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Guide de détection des gaz dans les installations d'incinération des déchets : Deux indicateurs de base pour vérifier la combustion complète

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1.De la réception des déchets à l'élimination des cendres : Une analyse complète de la nécessité de la détection des gaz tout au long du processus d'incinération

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Introduction
L'incinération des déchets solides municipaux (DSM) est l'approche principale pour la réduction des déchets urbains, le traitement inoffensif et la récupération des ressources. Grâce à la combustion à haute température, les déchets sont convertis en mâchefer et en énergie thermique, qui peut également être utilisée pour la production d'électricité à partir de la chaleur résiduelle. Cependant, le principal défi de l'incinération est de contrôler de manière stable les conditions de combustion et d'assurer une combustion complète. Une combustion incomplète réduit non seulement l'efficacité de l'utilisation de la chaleur et augmente les coûts d'exploitation, mais entraîne également des émissions excessives de polluants tels que le monoxyde de carbone et les dioxines, voire des risques de déflagration dus à l'accumulation de gaz combustibles.
La détection de la composition des gaz est la méthode la plus directe et la plus sensible pour juger de l'état de la combustion. Il s'agit également d'une exigence obligatoire spécifiée dans la norme de contrôle de la pollution sur l'incinération des déchets solides municipaux (GB 18485-2014). Cet article présente l'ensemble du processus d'incinération des déchets, explique le rôle essentiel de la détection des gaz dans le contrôle de la combustion et la protection de la sécurité, et présente des schémas de configuration raisonnables pour différents scénarios.

I. Déroulement complet du processus d'incinération des déchets solides municipaux
Une usine d'incinération de déchets solides municipaux typique se compose de six liaisons principales, chacune correspondant à des environnements gazeux et à des points de risque différents :
1. Réception et stockage des déchets
Les déchets sont pesés et déversés dans une fosse de stockage fermée, où ils fermentent en anaérobiose pendant 3 à 7 jours pour éliminer le lixiviat et améliorer leur pouvoir calorifique. La fermentation anaérobie des déchets dans la fosse produit continuellement des gaz tels que le méthane (CH₄) et le sulfure d'hydrogène (H₂S), ce qui en fait une zone à haut risque d'explosion inflammable et d'accidents d'empoisonnement.
2. Alimentation et incinération du four
Une grue de levage des déchets introduit les déchets fermentés dans une trémie, qui est ensuite introduite dans le four par l'intermédiaire d'un poussoir. Le four est divisé successivement en une zone de séchage, une zone de combustion et une zone d'épuisement. Les déchets doivent rester dans un environnement à haute température supérieure à 850℃ pendant au moins 2 secondes pour assurer la décomposition et la combustion complètes des matières organiques.
3. Utilisation de la chaleur résiduelle
Les gaz de combustion à haute température entrent dans la chaudière à chaleur perdue pour chauffer l'eau et produire de la vapeur pour la production d'électricité ou l'approvisionnement en chaleur. La température des gaz de combustion baisse considérablement à ce stade.
4. Purification des gaz de combustion
Les gaz de combustion sont soumis à des processus de traitement tels que la désacidification, la dénitrification, l'adsorption sur charbon actif et le dépoussiérage du dépoussiéreur à sacs filtrants afin d'éliminer divers polluants avant d'être rejetés conformément aux normes.
5. Collecte et élimination des cendres
Les cendres résiduelles évacuées du fond du four sont collectées après le refroidissement de l'eau et peuvent être utilisées comme ressources. Les cendres volantes collectées lors du traitement des gaz de combustion sont stabilisées et éliminées conformément à la réglementation sur les déchets dangereux.
6. Installations auxiliaires
Elles comprennent les stations de traitement des lixiviats, les zones de stockage de l'ammoniac, les zones de combustion du fioul, etc. Chaque zone correspond à des risques différents de gaz toxiques, nocifs, inflammables et explosifs.

CHAQUE ZONE PRÉSENTE DES RISQUES DIFFÉRENTS EN CE QUI CONCERNE LES GAZ TOXIQUES, NOCIFS, INFLAMMABLES ET EXPLOSIFS. Détection des gaz : La base essentielle pour juger de l'exhaustivité de la combustion
L'essence de l'incinération des déchets est la réaction d'oxydation à haute température de la matière organique. Dans un état idéal de combustion complète, les éléments carbone et hydrogène des déchets sont tous convertis en dioxyde de carbone et en eau, libérant ainsi toute l'énergie thermique. Cependant, dans les conditions réelles d'exploitation, des facteurs tels que la fluctuation de la composition des déchets, une distribution d'air déraisonnable, une température insuffisante du four et un mauvais effet de mélange turbulent, entraînent des degrés variables de combustion incomplète.
Parmi les principes de contrôle de la combustion "3T+E" (température, temps, turbulence, excès d'air) reconnus par l'industrie, le coefficient d'excès d'air et l'exhaustivité de la combustion doivent être directement quantifiés par la concentration de gaz. Le fait de se fier uniquement à des paramètres tels que la température et la dépression du four ne permet pas de refléter avec précision l'état réel de la combustion, et la détection des gaz est la méthode d'évaluation la plus directe.
Indicateur de base 1 : Monoxyde de carbone (CO) - L'"étalon-or" de l'efficacité de la combustion
Generation Principe : Lorsque l'apport en oxygène est insuffisant, que la température du four est basse ou que le temps de séjour des gaz de combustion est insuffisant, le carbone organique ne peut pas être complètement oxydé en dioxyde de carbone (CO₂) et du monoxyde de carbone (CO) est généré. Les matières volatiles non brûlées contiennent également du CO et sont évacuées avec les gaz de combustion.
Indicator Signification : La concentration de CO est le baromètre le plus direct de l'exhaustivité de la combustion. Une augmentation continue de la concentration indique une détérioration des conditions de combustion, ce qui non seulement réduit l'efficacité de l'utilisation de la chaleur, mais s'accompagne également d'une augmentation significative de la production de polluants hautement toxiques tels que les dioxines et les COV. Une faible concentration stable indique une combustion complète et des conditions de fonctionnement stables.
Compliance Exigence : Selon la norme de contrôle de la pollution sur l'incinération des déchets solides municipaux (GB 18485-2014), la valeur moyenne sur une heure du monoxyde de carbone dans les gaz de combustion de l'incinérateur ne doit pas dépasser 100 mg/m³, ce qui constitue un indicateur de base de la ligne rouge pour l'évaluation de la protection de l'environnement.
Indicateur de base 2 : Oxygène (O₂) - Référence clé pour la rationalité de la distribution d'air
Detection Importance : L'oxygène est une condition nécessaire à la combustion, et le coefficient d'excès d'air détermine directement l'exhaustivité de la combustion et l'efficacité thermique.
Indicator Importance : Si la concentration en O₂ est trop faible (<6%VOL), cela indique que l'apport global en oxygène est insuffisant, ce qui s'accompagne inévitablement d'une augmentation de la concentration en CO et d'une combustion incomplète. Si la concentration en O₂ est trop élevée (>10%VOL), cela indique un apport d'air excessif. Une grande quantité d'air froid entrant dans le four absorbe la chaleur, réduit la température du four et n'est pas propice à une combustion stable. En même temps, cela augmente la consommation d'énergie du ventilateur à tirage induit et la charge du traitement des gaz de combustion.
Reasonable Plage de contrôle : L'industrie le contrôle conventionnellement à 6%~10%VOL, ce qui peut non seulement assurer une combustion complète, mais aussi maintenir la perte de chaleur des gaz de combustion dans une fourchette raisonnable.
Détection supplémentaire pour la sécurité
Outre le contrôle des conditions de combustion, la détection des gaz est également une garantie nécessaire pour une production sûre. Le méthane (combustible) et le sulfure d'hydrogène (toxique) dans les fosses de stockage des déchets, les gaz toxiques et nocifs dans les stations de lixiviation, les fuites d'ammoniac dans les zones d'ammoniac, le manque d'oxygène et les risques liés aux gaz toxiques dans les opérations en espace confiné doivent tous être identifiés à l'avance grâce à la détection des gaz afin d'éviter les accidents.

III. Équipement de détection et méthodes de configuration courants
La détection des gaz dans les usines d'incinération des déchets adopte généralement un mode combiné de "surveillance continue fixe + inspection mobile portable" pour couvrir les besoins des différents scénarios.
1. Détecteurs de gaz fixes
Application Scénarios : Installés à des points fixes pour assurer une surveillance ininterrompue 24 heures sur 24. Les données peuvent être téléchargées en temps réel vers le système de contrôle automatique de l'usine. Lorsque la concentration dépasse la norme, il déclenche automatiquement une alarme sonore et visuelle, et peut également être relié à des équipements d'urgence tels que des dispositifs de ventilation et d'arrêt.
Key Points d'installation : Conduit principal à la sortie du four (CO, O₂, pour surveiller les conditions de combustion), au-dessus de la fosse de stockage des déchets (CH₄, H₂S, pour prévenir la déflagration et l'empoisonnement), zone de collecte des lixiviats, zone de stockage de l'ammoniac, salle d'évacuation des cendres, etc.
Recommended Equipement : MST F100 fixe de MAIYA SENSOR. Il prend en charge un gaz unique personnalisable. Il est disponible en versions 0-40mA et protocole RS485. Avec un contrôleur adapté, il peut être intégré de manière transparente dans le système de contrôle automatique de l'usine. Le circuit imprimé est traité avec un revêtement anticorrosion et la sonde est équipée d'une membrane filtrante, ce qui permet de prévenir efficacement la corrosion et de prolonger la durée de vie de l'équipement.
2. Détecteurs de gaz portables
Application Scénarios : Scénarios mobiles tels que l'inspection quotidienne de l'usine, la maintenance des équipements, la détection préopérationnelle des espaces confinés et la recherche de fuites en cas d'urgence.
Two Types courants :
oDétecteurs à diffusion : De taille compacte, ils peuvent être portés lors des patrouilles quotidiennes pour surveiller la concentration de gaz ambiant en temps réel.
oDétecteurs à aspiration par pompe : Ils sont équipés d'une pompe d'échantillonnage et peuvent être utilisés avec des tuyaux d'échantillonnage allongés. Ils permettent d'extraire des échantillons de gaz de zones profondes sans que le personnel ne pénètre dans des espaces dangereux, et conviennent à la détection stratifiée avant les opérations en espace confiné.
Recommended Équipement : Détecteurs multigaz portables MST 410 (type diffusion) et MST 410P (type pompe-aspiration) de MAIYA SENSOR. Ils permettent une personnalisation souple des combinaisons multigaz pour répondre à différents besoins tels que l'inspection quotidienne et les opérations en espace confiné. Le MST 410P est également équipé d'un flotteur et d'un tuyau, ce qui facilite la détection de gaz dans les puits souterrains ou les environnements à accumulation d'eau.

IV. Principes fondamentaux de la configuration de la détection de gaz
1. Donner la priorité aux conditions de travail, faire de la sécurité la priorité absolue
La priorité est d'assurer la surveillance des conditions de combustion du CO et de l'O₂ à la sortie du four, ce qui est au cœur de la conformité environnementale et de l'optimisation des opérations. Couvrez simultanément les zones à haut risque telles que les conteneurs de stockage de déchets, les espaces confinés et les zones de stockage de produits chimiques dangereux, en ne laissant aucun angle mort en matière de sécurité.
2. Des solutions fixes et mobiles complémentaires
Les équipements fixes permettent une surveillance continue par tous les temps, tandis que les équipements portables couvrent les scénarios mobiles tels que l'inspection, la maintenance et les interventions d'urgence. La combinaison des deux constitue un système complet de protection de la sécurité des gaz.
3. Adaptation aux conditions de travail, étalonnage régulier
Sélectionnez des équipements avec des niveaux de protection correspondants en fonction des conditions de température, de poussière et d'humidité des différents points. Étalonnez régulièrement les capteurs conformément aux spécifications afin de garantir la précision et la fiabilité des données de détection.

Rappel sur la chaleur
Le contrôle de la combustion de l'incinération des déchets est directement lié au respect de l'environnement, aux coûts de consommation d'énergie et à la sécurité de la production, et la détection des gaz est la méthode de contrôle la plus directe et la plus efficace. Il est recommandé aux opérateurs de combiner les concentrations de CO et d'O₂ avec des paramètres tels que la température du four et la pression négative à des fins d'analyse, et d'ajuster avec précision la distribution de l'air et le taux d'alimentation afin d'obtenir une combustion stable et complète.
Toutes les opérations en espace confiné doivent suivre strictement la procédure suivante : "d'abord la ventilation, ensuite la détection et enfin l'opération". Le personnel doit porter des détecteurs de gaz portables tout au long de l'opération afin d'éliminer les accidents de sécurité.

Guide interactif
Votre usine d'incinération de déchets a des questions sur l'optimisation des conditions de combustion ou la configuration des points de détection de gaz ? N'hésitez pas à laisser un message dans la section des commentaires pour en discuter avec d'autres praticiens de l'industrie.