jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
par sonde électronique effectuées sur la coupe d'un tube de surchauffeur au voisinage d'un éclatement (microphotographies 110 à 113). Fig. 15. — Essai de corrosion sur l'acier réfractaire Z 10 CN 25-20. avec les gaz viennent se coller sur le métal. Les gaz diffusent à travers la couche de dépôt, et cela d'autant plus facilement que leur vitesse d'impact est plus grande. Le produit de corrosion est le chlorure ferreux qui, par oxydation, devient ferrique entre 350 et 550 °C. Le chlorure ferrique se sublimera à 317 °C, c'est-à-dire dès que formé, provoquant un défaut d'adhérence de l'oxyde protecteur. Le dépôt tubulaire se détache et laisse le métal vulnérable à un nouveau cycle de corrosion. A l'appui de cette interprétation, les portions de tube à forte corrosion coïncident avec une teneur maximum de chlorures dans les dépôts, ce qui correspond bien à un maximum de diffusion des gaz. Il faut signaler, pour mémoire, que les corrosions d'économiseur, de dépoussiéreur non humide ou de cheminée sont limitées à condition de maintenir les températures de gaz suffisamment hautes et d'éviter les arrêts trop fréquents pour ne pas descendre au-dessous du point de rosée. Parades contre les corrosions Les parades contre la corrosion découlent des considérations précédentes : elles sont de quatre types : — protection des faisceaux tubulaires corrodables ; — modification de la composition chimique des dépôts et des gaz de combustion ; — respect de conditions de marche très strictes ; — étude approfondée de l'écoulement des gaz lors de la conception du générateur de vapeur. Protection des faisceaux tubulaires. Les tubes écran dans la partie où ils sont directement soumis à la corrosion peuvent être protégés efficacement par un revêtement en ciment à haute teneur en carbure de silicium, dont le coefficient de conductivité thermique est excellent. La couche, toutefois, doit être la plus fine possible (1 à 2 cm) de façon à obtenir le meilleur pouvoir d'échange dans cette partie de la chaudière. En général, la technique consiste à goujonner les tubes avant de projeter le ciment. Cette technique est parfaitement au point et donne satisfaction. Les surchauffeurs
découlent des considérations précédentes : elles sont de quatre types : — protection des faisceaux tubulaires corrodables ; — modification de la composition chimique des dépôts et des gaz de combustion ; — respect de conditions de marche très strictes ; — étude approfondée de l'écoulement des gaz lors de la conception du générateur de vapeur. Protection des faisceaux tubulaires. Les tubes écran dans la partie où ils sont directement soumis à la corrosion peuvent être protégés efficacement par un revêtement en ciment à haute teneur en carbure de silicium, dont le coefficient de conductivité thermique est excellent. La couche, toutefois, doit être la plus fine possible (1 à 2 cm) de façon à obtenir le meilleur pouvoir d'échange dans cette partie de la chaudière. En général, la technique consiste à goujonner les tubes avant de projeter le ciment. Cette technique est parfaitement au point et donne satisfaction. Les surchauffeurs restent une partie difficile à protéger. Les essais ont été nombreux pour trouver une protection efficace et durable. On s'oriente actuellement vers la protection par bouclier en acier ou en fonte réfractaire. L'usine d'Issy-les-Moulineaux a mis au point des boucliers coulés en fonte à 30 % de chrome, dont la tenue est extrêmement satisfaisante. Seul reste à améliorer le dispositif de fixation. Action sur les dépôts et les gaz de combustion. Les principaux agents corrosifs des parties haute température sont conjointement le gaz chlorhydrique des gaz et les sulfates alcalins contenus dans les dépôts. Il suffirait donc de neutraliser HCl et de déplacer les métaux alcalins des sulfates pour réduire la corrosion. A cet effet, un essai d'injection de magnésie a été entrepris dans le four 2 de l'usine d'Ivry depuis la mi-septembre 1971. La magnésie est soufflée sous forme de poudre présentant une grande finesse de grain en bas de la chambre de combustion. Le dosage adopté est de 1,5 à 1,7 kg de magnésie par tonne d'ordures incinérées. Les observations, après six mois d'essai, permettent de conclure : — à un ralentissement important de la vitesse d'encrassement des faisceaux par action de la magnésie sur le point de
tenue est extrêmement satisfaisante. Seul reste à améliorer le dispositif de fixation. Action sur les dépôts et les gaz de combustion. Les principaux agents corrosifs des parties haute température sont conjointement le gaz chlorhydrique des gaz et les sulfates alcalins contenus dans les dépôts. Il suffirait donc de neutraliser HCl et de déplacer les métaux alcalins des sulfates pour réduire la corrosion. A cet effet, un essai d'injection de magnésie a été entrepris dans le four 2 de l'usine d'Ivry depuis la mi-septembre 1971. La magnésie est soufflée sous forme de poudre présentant une grande finesse de grain en bas de la chambre de combustion. Le dosage adopté est de 1,5 à 1,7 kg de magnésie par tonne d'ordures incinérées. Les observations, après six mois d'essai, permettent de conclure : — à un ralentissement important de la vitesse d'encrassement des faisceaux par action de la magnésie sur le point de ramollissement des cendres ; — à une diminution très notable des corrosions dans le surchauffeur. Conditions d'exploitation des fours. Il s'agit là d'un point fondamental et qui nécessite de la part de l'exploitant une attention de tous les instants. En effet, les explications des phénomènes de corrosion ont montré la grande importance d'une bonne combustion, c'est-à-dire une combustion exempte d'imbrûlés gazeux avec une flamme bien centrée dans la chambre de combustion, réduisant au minimum les envolées de cendres, d'une parfaite maîtrise des températures et des vitesses de gaz. L'action de l'exploitant à cet égard est évidente et elle est d'autant plus difficile que la recherche simultanée de ces objectifs est contradictoire. Un essai est actuellement en cours sur le four 1 de l'usine d'Ivry. La température à l'entrée du surchauffeur est maintenue à 800 °C, alors qu'en fonctionnement normal cette température est de 900 à 950 °C. On constate effectivement une diminution des corrosions mais au détriment d'une baisse des performances de la chaudière. Étude de l'écoulement des gaz. Il apparaît indispensable d'étudier, lors de la conception du four, l'écoulement des gaz, au besoin en procédant à des essais sur maquette (fig. 16). Fig. 16. — Régularisation de la veine
grande importance d'une bonne combustion, c'est-à-dire une combustion exempte d'imbrûlés gazeux avec une flamme bien centrée dans la chambre de combustion, réduisant au minimum les envolées de cendres, d'une parfaite maîtrise des températures et des vitesses de gaz. L'action de l'exploitant à cet égard est évidente et elle est d'autant plus difficile que la recherche simultanée de ces objectifs est contradictoire. Un essai est actuellement en cours sur le four 1 de l'usine d'Ivry. La température à l'entrée du surchauffeur est maintenue à 800 °C, alors qu'en fonctionnement normal cette température est de 900 à 950 °C. On constate effectivement une diminution des corrosions mais au détriment d'une baisse des performances de la chaudière. Étude de l'écoulement des gaz. Il apparaît indispensable d'étudier, lors de la conception du four, l'écoulement des gaz, au besoin en procédant à des essais sur maquette (fig. 16). Fig. 16. — Régularisation de la veine gazeuse sous surchauffeur par disposition d'un déflecteur en deuxième chambre. À cet égard, l'expérience de l'usine d'Issy-les-Moulineaux est significative. Il avait été établi une concordance entre la corrosion et les vitesses d'impact les plus grandes au niveau du surchauffeur (20 m/s) dues à un déséquilibre de l'écoulement. Une étude de régularisation de la veine gazeuse par mise en place d'un déflecteur a été faite sur maquette. Un déflecteur semblable a été réalisé à titre d'essai sur le four 1 en 1969 et a provoqué une régression spectaculaire de la corrosion. Cette solution sera généralisée sur l'ensemble des fours en 1972. La pollution par le gaz chlorhydrique L'instruction du 13 août 1971 a été diffusée par le Service de l'Environnement du ministère de la Protection de la nature et de l'Environnement. Cette instruction a pour objet le calcul des cheminées émettant des poussières fines. Un projet d'instruction sur les installations d'incinération des ordures ménagères est en cours et définit les conditions d'application spécifiques de telles installations. N.D.L.R. : Cette instruction datée du 6 juin 1972, a été publiée au J.O. du 27 juillet. La formule donnant la hauteur des cheminées pour les émissions de poussières est : ou : hp est
régularisation de la veine gazeuse par mise en place d'un déflecteur a été faite sur maquette. Un déflecteur semblable a été réalisé à titre d'essai sur le four 1 en 1969 et a provoqué une régression spectaculaire de la corrosion. Cette solution sera généralisée sur l'ensemble des fours en 1972. La pollution par le gaz chlorhydrique L'instruction du 13 août 1971 a été diffusée par le Service de l'Environnement du ministère de la Protection de la nature et de l'Environnement. Cette instruction a pour objet le calcul des cheminées émettant des poussières fines. Un projet d'instruction sur les installations d'incinération des ordures ménagères est en cours et définit les conditions d'application spécifiques de telles installations. N.D.L.R. : Cette instruction datée du 6 juin 1972, a été publiée au J.O. du 27 juillet. La formule donnant la hauteur des cheminées pour les émissions de poussières est : ou : hp est exprimé en mètres; DT différence entre la température d'émission et celle de l'extérieur; R est exprimé en m3/h (débit des gaz de combustion); CM est exprimé en mg/m3 de poussières au niveau du sol; q est exprimé en kg/h (débit des polluants : poussières); n est le nombre de cheminées. Pour une installation pouvant traiter les ordures ménagères de 120 000 habitants, les paramètres suivants peuvent être pris : Capacité horaire 5 t/h; Gaz de combustion pour 1 kg d'O.M 5 Nm3; Débit gaz de combustion 25 000 Nm3/h; R = 25 000 V 44 500 m3/h; 2 i O q (calculé pour 1 g/Nm3) 25 kg/h; DT = 220-200 soit 200 °C; CM (pour une zone moyennement industrialisée) 0,06 mg/m-3; n 1. On trouve alors : hauteur de la cheminée = 4,5 m. Dans tous ces calculs, la teneur en polluant gazeux n'intervient pas. Les gaz de combustion d'une tonne d'ordures ménagères ont la composition volumétrique suivante : Vapeur d'eau 780 Nm3; Gaz carbonique 400 Nm3; Azote 3 900 Nm3; Oxygène 920 Nm3; Gaz chlorhydrique ........ entre 1 et 2 Nm3. Ces gaz de combustion sont dispersés à l'aide de la cheminée et il s'agit de déterminer la pollution
Pour une installation pouvant traiter les ordures ménagères de 120 000 habitants, les paramètres suivants peuvent être pris : Capacité horaire 5 t/h; Gaz de combustion pour 1 kg d'O.M 5 Nm3; Débit gaz de combustion 25 000 Nm3/h; R = 25 000 V 44 500 m3/h; 2 i O q (calculé pour 1 g/Nm3) 25 kg/h; DT = 220-200 soit 200 °C; CM (pour une zone moyennement industrialisée) 0,06 mg/m-3; n 1. On trouve alors : hauteur de la cheminée = 4,5 m. Dans tous ces calculs, la teneur en polluant gazeux n'intervient pas. Les gaz de combustion d'une tonne d'ordures ménagères ont la composition volumétrique suivante : Vapeur d'eau 780 Nm3; Gaz carbonique 400 Nm3; Azote 3 900 Nm3; Oxygène 920 Nm3; Gaz chlorhydrique ........ entre 1 et 2 Nm3. Ces gaz de combustion sont dispersés à l'aide de la cheminée et il s'agit de déterminer la pollution au sol qui en résulte. Parmi les gaz de combustion, seul l'acide chlorhydrique est considéré comme un polluant. Les résultats de différentes campagnes d'essais (essai T.I.R.U., essais D.G.R.S.T.-C.E.R.C.H.A.R., essai Oyonnax) donnent des teneurs à l'émission de l'ordre de 0,5 g de gaz chlorhydrique par Nm3. On prendra pour la suite des calculs une valeur théorique de 1 g/Nm3. La pollution au sol pour l'installation ci-dessus prise en exemple sera calculée par trois méthodes différentes et comparée aux normes existantes. PREMIÈRE MÉTHODE. — Formule de dispersion de Sutton et surhauteur de la cheminée de Holland. L'intersection du panache avec le sol provoque une pollution. Cette concentration mesurée selon l'axe du panache est donnée par la formule suivante : C = concentration des gaz au sol en kg/m2; Q = débit de gaz polluant en kg/s; H = hauteur effective de la cheminée en m; U = vitesse moyenne du vent en m/s; e = base du logarithme népérien. La hauteur effective de la cheminée est donnée par la formule empirique de Holland : Hg = hauteur géométrique de la cheminée en m; V = vitesse de sortie des gaz en m/s; d = diamètre intérieur de la cheminée au sommet en
des calculs une valeur théorique de 1 g/Nm3. La pollution au sol pour l'installation ci-dessus prise en exemple sera calculée par trois méthodes différentes et comparée aux normes existantes. PREMIÈRE MÉTHODE. — Formule de dispersion de Sutton et surhauteur de la cheminée de Holland. L'intersection du panache avec le sol provoque une pollution. Cette concentration mesurée selon l'axe du panache est donnée par la formule suivante : C = concentration des gaz au sol en kg/m2; Q = débit de gaz polluant en kg/s; H = hauteur effective de la cheminée en m; U = vitesse moyenne du vent en m/s; e = base du logarithme népérien. La hauteur effective de la cheminée est donnée par la formule empirique de Holland : Hg = hauteur géométrique de la cheminée en m; V = vitesse de sortie des gaz en m/s; d = diamètre intérieur de la cheminée au sommet en m; q = débit calorifique en kcal/s; U = vitesse moyenne du vent en m/s. En posant : A = 1,5 V d + 4,1 X 10-2 q On peut mettre en évidence une vitesse critique du vent U = A/Hg pour laquelle la concentration C est maximum et égale à Cm. La formule de Sutton devient alors : Dans l'exemple numérique ci-dessus, nous avons : Hg = hauteur géométrique de la cheminée = 45 m; V = vitesse minimum de sortie des gaz en m/s imposée par l'instruction du 25 août 1971 = 8 m/s; d = diamètre de la cheminée en m; q = débit calorifique en kcal/s; avec : 1,2 masse spécifique des fumées en kg/m3, 0,24 chaleur spécifique des fumées en kcal/kg/°C. A = 1,5 X 8 X 1,4 + 4,1 X 10-2 X 400 = 33,1 Q = débit des gaz polluants en kg/s; La concentration maximum au sol est alors : DEUXIÈME MÉTHODE. — Méthode VDI. Cette méthode allemande est basée sur une série d'abaques dans lesquelles interviennent : la vitesse, la température et le débit des gaz de pollution, le débit des gaz polluants et la hauteur d'émission. On trouve : Cm =
à Cm. La formule de Sutton devient alors : Dans l'exemple numérique ci-dessus, nous avons : Hg = hauteur géométrique de la cheminée = 45 m; V = vitesse minimum de sortie des gaz en m/s imposée par l'instruction du 25 août 1971 = 8 m/s; d = diamètre de la cheminée en m; q = débit calorifique en kcal/s; avec : 1,2 masse spécifique des fumées en kg/m3, 0,24 chaleur spécifique des fumées en kcal/kg/°C. A = 1,5 X 8 X 1,4 + 4,1 X 10-2 X 400 = 33,1 Q = débit des gaz polluants en kg/s; La concentration maximum au sol est alors : DEUXIÈME MÉTHODE. — Méthode VDI. Cette méthode allemande est basée sur une série d'abaques dans lesquelles interviennent : la vitesse, la température et le débit des gaz de pollution, le débit des gaz polluants et la hauteur d'émission. On trouve : Cm = 0,14 mg/m3 TROISIÈME MÉTHODE. — Méthode de l'Administration fédérale américaine (Turner, Workbook of atmospheric dispersion estimates, Environmental Health series, Public Health Service publications, National Air Pollution Control Administration). L'équation de dispersion utilisée est celle de Pasquill modifiée par Gifford. Les résultats donnent une concentration de 0,2 mg/m3. En conclusion, quelle que soit la méthode utilisée, et, en partant d'une hypothèse forte de concentration de gaz chlorhydrique dans les gaz de combustion (1 g/Nm3) ce qui correspond à environ 2 % de P.V.C. dans les ordures ménagères), on obtient comme concentration maximale dans l'environnement en un point, un taux compris entre 0,14 et 0,4 mg/m3, ce qui est très nettement inférieur aux normes existantes dans le monde (norme allemande V.D.I. définissant comme valeur moyenne 0,7 mg/m3 et comme valeur instantanée, qui est celle qui nous intéresse ici, 1,4 mg/m3; voir annexe II en fin de rapport). Cependant, il convient de suivre attentivement les teneurs en gaz chlorhydrique des gaz de combustion et, éventuellement, étudier les moyens à mettre en œuvre. Les recherches sont conduites dans deux directions : le lavage des gaz par voie humide et, la neutralisation dans la chambre de combustion ou dans la chambre de postcombustion. Des essais
que soit la méthode utilisée, et, en partant d'une hypothèse forte de concentration de gaz chlorhydrique dans les gaz de combustion (1 g/Nm3) ce qui correspond à environ 2 % de P.V.C. dans les ordures ménagères), on obtient comme concentration maximale dans l'environnement en un point, un taux compris entre 0,14 et 0,4 mg/m3, ce qui est très nettement inférieur aux normes existantes dans le monde (norme allemande V.D.I. définissant comme valeur moyenne 0,7 mg/m3 et comme valeur instantanée, qui est celle qui nous intéresse ici, 1,4 mg/m3; voir annexe II en fin de rapport). Cependant, il convient de suivre attentivement les teneurs en gaz chlorhydrique des gaz de combustion et, éventuellement, étudier les moyens à mettre en œuvre. Les recherches sont conduites dans deux directions : le lavage des gaz par voie humide et, la neutralisation dans la chambre de combustion ou dans la chambre de postcombustion. Des essais effectués à l'usine que la T.I.R.U. exploite à Saint-Ouen, ou les systèmes utilisés dans les usines d'incinération de Bourg-en-Bresse, Châteaulieu et Dunkerque ont montré qu'un lavage des fumées était très efficace vis-à-vis du chlorure d'hydrogène. Mais, il est nécessaire de prévoir un traitement basique de l'eau de lavage pour éviter la détérioration trop rapide des éléments de ruissellement par corrosion acide et un transfert de pollution (rejet à l'égout d'effluents acides). D'autres techniques consistent à pulvériser des produits dans les chambres de combustion et de post-combustion. Des résultats spectaculaires ont été obtenus (80 % d'abattage du gaz chlorhydrique existant). Les frais d'étude, d'exploitation et d'entretien résultant directement de la corrosion influent sensiblement sur le coût de traitement des ordures ménagères. Le gaz chlorhydrique, engendré aujourd'hui à plus de 50 % par la combustion du P.V.C., est un facteur important de la corrosion. L'apport de calories dû au P.V.C. des matières plastiques est un fait positif en cas de récupération de chaleur. Le problème de la pollution atmosphérique par le P.V.C. n'en est pas un aujourd'hui. Il risque de le devenir si la teneur en P.V.C. continue d'augmenter. Aussi, il convient de continuer les recherches pour mettre au point des techniques
la détérioration trop rapide des éléments de ruissellement par corrosion acide et un transfert de pollution (rejet à l'égout d'effluents acides). D'autres techniques consistent à pulvériser des produits dans les chambres de combustion et de post-combustion. Des résultats spectaculaires ont été obtenus (80 % d'abattage du gaz chlorhydrique existant). Les frais d'étude, d'exploitation et d'entretien résultant directement de la corrosion influent sensiblement sur le coût de traitement des ordures ménagères. Le gaz chlorhydrique, engendré aujourd'hui à plus de 50 % par la combustion du P.V.C., est un facteur important de la corrosion. L'apport de calories dû au P.V.C. des matières plastiques est un fait positif en cas de récupération de chaleur. Le problème de la pollution atmosphérique par le P.V.C. n'en est pas un aujourd'hui. Il risque de le devenir si la teneur en P.V.C. continue d'augmenter. Aussi, il convient de continuer les recherches pour mettre au point des techniques et des produits industriels permettant de réduire ou même d'éliminer à bon compte complètement toute source de pollution atmosphérique par le gaz chlorhydrique. Bibliographie [1] «Heizwertbestimmungen an Kunststoffen », von Prof. Dr. Ing. K. KREKELER und Dipl. Ing. P. M. RUMKE. Kunststoffe, 55, 10 (1965), 758-765. [2] « Air management. The present situation in Sweden », by O. von HEIDENSTAM. Symposium. Disposal of plastics waste and litter, Oslo (May 1970). [3] « Refuse disposal problems, mainly the incineration, due to the amount of plastics in solid waste », by H. AEBERLI. Symposium, Oslo (1970). [4] « Dosage du chlore dans le charbon par la méthode de combustion à la bombe ». Recommandation ISO R 350 de décembre 1963. [5] « Corrosions causées par l’incinération des résidus urbains », par J. DEFECHES. Revue Suisse d’hydrologie, 31, 2 (31-12-69), 476-487. [6] « Nouvelles expériences sur la corrosion des parois par les gaz à haute température dans les chaudières à tubes d’eau ». Bulletin mensuel, XXVI, 10 (octobre 1962). The British Coal Utilisation Research Association. [7] « Essais destinés à élucider des causes de la corrosion dans les usines d’incinération d’ordures », par P. STELLER. Energie, août 1966. III. — Influence des matières
The present situation in Sweden », by O. von HEIDENSTAM. Symposium. Disposal of plastics waste and litter, Oslo (May 1970). [3] « Refuse disposal problems, mainly the incineration, due to the amount of plastics in solid waste », by H. AEBERLI. Symposium, Oslo (1970). [4] « Dosage du chlore dans le charbon par la méthode de combustion à la bombe ». Recommandation ISO R 350 de décembre 1963. [5] « Corrosions causées par l’incinération des résidus urbains », par J. DEFECHES. Revue Suisse d’hydrologie, 31, 2 (31-12-69), 476-487. [6] « Nouvelles expériences sur la corrosion des parois par les gaz à haute température dans les chaudières à tubes d’eau ». Bulletin mensuel, XXVI, 10 (octobre 1962). The British Coal Utilisation Research Association. [7] « Essais destinés à élucider des causes de la corrosion dans les usines d’incinération d’ordures », par P. STELLER. Energie, août 1966. III. — Influence des matières plastiques sur le compostage des ordures ménagères H. FLON La présence de morceaux de plastiques de grandes dimensions a un effet néfaste sur la commercialisation des produits destinés à l’utilisation agricole. Il y a vingt ans, de nombreuses villes vendaient leurs ordures ménagères brutes aux maraîchers. Au fur et à mesure que la teneur en plastiques augmentait, le prix de vente de ces « gadoues vertes » baissait, jusqu’à devenir nul, puis les maraîchers n’en voulurent plus. En effet, les papiers contenus dans les ordures se décomposent après épandage, et même rapidement par temps pluvieux, tandis que les plastiques s’accumulent, surtout en surface à cause de leur faible densité; il s’ensuit un effet psychologique néfaste. L'inconvénient des plastiques de petites dimensions est uniquement psychologique, mais le problème est très réel pour les plastiques de grandes dimensions qui s’entourent autour des parties mobiles des engins mécaniques, s’entassent sur les socles des charrues et empêchent la germination sur toute la surface. Le but du compostage est de transformer les ordures ménagères en un amendement humique utilisable en agriculture; mais que deviennent alors ces plastiques? La circulaire du ministère de l’Agriculture du 22 avril 1966 définit le compost urbain ou compost de résidus