Une usine d’incinération d’ordures ménagères (UIOM) est composée de fours pour la combustion, d’une chaudière pour la récupération de la chaleur pour produire de l’électricité et de la chaleur, d’un système de traitement des fumées.

L’incinération génère également des sous-produits :

  • des mâchefers (résidus solides de combustion) qui, s’ils respectent des exigences de qualité définies par arrêté ministériel, peuvent être ensuite valorisés en matériaux routiers (200 à 250 kg de mâchefers générés par tonne de déchets incinérés);
  • des fumées épurées;
  • des résidus d’épuration des fumées qui doivent ensuite être traités (20 à 30 kg générés par tonne de déchets incinérée);
  • des métaux ferreux et non ferreux (aluminium, plomb, zinc...), captés et recyclés;
  • pour certaines installations, des rejets liquides.

Les principaux équipements de l’usine d’incinération de Briec de l’Odet sont 2 fours à grille d'une capacité de 4 tonnes / heure chacun, 2 chaudières d'un débit de 10T/h de vapeur surchauffée (40 Bar, 350°C) et divers équipements de traitement .
 

PYROLYSE
Les déchets, après passage par la trémie, progressent dans le four. Ils sont en couche relativement mince pour faciliter l'alimentation en air. Les débits d'alimentation en déchets et en air sont généralement constants pour optimiser la combustion : température, oxydation, temps de séjour…

Le four, ou chambre de combustion, comporte trois zones successives : la zone de séchage en tête, la zone de combustion au centre et la zone de fin de combustion et d'évacuation des mâchefers en bas. Les déchets progressent (pendant une durée de 2 à 3 heures) au fur et à mesure qu'ils sont brûlés dans ce type de four.

L'air de combustion, aspirée dans la fosse de réception des déchets, est injecté à travers la grille par le bas. Cet air sert aussi à refroidir les grilles afin de les protéger. Un apport d'air secondaire, introduit au-dessus de la grille avant l'évacuation des fumées, termine la combustion.



 

TRAITEMENT DES FUMEES

Quelle que soit la technique de combustion utilisée l'incinération des ordures ménagères génère des émissions polluantes : poussières (cendres volantes, cendres sous chaudière), gaz acides (HCl, SOx, HF…), métaux lourds (plomb, chrome,…), dioxines et furanes (molécules organochlorées contenues dans les déchets ou formées lors de la combustion).
Il est nécessaire de maîtriser ces émissions, à l’aide d’un système de traitement des fumées, pour éviter le transfert de pollution vers l'atmosphère. Ces traitements de fumées génèrent des déchets solides : les REFIOM.
L'étape du traitement des fumées a lieu après la valorisation énergétique. Les fumées sont à des températures de l'ordre de 350°C en sortie de chaudière.

DEPOUSSIERAGE

Ce traitement permet d'éliminer les polluants particulaires : poussières issues de la combustion (cendres volantes) et les produits de neutralisation des gaz acides dans certains procédés. De nombreux métaux lourds, souvent particulaires, peuvent être captés lors du dépoussiérage. Il existe trois types de dépoussiérage : par électrofiltre, filtre à manche et cyclone.
A Briec, ce sont des filtres à manches qui sont utilisés pour récupérer les produits de neutralisation des gaz acides. Les gaz à dépoussiérer passent à travers des manches en tissu (feutre ou membrane) capables d'arrêter les particules les plus fines. Pour décolmater et récupérer les résidus filtrés, la technique consiste à injecter de l'air à faible pression (pour ne pas remettre les particules en suspension) en sens inverse du flux principal et à récupérer les particules dans un collecteur avant de les stocker et les évacuer.

NEUTRALISATION DES GAZ ACIDES

Les fumées doivent subir un traitement complémentaire visant à neutraliser les gaz acides qu'elles contiennent : HCl, HF, SOx, etc. Il convient de distinguer plusieurs grandes familles de procédés de traitement des gaz acides, mais ces systèmes ont le même but : neutraliser les acides au moyen d'une base et séparer les produits de réactions. La quantité optimale de réactif nécessaire est calculée en continue en fonction de la composition des fumées brutes. Actuellement, la base la plus utilisée est la chaux.
A Briec, la neutralisation des gaz est dit de type « semi-sec »
Les fumées, refroidies entre 200 et 250°C par vaporisation d'eau, rentrent dans le réacteur. De la chaux pulvérulente, le plus souvent hydratée, y est injectée. Après un temps de contact relativement long (2 à 6 secondes), les produits de réaction se forment. Les gaz passent alors dans un filtre à manches pour que les REFIOM soient séparés des fumées.
Il est utilisé un filtre à manche pour allonger le temps de contact entre les gaz et le réactif.

CHARBON ACTIF

Le procédé au charbon actif est utilisé pour le traitement des métaux lourds, dioxines et furanes en complément de tous les traitements de fumées vus précédemment. Le charbon actif est un matériau issu du traitement thermique de charbon minéral. Sa surface spécifique est ainsi augmentée. Les polluants sont adsorbées (stockés) dans le charbon actif. En substitution au charbon actif, il peut être utilisé du coke de lignite.
Plusieurs types d'utilisation existent dans le cadre du traitement des fumées d'incinération des ordures ménagères. Dans le cas de l’usine de Briec, le charbon actif est injecté, sous forme particulaire, directement dans les gaz à épurer. Cette forme se retrouve donc dans les REFIOM collectés en aval.