Hydrolyse des sulfures

[nonoceb]

Bonjour à tous,


dans le cadre d'une gazeification de dechets je m'interresse à la reaction suivante :

CaS + CO2 + H2O → CaCO3 + H2S T=<100°c et P=atm

CaS est le produit de la filtration des poluants (SO2 sur CaO à 900-1000°c, Pression partielle O2 tres faible, P H2 et CO élévée).

Si j'ai bien compris le sens de la reaction en question, il faut constament ajouter de l'acidité (via CO2 dissous) pour que la reaction se deroule correctement.

On admets que j'ai autant de CO2 que necessaire qui bulle dans le tank rempli d'eau (echappement de la combustion des gaz combustibles produits).

Le tank de solution acqueuse permet de separer le bullage du CO2 echappement et le degazage de H2S, par un tunnel reliant les 2 chambres de reaction sous le niveau d'eau.




La question que je me pose est la capacité de dissolution du CO2 dans mon tank d'eau, si je me retrouve avec du K2S avec CaS et donc possiblement du carbonate de potassium hautement soluble dans l'eau (K2CO3 solubilité dans l'eau à 1120g/litre).
Dois je m'attendre à une dissolution tres limitée du CO2 et donc un arret de ma production de H2S (Gaz extrement mortel qui pardonne pas, rappelons le!!!).

Seconde question auxilaire : que se passerait-il si au lieu du CO2 pour acidifier la sollution aqueuse, je rajoutais progressivement H2SO4 (acide de batterie ou autre dechets industriels dans un but de neutralisation).
SO3 reste en solution? Rien ne se passe? SO3 s'echappe de la solution?


Merci pour vos avis de chimistes!
PS : j'ai tester le prompt AI GPT, et c'est artificiel certes mais pas encore intelligent!
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[nonoceb]

Je rajoute cette information de base qui avance la comprehension du probleme

si on place du carbonate de calcium dans une eau chargée en CO2 on peut établir les équilibres suivants:
(3) CO2 + H2O + CaCO3 <=> H+ + HCO3- + CaCO3 <=> 2H+,CO32- + CaCO3 <=> (Ca2+, (OH-)2 + 2H+,CO32- ) <=> Ca( HCO3)2

L'acide carbonique (H2CO3) de l'eau est suffisamment fort pour dissoudre le calcaire et libérer d'une part les cations Ca2+ et d'autre part les anions CO32- (ne pas oublier que toutes les réactions présentées sont des équilibres).
Si on ajoute du CO2 (atmosphère saturée en CO2), les réactions se déplacent vers la droite: on dissous le calcaire et l'on a de plus en plus de bicarbonate.
Si l'on fait se dégager le CO2, on déplace les équilibres vers la gauche: on dissous le bicarbonate et l'on reprécipite le calcaire.

A priori pour la question auxiliaire, si on melange H2SO4 + HCO3 :
2 HCO3{-} + H2SO4 = 2 H2O + 2 CO2 + SO4{2-}
Donc SO4{2-} resterait soluble dans le cas ou la solution est proche de la saturation en CO2

[nonoceb]

Une petite rectification qui ne change rien au probleme : Il ny pas de K2S possible car le potassium est bien trop volatile pour etre bloqué par la filtration.
Il finira avec les gaz d'echappement (avec CO2) et donc en solution acqueuse exactement comme dans le probleme initial :
2KOH + CO2 = K2CO3 + H2O

[nonoceb]

En réalité, la réaction de KOH avec CO2 va former KHCO3 et pas K2CO3, vu que le K2CO3 s'hydrolyse presque totalement dans l'eau, en formant KOH et KHCO3.

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

On a de la peine à comprendre la logique du précédé. Il semble qu'on cherche à dépolluer quelque chose en gazéifiant les agents polluants. Or ici l'agent polluant est SO2,un gaz, et on finit par le transformer en H2S qui est tout aussi gazeux. Il faudra ensuite se débarrasser de ce H2S. Comment ? De toute façon, on fixe ce SO2 sur CaO, qui se forme à partir de CaCO3. Et cela forme CaSO3. Mais on voit mal comment transformer le CaSO3 formé en CaS. Il faut enlever ces atomes d'oxygène, et cela ne se fait pas tout seul. Au 18ème siècle, le procédé Leblanc y parvenait en chauffant avec du charbon. Mais ici il n'y a rien de pareil. Comment donc fabrique-t-on CaS ? Et finalement, pourquoi le faire, puisque le seul résultat et de transformer un gaz SO2 en un autre gaz H2S ?

Et de toute façon, il y a quelques absurdités dans le texte. Par exemple, à un moment donné, on dit que l'adjonction de H2SO4 va produire du SO3. C'est une impossibilité absolue. SO3 est une substance qui réagit avec la moindre trace d'humidité pour former H2SO4. Plus loin, on dit que le potassium est volatil. C'est une invention totale. Le potassium n'est pas et ne peut jamais être volatil.

[nonoceb]

Merci pour ta reponse, Moco en personne çà fait plaisir!

Mince alors, l'interet est pas si clair!
Pour commencer c'est connu qu'on peut pas stocker CaS sur un terrain vague car il produit doucement H2S.
Du coup l'industrie a develloper toute la chaine pour convertir CaS en CaSO4 voir extraire le Sulfur.

Du bout de ma lorgnette, l'interet que je vois c'est un incinerateur c'est une installation qui fonctionne en continu et que si on peut produire H2S, on peut apriori sortir H2 via plasma non thermique et isoler S à raison de 4kwh par Kg H2. (çà reste à verifier mais il ya des publication dans ce sens). Donc techniquement avec une installation en base, on peut constituer un petit stock de H2 pour gerer de l'intermitance ENR.

Deuxiement, H2S est à priori pas mal pour faire de la flotation, netoyer des solutions poluées dans un contexte de gestion de dechets çà peut etre sympa, mais pas forcement pertinent.

Troisiement, le fait de produire du carbonate de calcium en bout de cycle c'est une facilité pour faire de la capture de CO2.

Quatriement, mais çà c'est une conviction personnelle non verifiée, il doit etre possible de faire une boucle d'oxydation avec SO2 pour alimenter le foyer de gazeification en sulfatant CaO, afin de chauffer fortement la biomasse ou le dechet pour la gazeifier sans ajouter N2 au bazzard, sans compter qu'on pourait separer, par la voie de la sulfatation, bien plus d'element constituant des machefers actuels et donc avoir un meilleur taux de recuperation de metaux.

çà me derange pas d'admetre que l'injection de H2SO4 est une idée foireuse, c'est juste que j'ai cru comprendre que le recyclage de H2SO4 usagée/poluée coute 3fois plus cher que la production de base de H2SO4.

Et effectivement, comprendre un peu mieux la logique de la dissolution de CO2, concurrente à la dissolution de CaS et le composé quelqu'il soit de potassium est vraissemblablement une absurdité de ma part dans le sens ou KOH a un point d'ebullition de 1324°c ce qui permet de le pieger en amont

[ecolami]

Bonjour,
En partant d'un mélange gazeux de monoxyde de carbone, hydrogène et dioxyde de soufre on ne comprend pas pourquoi vous voudriez obtenir du Sulfure d'hydrogène volatile et toxique. Un traitement de neutralisation à la chaux permet de pieger le gaz carbonique (s'il y en a) etle soufre sous forme de sulfite de calcium.

cadre d'une gazeification de dechets je m'interresse à la reaction suivante :

CaS + CO2 + H2O → CaCO3 + H2S T=<100°c et P=atm

CaS est le produit de la filtration des poluants (SO2 sur CaO à 900-1000°c, Pression partielle O2 tres faible, P H2 et CO élévée).

La formation du sulfure de calcium avec le CO2 et l'eau que vous indiquez n'est possible qu'en consommant du monoxyde de carbone ou de l'hydrogène comme REDUCTEUR. Dans les deux cas on consomme des composés valorisables pour obtenir un résultat sans aucun intérêt (à moins que l'on envisage ensuite de produire du soufre élémentaire dans un autre installation. Je ne sais pas si a haute température le dioxyde de soufre se combine a l'oxyde de calcium pour former du sulfite de calcium (insoluble dans l'eau)
Preserver l'hydrogène et le monoxyde de carbone en vue de former du GAZ DE SYNTHESE semble le plus logique dans le cadre d'une gazéification de DECHETS organiques soufrés. La gazéification consomme beaucoup d'énergie de pyrolyse.
Bref il faudrait savoir quels sont les raisons d'un TEL traitement
Voyez https://www.atamanchemicals.com/calc...26568/?lang=FR

[nonoceb]

Bonjour,
En partant d'un mélange gazeux de monoxyde de carbone, hydrogène et dioxyde de soufre on ne comprend pas pourquoi vous voudriez obtenir du Sulfure d'hydrogène volatile et toxique. Un traitement de neutralisation à la chaux permet de pieger le gaz carbonique (s'il y en a) etle soufre sous forme de sulfite de calcium.

Parce que je trouve que c'est une galere sans nom pour virer tout les goudrons et vraiment tout les poluants. On se rend pas assez compte à quel point le gazole et l'essence c'est propre comparé à une gazeification de dechet!

La formation du sulfure de calcium avec le CO2 et l'eau que vous indiquez n'est possible qu'en consommant du monoxyde de carbone ou de l'hydrogène comme REDUCTEUR. Dans les deux cas on consomme des composés valorisables pour obtenir un résultat sans aucun intérêt (à moins que l'on envisage ensuite de produire du soufre élémentaire dans un autre installation.

C'est effectivement le but, faire une boucle d'oxydation selective dans un bain de sulfate en fusion, avec les metaux les moins electronegatifs non sulfaté en bas du bain. En plus du point de vue refractaire, j'ai l'impression que les temperature peuvent etre plus basse (1100-1200°c) et que si on se debarrasse du couple CaO + FeO qui bouffe à vitesse grand V alors les refractaires sont éloignés d'une phase liquide. (Vu que FeSO4 ne peut pas tenir à cette temperature et que ni Al2O3 ni SiO2 ne peuvent etre sulfuré).
On evite par ailleurs le violent bouillonement explosif d'une injection de O2 dans une fusion metalique.

Je ne sais pas si a haute température le dioxyde de soufre se combine a l'oxyde de calcium pour former du sulfite de calcium (insoluble dans l'eau)

C'est une tres bonne question, j'espere que oui ; que CaO et tout ce qui il ya de plus electronegatifs avec une faible enthalpie de formation compatible avec le bouclage SO2 peuvent l'etre. Le principe est justement de chauffer fort en surface en mangeant C et H2 afin de finir en sulfure.

Preserver l'hydrogène et le monoxyde de carbone en vue de former du GAZ DE SYNTHESE semble le plus logique dans le cadre d'une gazéification de DECHETS organiques soufrés. La gazéification consomme beaucoup d'énergie de pyrolyse.
Bref il faudrait savoir quels sont les raisons d'un TEL traitement
Voyez https://www.atamanchemicals.com/calc...26568/?lang=FR

C'est evidement mon point de depart et puis je me suis documenter sur les procedés de purification de laitiers de l'industrie du cuivre, bref je suis peutetre parti un peu loin

[ecolami]

Bonjour,
Je ne sais pas après vous avoir lu si vous voulez absolument former du Sulfure de Calcium puisque vous ne pouvez l'obtenir qu'avec un traitement ultérieur, distinct de la gazéification.
J'ai travaillé dans une usine d’incinération de déchet chimiques de toutes sortes je connais un peu les questions de réfractaires, et traitement des fumées.
En sachant la nature des déchets je pourrai mieux répondre.
Il existe des réfractaires "acides" et des "basiques" Les réfractaires "acides" ne supportent pas les cendres alcalines avec sodium, potassium et calcium
Bien entendu il n'est pas possible de mettre en contact a chaud ces deux types de réfractaires.
S'il vous reste des goudrons ou des imbrûlés c'est qu'il manquait (de vapeur) d'eau et que la température était trop basse
Le lien que j'ai cité renferme de très nombreuses informations utiles pour vous.

[nonoceb]

Bonjour,
Je ne sais pas après vous avoir lu si vous voulez absolument former du Sulfure de Calcium puisque vous ne pouvez l'obtenir qu'avec un traitement ultérieur, distinct de la gazéification.

Disons que c'est le produit (CsS) que je souhaite obtenir en surface, car c'est CaO que je peux ajouter par le haut et serait mon reducteur de sulfure pour maintenir une phase metallique en bas du bain.
Pour definir le bas du bain metalique initial : un amalgame de Plomb/Etain pour pouvoir allier les metaux qui descendront par densité

J'ai travaillé dans une usine d’incinération de déchet chimiques de toutes sortes je connais un peu les questions de réfractaires, et traitement des fumées.
En sachant la nature des déchets je pourrai mieux répondre.
Il existe des réfractaires "acides" et des "basiques" Les réfractaires "acides" ne supportent pas les cendres alcalines avec sodium, potassium et calcium
Bien entendu il n'est pas possible de mettre en contact a chaud ces deux types de réfractaires.

J'ai en tête de la brique MGO-Al2O3-C donc basique comme CaO et CaS.

S'il vous reste des goudrons ou des imbrûlés c'est qu'il manquait (de vapeur) d'eau et que la température était trop basse
Le lien que j'ai cité renferme de très nombreuses informations utiles pour vous.

Oui il me semble avoir compris la logique de cette information CaSO3 car c'est un produit sortant de l'industrie miniere apres une desulfurisation :
CaO + SO2 => CaSO3 et sa decomposition thermique intervient à une temperature plutot basse.
Le probleme c'est qu'on est en atmosphere oxydante dans le cas du grillage des Sulfures et ce n'est pas le cas de la gazeification.
Mais effectivement çà semble pas tres realiste d'esperer oxyder CaO avec SO2 vu les enthalpies de formation suivante :

CaO -635 KJ/mol
CaS -482 KJ/mol

SO2 -296.84 KJ/mol
FeS −102 KJ/mol
FeO -272 KJ/mol
SnS -100 KJ/mol
SnO -280 KJ/mol

MgO -600 KJ/mol
MgS -346 KJ/mol
CS2 -89 KJ/mol

Dans le bain il me semble qu'on a un systeme à l'equilibre, ex une phase Fe-FeO-FeS, j'ai du mal à concevoir que SO2 arrive à traverser tout ce bain de haut en bas sans jamais reagir avec la phase metalique.
Je serais pas surpris si Sn ou Fe louche fortement sur un atome d'oxygene de SO2 et si on obtient un sulfure SnS ou FeS alors c'est bon car il va remonter dans le bain et va pouvoir se reduire avec CaO.
Faire buller du SO2 dans un eutectique pb/sn surnagé par CaO à 1100°c pourait resoudre la question.

H2 doit reussir à atteindre FeO par la surface car SnO est reduit par Fe. La cinetique de reduction de FeO par H2 doit etre suffisament rapide ce qui n'est pas forcement evident.

[nonoceb]

Aussi FeS semble pouvoir reagir avec CaO pour former CaS.
FeO remonte vers la surface pour reagir avec H2.

[nonoceb]

Selon

Formation and Techniques for Control of Sulfur Dioxide and Other Sulfur Compounds in Portland Cement Kiln Systems

page 17

Dans un four de calcination de ciment, on peut déjà avoir une idée de la temperature où la reaction CaO + SO2 ---> CaSO4 + CaS devient non realisable dans une atmosphere avec 1% de O2 et du CO : 1,045°C
Si PO2 est reduite davantage, l'equilibre a une temperature plus basse et une plus grosse emmision de SO2, ce qui est evité au maximum dans cette industrie.
Il ya un tradeoff entre les emmissions de CO et SO2 en gros ... avec le but d'oxyder au maximum CaSO4 pour virer CaS.

Par ailleurs en regardant quelques publication sur l'oxydation de CaS, on peut voir que la decomposition est souvent provoquée par une trop forte proportion de CaSO4 vs CaS :

In the temperature range of 1223–1473 K, Yang and
Shen [25], Chen and Yang [26], and Kamphuis et al. [31]
have suggested that the solid solid reaction of Eq. (3) takes
place in the reductive decomposition of CaSO4.
3CaSO4(s) + CaS(s) = 4CaO(s) + 4SO2(g)

Or dans le cas de la gazeification un debut de formation de CaSO3-CaSO4 est tout de suite muselée par la presence de H2 pour retomber sur CaS.

La conversion de H2 vers H2O va fortement augmenter P H2O ce qui va reduire le pouvoir reducteur de H2 sur FeO au minimum, au niveau de la gazeification tout du moins.


Donc çà ne semble pas du tout impossible d'avoir SO2 capturée à 1100°C, directement par CaO (non fusible même avec Al2O3) ce qui offre une surface de reaction bien plus importante que le metal liquide et limite encore davantage les probabilité que SO2 passe au travers sans reagir.

[nonoceb]

Pour produire SO2 sans N2 à 1150°c pour rester liquide entre les 2 colonnes de reaction communiquante afin d'effectuer la boucle :

Pb + S → PbS
Lead react with sulfur to produce lead(II) sulfide. This reaction takes place at a temperature of 800-1200°C.

2Pb + O2 → 2PbO
Lead react with oxygen to produce oxide lead(II). This reaction takes place at a temperature of over 600°C.

PbS + 2PbO → 3Pb + SO2
Lead(II) sulfide react with lead(II) oxide to produce lead and sulfur dioxide. This reaction takes place at a temperature of 800-900°C [8].

La chaleur générée + tout le CO et les restes de H2 sont utilisés par la turbine à gaz pour produire de l'electricité.


PbS -100 KJ/mol
PbO -219 Kj/mol
H2S -20.63 Kj/mol (2.86Kwh theorique par kg H2 pour separer H2S)

[nonoceb]

Un dernier point important et genant avec la gazeification haute temperature : une part d'energie tres elévé est utilisée pour gazeifier et ensuite on reffroidit pour pouvoir filtrer et utiliser les gazs combustibles dans une autre machine, notament les machines turbocompressées ou les moteurs thermiques qui aspirent par design des gazs frais.

Sur le plan energetique c'est pas joli.
Pour avoir un ordre de grandeur, pour gazeifier du bois (un peu sec) il faut plus de la moitier du PCI juste pour gazeifier à 1000°C. C'est sans doute bien pire avec du dechet qui a un PCI vraiment pas terrible.
Biensur on peut recuperer une partie de cette energie pour prechauffer l'air de combustion mais les goudrons, les poluants peuvent degrader les performances des echangeurs et leur durée de vie.
Le sechage des intrants est donc une absolue necessité pour ne pas chauffer inutilement les oiseaux avec de la vapeur d'eau qui est evacuée du gazeificateur et difficilement exploitable.

Si une partie du produit de la gazeification et les restes des "machefers" sont fluidisable alors c'est tres avantageux pour les echangeurs de recuperation, mais aussi pour separer les elements par densité.

Conscernant la pression partielle H2O presente dans le gazeificateur, on peut facilement injecter du soufre pour produire SO2 qui formera encore du CaS à l'etage de filtration haute temperature avec CaO.
C'est vraiment interessant car on se retrouve avec du CO et H2O avec tres peu de H2 ce qui favorisera un Water-Gas Shift vers H2, CO2 et une reduction de la masse de vapeur H2O.

Selon comment est utilisé le soufre, on peut arbitrer entre de la chauffe pour le gazeificateur ou produire davantage CaS.

Conscernant la capture du CO2, elle se fait gratuitement en amont lorsqu'on chauffe CaCO3 pour produire CaO + CO2 et on recupere CaCO3 en fin de cycle avec la production de H2S à basse temperature.


Si ce cycle est viable techniquement, c'est juste trop énorme en fait.
C'est donc une piste de reflection libre de tout droits, horodatée dans la blockchain, n'importe qui peut donc refflechir à la question à son rythme s'il juge que çà en vaut la peine.
N'etant pas chimiste, je ne peux pas faire de publication theorique serieuse.

[nonoceb]

Pour revenir à la question initiale, j'ai fini par retrouver la publication qui traite la question CaS + H2O + CO2 => H2S + CaCO3 :

Conversion of calcium sulphide to calcium carbonate during the process of recovery of elemental sulphur from gypsum waste

page 8

Apriori il faut que le PH reste < 6 pour que la vitesse de reaction soit maximale.
La difficulté est bien de maximiser la capacité de dissolution du CO2 dans l'eau
Reussir à dissoudre > 50% du CO2 devrait suffire au fonctionnement du gazeificateur, comme attendu sans devoir ajouter N2.

En espece ionique dans la soupe, je crois qu'il y a en jeu à ce PH :

H+ + HCO3-
Ca(HS)2

et

The
ionization of H2S in water proceeds in two steps and can be calculated from the dissociation
constants (K1 = 9.1 x 10-8 and K2 = 1.1 x 10-12; [23]) and Eq. 7 and 8.
H2S (aq) + H2O (l) ↔ HS-(aq) + H3O+ (aq); pKa1 = 7.04 (7)
HS- (aq) + H2O (l) ↔ S2-(aq) + H3O+ (aq); pKa1 = 11.96 (8)

Mais çà commence à etre du chinois, je crois que la dissolution de CaS n'est pas le facteur limitant à la reaction.
Bref si une ame charitable avait un conseil pour "booster la capture de CO2", çà m'aiderai beaucoup.

J'ai pensé à effectuer un prelavage à l'eau du flux de CO2 pour etre debarrassé de tout autre sel.
J'ai pensé à reffroidir l'eau mais c'est embettant je ne sais pas quelle exothermie est générée par la reaction, se contenter de l'evaporation à 100°C est vraiment un gros plus si c'est possible.

[ecolami]

Bonsoir,
J'ai bien du mal a cerner le problème et a avoir une idée de l'installation.
Le sulfure de calcium est un déchet bien encombrant: soluble dans l'eau, fortement caustique et libérant du Sulfure d'hydrogène au contact du gaz carbonique dans l'air.
Le sulfite est insoluble et ne libère pas aussi facilement du dioxyde de soufre. Bien entendu en tant que réducteurs forts ils nécessitent un traitement physico-chimique. Vous évoquez la présence d'un AMALGAME Plomb-Etain, j'espère que ce n'est qu'un ALLIAGE sans Mercure. Je ne comprends pas ce que vient faire cet alliage que vous voulez oxyder d'une part et convertir en sulfure de Plomb d'autre part !! Tous ça pour obtenir de nouveau du dioxyde de soufre. La pyrolyse avec ajout de CaO semble le plus simple.
Vous ne signalez pas la présence d'halogène ou Chlore cela aurait un impact en produisant du Chlorure de calcium qui est un produit déliquescent absorbant l'eau avec une telle force qu'il faille le chauffer a plus de 260°C pour qu'il perde sa dernière molécule d'eau.

[FC05]

Juste pour dire que l'ajout d'acide sulfurique en présence d'ions calcium aurait pour conséquence la précipitation de sulfate de calcium.

[nonoceb]

Bonsoir,
J'ai bien du mal a cerner le problème et a avoir une idée de l'installation.

C'est bien normal, ce que je propose c'est du hors piste total, un incinerateur avec des Si et des PEUTETRE.
depuis quelques mois je tente tres activement de chercher un design de recherche experimental, multidechet (petites ferailles, OM, et peutetre + en fonction des emmisions) et de petite taille pour limiter au maximum le financement de cette recherche.
Dans mon pays on ne peut pas avoir de gros incinerateur, comme on peut voir un peu partout et surtout on a des decharges sauvages qu'il serait sage de netoyer.
Le pompom c'est quand ma commune a arreté de prendre en charges mes OM, j'ai été pris d'un petit elan de folie.

Le sulfure de calcium est un déchet bien encombrant: soluble dans l'eau, fortement caustique et libérant du Sulfure d'hydrogène au contact du gaz carbonique dans l'air.
Le sulfite est insoluble et ne libère pas aussi facilement du dioxyde de soufre. Bien entendu en tant que réducteurs forts ils nécessitent un traitement physico-chimique.

Je suis d'avis que le sulfite de calcium sera reduit en CaS par H2, CO ou C. De façon générale avec les oxydes metaliques, j'ai remarqué que les cinetiques de reaction de reduction sont bcp plus rapide avec H2, sauf exceptions.

Vous évoquez la présence d'un AMALGAME Plomb-Etain, j'espère que ce n'est qu'un ALLIAGE sans Mercure. Je ne comprends pas ce que vient faire cet alliage que vous voulez oxyder d'une part et convertir en sulfure de Plomb d'autre part !! Tous ça pour obtenir de nouveau du dioxyde de soufre. La pyrolyse avec ajout de CaO semble le plus simple.

En fait mon idée au tout debut c'etait d'utiliser de la biomasse de bois pour filtrer les gaz de gazeification, car la vapeur d'eau HT peut gazeifier le carbone et laisser les cendres qui contiennent un petit pourcentage de CaO pour convertir les chlorures metalique volatiles et les acides, le brome et les HF. La cendre est recoltée et subit un traitement.
Le carractere endothermique de la gazeification de cette biomasse poreuse permet d'abaisser la temperature suffisament pour passer d'un contenant en brique refractaire à de l'inox.
Ce qui passe tout de même au travers de ce filtre sont le zinc, le cadmium, le selenium, l'arsenic et le mercure.
Un reffroidissement de ces gaz à 550°C par une douche de NaCL-CaCl2 permet de recuperer le tout sauf le mercure.
Le mercure est bloqué tout à la fin par une douche de H2SO4 pour donner HgS, à priori la forme la moins dangeureuse.

Par ailleurs, le probleme initial etait aussi de gerer de la feraille melangée aux OM donc des machefers clairement non fusibles.
L'idée est donc de s'inspirer du procedé de bessemer pour bruler la feraille avec de l'air et chauffer fort mon foyer de gazeification pour rester liquide.
Ce qui est interressant c'est l'incapacité de retirer l'etain dans l'industrie du recyclage de l'acier. Pourtant les 2 sont proches sur un diagram d'ellingham.
Recuperer les metaux nobles en sacrifriant le fer encombrant devient une vraie piste.

Donc pourquoi un etat initial avec Pb-Sn? Parce que ils sont plus nobles que le fer et que c'est possible de faire passer de la vapeur d'eau dans un alliage Pb-Sn-Fe et sortir selectivement Fe tout en produisant H2.
Le fer est le metal le plus representé et son point de fusion est trop haut pour eviter les phases liquides qui degradent rapidement les refractaires connus. Rester sous 1200°c me semble indispensable pour la durabilité.

Vous ne signalez pas la présence d'halogène ou Chlore cela aurait un impact en produisant du Chlorure de calcium qui est un produit déliquescent absorbant l'eau avec une telle force qu'il faille le chauffer a plus de 260°C pour qu'il perde sa dernière molécule d'eau.

En effet CaCl2 peut mouiller la surface en surnageant au dessus de Al2O3, CaO puis CaS.
CaS est tres peu soluble dans CaO et CaCl2 et électrolyser CaS en sel fondu est pas evident, il me semble...

[ecolami]

Bonjour,
S'agissant d'un prototype amateur il faut un procéde SIMPLE, bien loin de ce que vous imaginez. Je vois que vous vous êtes beaucoup documenté et que cela vous conduit a rendre de plus en plus complexe le procéde que vous envisagez. En particulier en vous lisant je constate que votre procéde nécessite l'ajout de réactifs plus ou moins dangereux mais surtout produit des déchets dangereux pour l'environnement qui devront donc être envoyé en CENTRE DE TRAITEMENT DE DECHETS CHIMIQUES.Vous pensez bien que le traitement vous sera facturé " a un juste prix"
Quand on chauffe de la biomasse a une température intermédiaire vous constatez a l'air libre que ça fume beaucoup: ce sont des produits de pyrolyse partiellement oxydés et FORTEMENTS IRRITANT qui dégagent. Avec une température plus haute ces produits sont vraiment brûlés et n'émettent plus de gaz aussi irritants. La biomasse peut produire du gaz par méthanisation, renseignez vous pour savoir si celle que vous avez peut convenir.
Si vous voulez savoir si un produit contient du Chlore organique vous pouvez faire le Test de Beilstein qui nécessite un simple gros fil de cuivre et un bec bunsen portez au rouge l'extremite du fil puis mettez la en contact avec ce que vous testez. Ensuite remettez dans la flamme la partie ayant réagi: une coloration bleu vert signale la présence de chlore. En chauffant vous pouvez regénérer la partie ayant réagi. De temps a autres il faut décaper le fil avec un abrasif. Ce test est employé aussi pour teste les plastiques et reperer le PVC qui ne doit pas être incinéré.. les matières plastiques qui flottent dans l'eau peuvent être incinérées sans emettre de gaz acide le polyester ou le polyamide ou polyacrylique peuvent aussi être incinérés sans produire non plus de gaz acides.
L'incinération de produits organiques en présence de molécules chlorée peut former des DIOXINES si la température n'est pas suffisante: ce qui se passe est que les fameuse dioxines sont beaucoup plus stables que d'autres molécule et qu'elle peuvent ainsi apparaitre. on a suffisamment reproché aux incinérateurs de déchet ménagers d'en emettre dans les fuméees.
Je vous déconseille de (tenter de) fabriquer du gaz de synthèse mélange monoxyde de carbone et hydrogène parce que ces gaz sont inodores et inflammable, le monoxyde de carbone étant , en plus, fortement toxique. Avec un peu de malchance vous risquez une explosion d'une partie de l'installation. Si vous êtes à côté à ce moment là ce sera dommage pour vous.

Le mercure est bloqué tout à la fin par une douche de H2SO4 pour donner HgS, à priori la forme la moins dangeureuse.

NON vous n'aurez pas de Sulfure avec de l'acide Sulfurique.

[nonoceb]

Bonjour,
S'agissant d'un prototype amateur il faut un procéde SIMPLE, bien loin de ce que vous imaginez. Je vois que vous vous êtes beaucoup documenté et que cela vous conduit a rendre de plus en plus complexe le procéde que vous envisagez. En particulier en vous lisant je constate que votre procéde nécessite l'ajout de réactifs plus ou moins dangereux mais surtout produit des déchets dangereux pour l'environnement qui devront donc être envoyé en CENTRE DE TRAITEMENT DE DECHETS CHIMIQUES.Vous pensez bien que le traitement vous sera facturé " a un juste prix"

C'est justement le probleme du transport vers un centre de stockage technique centralisé qui fait que mes OM ne sont plus prit en charge, car personne ne veux payer (des qu'on est sur le domaine sous gestion d'une entreprise, les OM/encombrants n'est pas subventionné) et çà finit tres vite dans la nature. Moi je brule à l'air libre
A l'avenir le cout du carburant (pour le transport) sera de plus en plus élévé et alors il faut une solution locale rentable comme la production d'electricité.
L'objectif premier, non negociable, est de n'avoir aucun residu toxique lixiviable donc toute les solutions de filtrations classiques et largement utilisées ne sont pas adaptées.
Ce n'est pas un projet amateur, j'aurais forcement l'appui du gouvernement pour realiser ce projet. Il y aura une association citoyenne pour controler la mise en oeuvre et les resultats des prelevements et , d'ou la necessité d'ouvrir le projet pour comprendre ce qu'il sy passe.
On fait pas un tel projet contre une population, les obscurantistes qui tiennent des banderoles pour tout et rien çà ne manque jamais.

Quand on chauffe de la biomasse a une température intermédiaire vous constatez a l'air libre que ça fume beaucoup: ce sont des produits de pyrolyse partiellement oxydés et FORTEMENTS IRRITANT qui dégagent. Avec une température plus haute ces produits sont vraiment brûlés et n'émettent plus de gaz aussi irritants. La biomasse peut produire du gaz par méthanisation, renseignez vous pour savoir si celle que vous avez peut convenir.
Si vous voulez savoir si un produit contient du Chlore organique vous pouvez faire le Test de Beilstein qui nécessite un simple gros fil de cuivre et un bec bunsen portez au rouge l'extremite du fil puis mettez la en contact avec ce que vous testez. Ensuite remettez dans la flamme la partie ayant réagi: une coloration bleu vert signale la présence de chlore. En chauffant vous pouvez regénérer la partie ayant réagi. De temps a autres il faut décaper le fil avec un abrasif. Ce test est employé aussi pour teste les plastiques et reperer le PVC qui ne doit pas être incinéré.. les matières plastiques qui flottent dans l'eau peuvent être incinérées sans emettre de gaz acide le polyester ou le polyamide ou polyacrylique peuvent aussi être incinérés sans produire non plus de gaz acides.

Je connaisais pas cette technique, merci pour le conseil.
J'ai effectivement assez vite identifier que le chrore etait un probleme, c'est pourquoi je l'enleve avec mon filtre "biomasse bois d'arbre" en amont de la veritable combustion avec exces d'air.

L'incinération de produits organiques en présence de molécules chlorée peut former des DIOXINES si la température n'est pas suffisante: ce qui se passe est que les fameuse dioxines sont beaucoup plus stables que d'autres molécule et qu'elle peuvent ainsi apparaitre. on a suffisamment reproché aux incinérateurs de déchet ménagers d'en emettre dans les fuméees.

J'ai bien refflechi à cette question car produire de la dioxine est le principal "sur-risque" qui pourrait justifier la non incineration et le stockage (sauvage dans la nature).
Et d'apres ce que j'ai identifié :
- Il faut chauffé fort au debut 1100°c c'est OK
- Tout au long du reffroidissement des gaz, sur le "froid" des echangeur de la centrale vapeur" il peut se reformer des dioxines, si on a des poussieres carbonnées (qui ont mal brulée), ou plus simplement sur un machefer +- fusible qui n'a pas eu le temps de bien bruler sa partie carbonnée. Je ne suis pas dans cette configuration clairement.
- Le reffroidissement des gaz CO, H2 avec H2O en exces va degommer tout ce qui peut etre carbonné

Je vous déconseille de (tenter de) fabriquer du gaz de synthèse mélange monoxyde de carbone et hydrogène parce que ces gaz sont inodores et inflammable, le monoxyde de carbone étant , en plus, fortement toxique. Avec un peu de malchance vous risquez une explosion d'une partie de l'installation. Si vous êtes à côté à ce moment là ce sera dommage pour vous.

Si on crains une explosion à mon avis il faut faire un autre metier, tout est dans le design et de bien faire une liste de toute les anomalies de fontionnement possible qui finiront tot ou tard par arriver

NON vous n'aurez pas de Sulfure avec de l'acide Sulfurique.

Exact, çà ne va pas dans le bons sens thermodynamique, c'etait evidement trop simple.
Le mercure est vraiment une saleté, il y a pas de filtration efficace à 100% et ce qui me gene le plus c'est le fait de devoir manipuler un remplacement de cartouche ou un transfert de charbon actifs. çà ne va pas du tout.
La solution "locale" qui me semble la moins naze, c'est de generer du charbon actif avec de la biomasse et de vaporiser du soufre dans les pores.
Comme çà on retomberait sur HgS, insoluble dans l'eau et à haut point d'ebulition.
Le revers est qu'il faut garantir que jamais le filtre ne brulera sans etre netoyé, degazé au prealable.

[ecolami]

Bonsoir, Le charbon actif peu pieger les vapeurs de mercure, d'ailleurs c'est ainsi que l'on purifie de l'air pollué par des vapeurs de mercure. Je ne vois pas dans les ordures ménagère d'ou viendrait le Mercure! Il faut se renseigner sur les differentes qualités de charbon actif. Je ne sais pas précisément comment obtenir du charbon actif. Je n'ai pas essayé mais jeter dans l'eau des braises me parait une solution qui vaille la peine d'être testée. Pour avoir une qualité stable il faut que le produit de départ (bois) soit toujours pareil pour avoir des pores de la même dimension.
Quand on incinère des déchets chlorés on a du gaz HCl dans les fumée et c'est TRES corrosif sur le fer Pensez a l'échangeur de chaleur. Si vous souhaitez produire de électricité cela passera par la technique des centrales thermique avec échangeur de chaleur circuit de vapeur, turbine a vapeur/alternateur et, pour bien faire, installation de traitement des fumées (une vraie usine a gaz au sens propre du terme.)
Pour réaliser les parois de la post combustion et du refroidisseur (incinération simple ) Nous avions mis au point des panneaux en tôle épaisse avec côté chaud des crochet en inox soudés régulièrement espacés qui pouvaient retenir une couche de BETON REFRACTAIRE, le coté froid état renforcés par des plats de métal soudé a angle droit sur la tôle. ce système modulaire était pratique. C'était fabrique a plat sur le sol puis hissé avec une grue.
Vous dites que votre procédé ne devra générer aucun résidus lixiviable. Ce ne sera pas possible c'est la nature des déchets entrants qui détermine ce que seront les cendres et les gaz de combustion. Pensez au bois ses cendres sont alcaline.
Quand on incinère un déchet il faut pouvoir garantir une température suffisante PENDANT une durée suffisante aussi: cela nécessite un dimensionnement de l'installation
Quand on incinère un déchet organochloré la quantité de gaz HCl dans les fumées peut être plus importante que si on "brulait" de l'acide chlorhydrique: c'est juste une image pour vous faire comprendre que des solvants chloré contiennent facilement 70 a 92% de Chlore et le PVC est a 20% de Chlore.
Quand on veut analyser des gaz on a le choix entre des appareils électronique spécialisé (un appareil par gaz...) ou alors par chromatographie gaz-gaz ça coûte cher. il faut toujours aussi un moyen de mesurer la quantité ou le volume de gaz sinon on ne peut rien faire du résultat de teneur en gaz. Bref la partie analyses nécessite beaucoup de matériels coûteux et du personnel compétent
Voila quelques idées qui pourraient vous être utiles.

[nonoceb]

Bonsoir, Le charbon actif peu pieger les vapeurs de mercure, d'ailleurs c'est ainsi que l'on purifie de l'air pollué par des vapeurs de mercure. Je ne vois pas dans les ordures ménagère d'ou viendrait le Mercure! Il faut se renseigner sur les differentes qualités de charbon actif. Je ne sais pas précisément comment obtenir du charbon actif. Je n'ai pas essayé mais jeter dans l'eau des braises me parait une solution qui vaille la peine d'être testée. Pour avoir une qualité stable il faut que le produit de départ (bois) soit toujours pareil pour avoir des pores de la même dimension.

Oui c'est çà le principe, mettre du charbon de bois en granulats fins dans une cartouche et faire passer de la vapeur d'eau à 800-1000°c sous pression pour multiplier le reseau poreux et ensuite eventuelment faire un traitement chimique selon les usages.
De ce que j'en sais, la noix de coco c'est le top pour la filtration fines des gaz, la section des pores peuvent etre à 2µm.
En effet pour avoir des filtres de qualité normées la realisation doit aussi etre tres methodique.
Pour rassurer un vrai filtre industriel sera en bout de chaine, juste si on peut le salir moins vite c'est bien et c'est pratique pour mesurer les performances réel du filtre artisanal.
Avec du charbon de bois d'arbre, on passe dejà plus gros 10µm environ il me semble. çà peut etre un avantage pour ralentir les plus grosses particules qui pourrait avoir besoin d'un temps de sejour un peu plus long et d'un milieu catalytique grace à la mineralisation du bois et les chlorures metalliques volatils qui serait de passage comme le FeCl2 / CaO => FeO + CaCl2, eventuelment Fe selon le flux de H2.

C'est tres interressant le biochar, j'ai même vu que certains chercheurs infusaient un precurseur de SiO (à verifier!) avec des oxydes catalitiques et faisait cuire le tout pour avoir du catalyseur / SiC poreux, c'est redoutable!

Quand on incinère des déchets chlorés on a du gaz HCl dans les fumée et c'est TRES corrosif sur le fer Pensez a l'échangeur de chaleur. Si vous souhaitez produire de électricité cela passera par la technique des centrales thermique avec échangeur de chaleur circuit de vapeur, turbine a vapeur/alternateur et, pour bien faire, installation de traitement des fumées (une vraie usine a gaz au sens propre du terme.)
Vous dites que votre procédé ne devra générer aucun résidus lixiviable. Ce ne sera pas possible c'est la nature des déchets entrants qui détermine ce que seront les cendres et les gaz de combustion. Pensez au bois ses cendres sont alcaline.
Quand on incinère un déchet il faut pouvoir garantir une température suffisante PENDANT une durée suffisante aussi: cela nécessite un dimensionnement de l'installation
Quand on incinère un déchet organochloré la quantité de gaz HCl dans les fumées peut être plus importante que si on "brulait" de l'acide chlorhydrique: c'est juste une image pour vous faire comprendre que des solvants chloré contiennent facilement 70 a 92% de Chlore et le PVC est a 20% de Chlore.

J'ai bien admis des le depart que bruler du PVC et les produits fortement chlorés, çà serait vraiment tres delicat bien que ce soit un materiaux bon marché. C'est tout en bas sur la liste des materiaux à tester!
Par ordre de priorité :
En 1 j'ai le Bois
En 2 les OM
En 3 Les panneaux solaires (parce qu'on m'a fait galeré comme pas possible, obliger d'appeler un prestataire à 200km pour prendre en charge un panneau neuf brisé par mon client )
En 4 les dechets type "carenage naval" : pot de peinture avec du vraiment sale pour le biologique, fibre de polyester des epaves.
En 5 les elecromenagers gavés de retardateur de flame mais interressant pour la recuperation de metaux.
En 6 les PVC .

Pour réaliser les parois de la post combustion et du refroidisseur (incinération simple ) Nous avions mis au point des panneaux en tôle épaisse avec côté chaud des crochet en inox soudés régulièrement espacés qui pouvaient retenir une couche de BETON REFRACTAIRE, le coté froid état renforcés par des plats de métal soudé a angle droit sur la tôle. ce système modulaire était pratique. C'était fabrique a plat sur le sol puis hissé avec une grue.

Eh oui l'inox n'aime pas du tout les chlorures et la pollution au carbone!
Le refractaire inox il aime une atmosphere oxydante propre ou de la vapeur d'eau.
Les stockages thermiques à sels fondus ( ou les nouveaux reacteurs nucleaires) ont fournit pas mal d'etude de durabilité sur la tenue des inox au long terme.
C'est interessant de constater les mecanismes de corrosions à l'oeuvre (humidité, type de chlorures).
On est loin du long fleuve tranquile des que l'humidité rentre dans la danse. Autant dire qu'a la moindre "fissure" accidentelle, on est en piste pour la catastrophe!

Quand on veut analyser des gaz on a le choix entre des appareils électronique spécialisé (un appareil par gaz...) ou alors par chromatographie gaz-gaz ça coûte cher. il faut toujours aussi un moyen de mesurer la quantité ou le volume de gaz sinon on ne peut rien faire du résultat de teneur en gaz. Bref la partie analyses nécessite beaucoup de matériels coûteux et du personnel compétent
Voila quelques idées qui pourraient vous être utiles.

Ok par exemple si on fournit une "eponge" de gaz prelevés pour analyse, le resultat depend du debit. çà parrait logique, ils sont pas magiciens! Donc debitmetre fiable et certifiés c'est bon à savoir.
J'ai vu rapidement que les capteurs industrielles plus basiques (Chlore, CO, CO2, H2S) restent abordables.
La fiabilité et la securité depend des capteurs, en effet pas un sujet à traiter avec legerté.

Si vous souhaitez produire de électricité cela passera par la technique des centrales thermique avec échangeur de chaleur circuit de vapeur, turbine a vapeur/alternateur et, pour bien faire, installation de traitement des fumées (une vraie usine a gaz au sens propre du terme.)

Alors pour tenter de faire court, pour ce projet je suis entre 2 chaises : le cycle vapeur H2O semble hors de portée pour un petit prototype, je suis pas à l'aise avec l'idée d'avoir de la tres haute pression dans une section "poluée".
J'ai alors cherché du coté des micro turbines à gaz, c'est joli sur le papier mais çà reste cher et il faut comprimer les combustibles donc tres bien netoyer les goudrons sous peine de deéquilibrer le turbocompresseur et reffroidir à temperature ambiante.
Les rendements annoncés ne prennent pas en compte les pertes de compression, en gaz pauvre çà fait vite mal.
Par ailleurs il est interessant de constater que les fabriquants de turboalternateur ne font que du sur mesure, ce qui fait qu'ils ne veulent jamais donné un prix même pour un (super) produit dont ils font pourtant la promotion.
C'est donc un marché de niche et surtout à la tete du client, pire impossible à chiffrer. Je crois qu'ils ont peur de fournir un produit générique et qu'un chinois les copie, je n'ai pas trouvé d'autre explication rationnelle!
Je leur ai demandé le prix dans telle gamme de puissance en acceptant de m'adapter à leur produit, et qui leur permettrait de me fournir au detail 10 ou 100pieces (au meilleur prix, loi des series) : mission strictement impossible!

Donc j'ai decidé que pour avoir des pieces detachées sous un delai raisonable et pouvoir evoluer vers une montée en puissance il fallait faire sans eux et les laisser dans leur niche de marché.
Il s'avere que les gros turbocompresseurs diesels sont des turbomachines tout à fait optimisée, tres peu de progres sur ces 30 dernieres années, c'est utilisable que dans un certain cadre tres precis pour lequel ils sont etudiés, comme toute les turbines en fait.
C'est des machines prevues pour un debit tres precis, tout ecart se paye cher en rendement.
Mais selon mes simulation de thermodynamique il est possible d'atteindre 25-30% de rendement electrique en cycle regeneratif à 650°c. La generatrice est realisable et les vitesses de rotation maximale pas trop delirante (60000tr/min).
Aussi dans un premier temps, il est possible de comprimer de l'air avec une soupape de decharge regulée pour simuler une charge fictive et de rester concentrer sur l'incineration dans un premier temps.
Les constructeurs de turbo generent toute les cartographies de debit et de pression avec les calculs d'efficacité de cette façon, avec de nombreuses sondes de temperature pour les calculs thermodynamiques.

Resultat des courses, je me retrouve sur un design quasi identique que les magnifiques micro turbine de la startup Aurelia, europeenne du nord.
Au lieu d'avoir une chambre de combustion et donc une compression des gaz avec filtration avancée des goudrons, j'ai un echangeur à changement de phase à base de chlorure de fer (ebulition à 950°c) qui fonctionne legement sous vide qui depend de la temperature chaude.
çà permet de ne pas avoir de rupture explosive possible coté incinerateur et de parfaitement égaliser les temperatures dans la zone de combustion au sein de l'incinerateur, de l'air peut etre apporté tout au long en petite quantité à des debits bien definit selon l'avancement de la combustion et de ne pas risquer l'explosion (comme dans une chambre de combustion, tres riche au depart, pauvre vers la sortie) sans jamais faire de point chaud pour preserver l'inox.
Evidement une soupape fusible est libérée si la temperature chaude depasse de trop 950°c et libere FeCl2 sans faire une apocalypse chimique et biologique
Facile aussi de passer en mode torchere à la sortie de l'incinerateur, pour bruler les gaz en cas d'arret d'urgence.

L'avantage c'est qu'on turbine de l'air (ou du CO2!) chaud propre pas de filtration haut debit, les revetements thermiques des turbines sont tres sensibles à la corrosion par les polluants et çà permet une evolution importante à terme en rendement.
à 925°c les turbines aurelia sortent tout de même 42% electrique.
Qui dit turbine à gaz, dit air comprimé tres propre ultra filtrée à volonté sur site pour les automatismes, et pour bosser avec des combinaisons sans avoir chaud et du bon air à respirer

[ecolami]

Bonjour, J'avais écrit une LONGUE réponse mais elle a été PERDUE parce que je l'ai écrite en plusieurs séances: c'est un problème lié au fonctionnement du forum qui est particulièrement agaçant.

Etant donné le problème que vous voulez traiter il faut le simplifier.

• Définir ce qui peut être incinéré sans émissions toxiques
• Cerner ce qui est valorisable dans votre pays: plastique, métaux, verre, cartons papier
• comment identifier les déchets facilement pour trier et envoyer vers la bonne filière. Je vous ai donné plusieurs moyens SIMPLES. S'il vous en manquent précisez le je verrai si je peux répondre. Mon optique est de limiter au maximum l'emploi de matériels coûteux nécessitant un personnel hautement qualifié. Bien sûr cela limite les possibilités mais si, déjà, on peut RÉDUIRE les quantité de déchet ce sera bien.
• Pour l'incinération de déchets solides ou plutôt non liquides il faut habituellement un four tournant avec une postcombustion en dessous de laquelle se trouve un bassin avec de l'eau pour recueillir le mâchefer. Si on veut traiter les fumées ça complique les choses suivant la technique employée il faudra refroidir plus ou moins avant filtration.
• Les déchets de déchets seront le mâchefer, l'eau du mâchefer, les poussières de filtration.une partie de ces déchets sera soluble dans l'eau. On peut s'attendre a trouver des sels de sodium ou potassium sous forme de carbonate, sulfate, chlorure, phosphate.
  L'eau du mâchefer pourra, éventuellement contenir des imbrûlés plus ou moins toxique. je ne peux pas en dire plus. Pour savoir s'il y a des métaux en solution il faut tester en ajoutant du carbonate de sodium; un trouble et un précipité sont un signe de leur présence.
• En cas d'incinération il faut que le mélange de déchets soit auto combustible, cela peut nécessiter un apport en matières plastiques parce qu'elles sont de très bon combustibles.
• Dans le cas d'un four fixe je vous ai indiqué un moyen de le construire avec des tôles, des plats en fer larges de 10cm, des crochets inox et du béton réfractaire.
• Le béton réfractaire n'est pas à confondre avec le béton ordinaire !!! il faut du ciment réfractaire et de la chamotte=gravier réfractaire.
• il faut savoir qu'au démarrage d'un four il y a toute une phase de montée en température qui s'étale sur des heures (8 heures environ) pendant ce temps il faut fournir un combustible homogène . Habituellement ça se fait avec un combustible liquide pulvérisé dans le four.
• L'introduction de déchets doit se faire en pouvant ouvrir ou fermer une trappe en bas d'une trémie. Il est prudent de ménager une ou plusieurs portes basculantes servant de clapet en cas d'explosions dans le four. L'axe horizontal en haut de la trappe permet l'ouverture puis la fermeture par son propre poids.

[nonoceb]

Bonjour, merci de prendre du temps pour un sujet si compliqué.

Bonjour, J'avais écrit une LONGUE réponse mais elle a été PERDUE parce que je l'ai écrite en plusieurs séances: c'est un problème lié au fonctionnement du forum qui est particulièrement agaçant.

Etant donné le problème que vous voulez traiter il faut le simplifier.

• Définir ce qui peut être incinéré sans émissions toxiques
• Cerner ce qui est valorisable dans votre pays: plastique, métaux, verre, cartons papier
• comment identifier les déchets facilement pour trier et envoyer vers la bonne filière. Je vous ai donné plusieurs moyens SIMPLES. S'il vous en manquent précisez le je verrai si je peux répondre. Mon optique est de limiter au maximum l'emploi de matériels coûteux nécessitant un personnel hautement qualifié. Bien sûr cela limite les possibilités mais si, déjà, on peut RÉDUIRE les quantité de déchet ce sera bien.
• Pour l'incinération de déchets solides ou plutôt non liquides il faut habituellement un four tournant avec une postcombustion en dessous de laquelle se trouve un bassin avec de l'eau pour recueillir le mâchefer. Si on veut traiter les fumées ça complique les choses suivant la technique employée il faudra refroidir plus ou moins avant filtration.
• Les déchets de déchets seront le mâchefer, l'eau du mâchefer, les poussières de filtration.une partie de ces déchets sera soluble dans l'eau. On peut s'attendre a trouver des sels de sodium ou potassium sous forme de carbonate, sulfate, chlorure, phosphate.
  L'eau du mâchefer pourra, éventuellement contenir des imbrûlés plus ou moins toxique. je ne peux pas en dire plus. Pour savoir s'il y a des métaux en solution il faut tester en ajoutant du carbonate de sodium; un trouble et un précipité sont un signe de leur présence.
• En cas d'incinération il faut que le mélange de déchets soit auto combustible, cela peut nécessiter un apport en matières plastiques parce qu'elles sont de très bon combustibles.
• Dans le cas d'un four fixe je vous ai indiqué un moyen de le construire avec des tôles, des plats en fer larges de 10cm, des crochets inox et du béton réfractaire.
• Le béton réfractaire n'est pas à confondre avec le béton ordinaire !!! il faut du ciment réfractaire et de la chamotte=gravier réfractaire.
• il faut savoir qu'au démarrage d'un four il y a toute une phase de montée en température qui s'étale sur des heures (8 heures environ) pendant ce temps il faut fournir un combustible homogène . Habituellement ça se fait avec un combustible liquide pulvérisé dans le four.
• L'introduction de déchets doit se faire en pouvant ouvrir ou fermer une trappe en bas d'une trémie. Il est prudent de ménager une ou plusieurs portes basculantes servant de clapet en cas d'explosions dans le four. L'axe horizontal en haut de la trappe permet l'ouverture puis la fermeture par son propre poids.

En fait on a dejà des filliaires d'export mais la valorisation economique est si faible que le cout du transport n'est même pas couvert. Le pire etant le plastique, les huiles qui sont du combustible qu'on exporte dans des pays ou les choses ne sont pas faites correctement et en parrallele on importe du carburant pour faire tourner des groupes diesels, c'est trop stupide pour continuer ainsi.
C'est comme la feraille, on n'a pas de four ni d'industrie qui ferait du "simple" fer à beton car c'est déjà des process à large echelle pour atteindre une rentabilité au prix de marché.
D'un coté on a la chance d'avoir une chaine d'export subventionnée par la France mais de l'autre on a toute la reglementation contraignantes des installations classées, ce qui rend tres compliqué tout debut d'industrie sans avoir une filliere derriere pour gerer les dechets dangeureux à un cout raisonable.
Je pense que si une mini industrie en metalurgie peut se develloper, c'est les procedés à base de poudre metaliques (presse et four de cuisson)
L'objectif de cet incinerateur est donc de combler le gap entre industrie legere et la problematique des decharges sauvages.

Tout les dechets destinés à l'incinerateur sont broyés, stockés dans des casiers en attente de les emporter par une vis vers l'entree du four. C'est un lieu de sechage grace à la chaleur residuelle de la turbine à gaz. Le broyeur doit neutraliser les charges explosives, meme en cas d'erreur humaines de tri.

Je vois bien que l'incineration en phase liquide des machefers est loin d'etre une cinecure mais je pense que c'est plus facilement automatisable, sans blocage mecanique et surtout pour les periodes nocturnes.
La forte inertie thermique d'une phase liquide metalique m'interresse également par son carractere combustible, notament en y rajoutant de l'aluminium. En cas d'arret du process la nuit, le four reste en temperature et permet de tenir jusqu'au matin pour intervenir humainement.
Le gros revers en cas d'arret prolongé, c'est que plusieurs tonnes de metal devront etre vidangé en granulat dans une piscine prevue... Bref une operation longue et fastidieuse qui ne doit jamais arrivé mais qui doit pouvoir etre effectué au cas où. L'ingenieurie doit etre parfaite sur ce point et je reconnais que c'est tres tres ambitieux.
Les refractaires sont tres sensibles au cyclage thermique et de toute façon la rentabilité economique est aneanti si le process s'arrete la nuit alors autant ne pas faire les choses à moitié.

Pour la gestion générique des eaux poluées en metaux, je compte sur une evaporation grace aux pertes thermiques de la turbine à gaz, envoyer le sel cristalisé dans un electrolyseur à sel fondu, si les quantités sont faibles çà me semble raisonable.
Je dois evacuer les chlorures NaCl et CaCl vers l'environnement. Je n'ai pas assez refflechi à la question car je compte laver à l'eau mes "machefers" poudreux pour enlever la partie lixiviable des chlorures ou de certains oxydes solubles.
Je compte sur une separation gravitaire en lit fluidisé à l'eau et donc çà depend enormement de ce qui se passe dans le gazeificateur, des mouvements, de comment je purge mes poudres de machefer periodiquement et comment j'effectue mon cycle oxydant qui chauffe mon bain de fusion. Gros brainstorming sur cette etape cruciale, elle aussi

[ecolami]

Bonjour,
Je découvre l'existence d'une turbine a gaz sans cogénération.
Donc sa chaleur n'alimente pas de chaudière a vapeur ni ensuite d'une turbine a vapeur.

Je constate que vous envisagez un procédé extremement complexe.
La présence d'un Ingénieur sera nécessaire
Je vous souhaite Bonne chance dans cette aventure !

[nonoceb]

Bonjour,
Je découvre l'existence d'une turbine a gaz sans cogénération.
Donc sa chaleur n'alimente pas de chaudière a vapeur ni ensuite d'une turbine a vapeur.

Je constate que vous envisagez un procédé extremement complexe.
La présence d'un Ingénieur sera nécessaire
Je vous souhaite Bonne chance dans cette aventure !

La cogeneration est tres peu valorisable dans les pays tropicaux.
Le probleme de la vapeur d'eau est que c'est difficile à detendre avec tres peu d'etages et avec le soutirages des condensats, c'est egalement tres compliqué.
Donc oui c'est un cycle à air chaud, un peu comme le cycle experimental brayton à partir de combustible nucleaire.
Apres et bien que ce soit pas du tout ma priorité, on peut faire un cycle combiné pour faire du froid et ainsi gagner de l'efficacité sur le cycle brayton principal.

Faut pas se leurrer si c'etait simple on le ferait, c'est d'ailleurs le reflex à avoir des qu'on cherche à faire un montage peu orthodoxe il faut essayer d'identifier les raisons objectives du pourquoi du comment, c'est tres difficile.
Il y a peutetre des problemes impossibles à resoudre à couts raisonnés. Par exemple je viens de me faire surprendre par la solubilité de SiO2 dans CaCl2, c'est assez dingue comme chaque details a son importance mais c'est aussi ce qui fait que il y a bcp à apprendre avec ce genre de projet

[ecolami]

Bonsoir,
Je ne savais pas que SiO2 et CaCl2 étaient miscibles à chaud. Par contre je sais, par expérience, que NaCl + SiO2 réagissent à chaud en présence de vapeur d'eau pour former du silicate de sodium et du gaz HCl. Selon toute logique une réaction comparable est possible avec CaCl2.

En voulant construire un ensemble trés complexe vous retardez le moment ou les déchets seront traités et leur quantité augmentera encore. Ne parlons même pas du cout de tout ça. D'autre part la conduite de l'installation sera grandement compliquée aussi bien par la variété des déchets entrants (pouvoir calorifique, teneur en cendres) que par la complexité de l'installation.
La conduite de l'installation consiste a ajuster les debits massiques a chaque étape et optimiser les temps de séjour. Ce n'est possible qu'après avoir correctement dimensionné les volumes des differents étages (>> Genie Chimique) Pour cela il faut des CAPTEURS. Il faut aussi prévoir un fonctionnement en 3X8 h dés que vous avez un four

[nonoceb]

Bonsoir,
Je ne savais pas que SiO2 et CaCl2 étaient miscibles à chaud. Par contre je sais, par expérience, que NaCl + SiO2 réagissent à chaud en présence de vapeur d'eau pour former du silicate de sodium et du gaz HCl. Selon toute logique une réaction comparable est possible avec CaCl2.

Super information merci, si çà pouvait fonctionner avec CaCl2 + SiO2 çà aiderait grandement à isoler SiO2 et à garder la chaleur de la reaction à l'interieur du four plutot que d'evacuer une phase liquide.
Pour l'instant j'ai l'impression que Fe2O3, Al2O3 et du coup peutetre bien (CaSiO3) pouraient etre séparable et quand on voit la proportion qu'ils reprensentent c'est un tres bon point pour la suite du traitement de la fraction restante.
Evidement il ya toute les spinelles qui peuvent se former avec different point de fusion même si l'industrie du traitement des laitiers de cuivre à montrer qu'une amosphere reductrice empechait leur formation (ex reduction de la fayalite).
La crainte forte etant un amalgame de different spinels qui figeraient au dessus du bain, ce qui n'arrangeraient vraiment pas mes affaires!

En voulant construire un ensemble trés complexe vous retardez le moment ou les déchets seront traités et leur quantité augmentera encore. Ne parlons même pas du cout de tout ça. D'autre part la conduite de l'installation sera grandement compliquée aussi bien par la variété des déchets entrants (pouvoir calorifique, teneur en cendres) que par la complexité de l'installation.
La conduite de l'installation consiste a ajuster les debits massiques a chaque étape et optimiser les temps de séjour. Ce n'est possible qu'après avoir correctement dimensionné les volumes des differents étages (>> Genie Chimique) Pour cela il faut des CAPTEURS. Il faut aussi prévoir un fonctionnement en 3X8 h dés que vous avez un four

Il ne faut pas trop s'inquieter, les dechets seront toujours en terre dans 50ans. Pour le cout je ne me prononcerai pas tout de suite.
Il ya un projet de CET vieux de 30ans, tout financable par le contribuable, çà donne une idée des echelles de temps. Toute une partie de la population est vent debout car c'est sur des terres agricoles. Je trouve que çà tient la route pour les 30 prochaines années, apres à la vitesse ou nos politiques endettent le pays, j'ai quand même un doute sur ce genre d'installation sans maintenance du retraitement des lixiviables (CET à ciel ouvert) parce c'est ce qui va se passer si les subventions s'arretent.

On est bien d'accord sur le 3x8 des qu'on a un four.

[nonoceb]

En effet la reaction a l'air tout à fait favorable dans le four.
CaCl2 + SiO2 + H2O → CaSiO3 + 2HCl est endothermique 134.080464 kJ
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O est exothermique -217.885984 kJ
Donc c'est pas mal du tout, globalement çà chauffe plutot bien

[nonoceb]

Bonjour,

Pour recadrer la situation, je m'aperçois que la reaction CaS + CO2 + H2O → CaCO3 + H2S T=<100°c et P=atm
n'est pas la meilleur qui soit puisque cette reaction est exothermique -117.085056 kJ ce qui fait une perte assez importante à 100°c sous forme de vapeur d'eau.

Pour la capture du CO2, la reaction avec CO2 + CaSiO3 => CaCO3 + SiO2 -94.68392 kJ avec T < 700°C semble bcp mieux pour recuperer une chaleur utile et en plus c'est heureux d'abondonner un process avec H2S.
Il s'agit d'une reaction reversible, à T> 800°C la reaction va dans le sens : CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2 +94.68392 kJ

Ce qui ne va pas c'est que j'utilise les enthalpies de reaction à T=273K fourni par les outils de calcul en ligne et çà ne marche pas du tout pour les reactions proche de l'equilibre.
Je dois donc aprendre à calculer les enthalpies compensées en temperature, et pour prendre des reperes connus et documentées, l'exemple de la reduction du Fer semble apporté le bon formalisme



Si je prend la reaction FeO + H2 => Fe + H2O qui indique l'enthalpie de reaction suivante : 16826 - 10.3T
Est il correcte de calculer l'enthapie à T=1723K :
16826 - (10.3 * 1500) = 16826 - 15450 = 1.376KJ

Comment s'appelle cette notation qui prend en compte la temperature?