RECIRCULATION DE L’EAU DE
REFROIDISSEMENT EN BOUCLE FERMÉ
Procédé de gazéification au plasma
1
Patrice Perreault, ing. jr.
Matricule : 1159839
Plan de présentation
• Aperçu du procédé de gazéification au plasma
• Défis liés à la recirculation de l’eau de refroidissement
• Facteurs d’intérêts
• Plan d’expérimentation
Procédé de gazéification
3
• Préparation des déchets
• Gazéification
• Nettoyage des gaz
• Valorisation énergétique
Procédé de gazéification
au plasma
Défis liés à la recirculation de l’eau
5
Syngaz, mais aussi…
Goudrons Particules
Séparation du goudrons Filtration
Purge/eau d’appoint Obstructions des
injecteurs (dureté, sels, produits chimiques) Coûts…
Facteurs à considérer…
Causes et effets - Trempe thermique
Déchets Paramètres - Four à arc Torche Syngaz
Débit C
H O
N S
Cl F H2O Cendres
Métaux
Volatilization - métaux Entrainement - métaux
Entrainement - Particules Suies Goudrons
Débit Température Gaz plasmagène
Efficacité Temps de résidence
Débit Température
Composition Point de saturation
Taux de recirculation
Recirculation Pression
Chaux Soude caustique
Excès Appoint
Purge
Lavage HF Condensation goudron
Lavage goudron Solubilisation goudronLavage particules Efficacité - Transfert de matière
Efficacité - Transfert d'énergieChute de pressionBarbotage Taux d'évaporation Temps de résidencePression d'opération Encrassage des parois
Configuration des buses Encrassage des buses
Corrosion des buses Nombre de buses
Orientation
Facteurs d’intérêt
7
Causes et effets - Trempe thermique
Déchets Paramètres - Four à arc Torche Syngaz
Eau Trempe thermique Injecteurs
Débit C
H O
N S
Cl F H2O Cendres
Métaux
Volatilization - métaux Entrainement - métaux
Entrainement - Particules Suies Goudrons
Débit Température Gaz plasmagène
Efficacité Temps de résidence
Débit Température
Composition Point de saturation
Taux de recirculation
Débit Température
Sels Recirculation
Pression Chaux Soude caustique
Excès Appoint
Purge
Lavage HCl Lavage CO2
Lavage CO Lavage H2S
Lavage HF Condensation goudronLavage goudron
Solubilisation goudronLavage particules Efficacité - Transfert de matièreEfficacité - Transfert d'énergie
Chute de pressionBarbotage Taux d'évaporation Temps de résidencePression d'opération Encrassage des parois
Point(s) d'injection Configuration des buses
Encrassage des buses Corrosion des buses
Nombre de buses Orientation
1 ère phase: Plan mélanges
8 8 factor simplex-lattice design (Degree m=1) (Spreadsheet35)
+interior points and overall centroid Sum total of all mixture components: 1.
Standard Run
C 1
H 2
O 3
N 4
S 5
Cl 6
Cendres 7
Humidité 8 5
9 17 11 2 1 14 16 4 13 7 10 8 12 6 15
0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.063 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.563 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.063 0.063 0.063 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.063 0.063 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.563 0.063
• Essais pilotes : 17 recettes de déchets
– (8 facteurs + points intérieurs)
• But : Déterminer la qualité du syngaz (non traité)
– 2 variables de réponses : min([Goudron]), min([Particules])
1 ère phase: Plan mélanges
9 8 factor simplex-lattice design (Degree m=1) (Spreadsheet35)
+interior points and overall centroid Sum total of all mixture components: 1.
Standard Run
C 1
H 2
O 3
N 4
S 5
Cl 6
Cendres 7
Humidité 8 5
9 17 11 2 1 14 16 4 13 7 10 8 12 6 15 3
0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.125 0.063 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.563 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.063 0.063 0.063 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.063 0.063 0.063 0.563 0.063 0.063 0.063 0.063 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.063 0.563 0.063 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
• Certaines combinaisons difficiles
→ Données manquantes ou non-respect du plan
• S et Cl varient ≈ en même temps
2 e phase : Plan factoriel 2 3 complet
• 3 facteurs : Débits – gaz plasmagène, syngaz et débit de purge de l’eau de la trempe
– Débit du gaz plasmagène et débit de syngaz : facteurs liés
– V syngaz = V plasma + V air primaire + Réactions chimiques
• Variables de réponses : min([goudron] eau ), min([particules] eau )
• Si répétitions, pas de randomisation
– 1 essai > 12 heures. 5 000$/jours...
• Modèle linéaire (pas de répétition)
• ou avec interactions doubles (avec)
Design: 2**( 3-0) design Stand ard
Run
D _plasma (C ont.)
D_syn gaz (Cont.)
D _purge (Cont.) 4
2 8
1 1 -1
1 -1 -1
1 1 1
Débit du gaz plasmagène : Un facteur qui en cache plusieurs
Débit – gaz plasmagène
Temps de résidence
Température du dard
plasma
Débit de syngaz traité
Puissance de la torche
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