ou le lignite (aujourd'hui moins courant).

 

Grilles à rouleaux:

  • Incinération de déchets avec des mélanges de combustibles plus problématiques, non traités et non homogènes, ayant tendance à coller ou à scinder.
  • Seule une opération de scorification limitée est possible, une scorie de haute qualité, éventuellement avec un post-traitement de la scorie

Applicable pour:

  • boues
  • Déchets granuleux, en morceaux et à forte teneur en cendres
  • Convient sous condition pour les déchets gazeux
  • Convient sous condition pour les liquides"

 

Large éventail d'applications:

  • Combustibles solides : grossiers, riches en cendres, pauvres en cendres
  • Substances poussiéreuses
  • Liquides
  • Substances pâteuses
  • Substances à haut et bas pouvoir calorifique
  • Combustibles inhomogènes, y compris avec des phases différentes

 

Style de pilotage:

  • Incinération
  • Scories
    ("lac de scories" haute qualité de scories réalisable)

Caractéristiques

 

  • Nombreux composants mécaniques nécessitant une maintenance importante
  • Protection anticorrosion complexe à fort potentiel de corrosion (refroidissement à l'eau, aciers spéciaux)

 

  • Fortement influencé par les changements des paramètres de fonctionnement
  • Les matières premières peuvent devoir être pré-triées
  • Ne convient pas aux métaux et aux roches
  • Ne convient pas aux déchets encombrants et grossiers
  • Une mécanique robuste et éprouvée
  • Protection contre la corrosion "simple" par revêtement en briques et utilisation de plaques de chaudière "normales"
  • Pertes de chaleur plus importantes que la rouille
  • Entretien : actionneur, revêtement de briques

 

Grâce à nos nombreuses années d'expérience dans la planification et l'exploitation de fours rotatifs pour les applications les plus diverses, nous vous assistons volontiers avec notre service dans la mise en œuvre de vos projets de recyclage. Contactez-nous par téléphone ou par e-mail pour discuter votre projet!

Service commercial

Robert Süße


Chef du développement des affaires, international

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Christian Kühnert


Ventes techniques, europe centrale
 

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