Traitement thermique de sables de fonderie dans une unite oxy-gaz
Abstract (summary)
The thermal reclamation of foundry sand in the gas-contact process based on an air-gas burner indicated that the heat treatment of divided solid wastes is performant. However, for toxic or hazardous wastes, heat treatment at a very high temperature may be necessary. This high temperature can be attained if the air-gas burner is replaced by an oxy-gas burner.
In this thesis, the experimental results of the heat treatment based on an oxy-gas burner and on the injection of solid wastes directly into the core of the flame of the burner are presented.
The pilot-scale experimental unit of the oxy-gas process is based on that of the gas-contact process. This burner has concentric openings which are adjustable to vary the velocity of the gas, oxygen and air injected in the furnace and therefore to vary the shape of the flame and further, the temperature, radiation/convection of the flame.
For the emissions of $\rm NO\sb{x}$ at the exit of the furnace, the chemical reactions are assumed to be at equilibrium. The equilibrium constants as well as the contents of $\rm NO\sb{x}$ under different operating conditions are calculated.
It is found that foundry sand can be reclaimed by the oxy-gas unit. A conversion of resin of 100% is observed. Higher temperatures can be attained by the oxy-gas unit compared to the temperature of the gas-contact process. From the point of view of emissions, less contents of NO$\rm\sb{x}$ and CO are observed in the oxy-gas process.
For different type of foundry sand, the optimum operating conditions observed are the following: burner power: 55 kW, solid flow rate: 65 kg/h, (O$\sb2$) /(CH$\sb4$) = 3.027 and (O$\sb2$) /(N$\sb2$) = 0.350. This corresponds to 24.0% oxygen concentration and 1.5 times the stoichiometry. The emissions of $\rm NO\sb{x}$ and CO are small although there is no-post-treatment equipment. (Abstract shortened by UMI.)
Alternate abstract:
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La valorisation thermique du sable de fonderie dans le procédé de contact gaz basé sur un brûleur air-gaz a indiqué que le traitement thermique des déchets solides divisés est performant. Cependant, pour les déchets toxiques ou dangereux, un traitement thermique à très haute température peut être nécessaire. Cette température élevée peut être atteinte si le brûleur air-gaz est remplacé par un brûleur oxy-gaz.
Dans cette thèse, les résultats expérimentaux du traitement thermique basé sur un brûleur oxy-gaz et sur l'injection de déchets solides directement au cœur de la flamme du brûleur sont présentés.
L'unité expérimentale à l'échelle pilote du procédé oxygaz est basée sur celle du procédé contact gaz. Ce brûleur comporte des ouvertures concentriques réglables pour faire varier la vitesse des gaz, oxygène et air injectés dans le four et donc faire varier la forme de la flamme et encore la température, le rayonnement/convection de la flamme.
Pour les émissions de $\rm NO\sb{x}$ à la sortie du four, les réactions chimiques sont supposées à l'équilibre. Les constantes d'équilibre ainsi que le contenu de $\rm NO\sb{x}$ sous différentes conditions de fonctionnement sont calculés.
On constate que le sable de fonderie peut être récupéré par l'unité d'oxygaz. Une conversion de la résine de 100 % est observée. Des températures plus élevées peuvent être atteintes par l'unité d'oxygaz par rapport à la température du processus de contact avec le gaz. Du point de vue des émissions, des teneurs moindres en NO$\rm\sb{x}$ et CO sont observées dans le procédé oxy-gaz.
Pour différents types de sable de fonderie, les conditions optimales de fonctionnement observées sont les suivantes : puissance du brûleur : 55 kW, débit solide : 65 kg/h, (O$\sb2$) /(CH$\sb4$) = 3,027 et ( O$\sb2$) /(N$\sb2$) = 0,350. Cela correspond à une concentration en oxygène de 24,0 % et à 1,5 fois la stoechiométrie. Les émissions de $\rm NO\sb{x}$ et de CO sont faibles bien qu'il n'y ait pas d'équipement de post-traitement. (Résumé abrégé par UMI.)
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Mechanical engineering;
Environmental engineering
0548: Mechanical engineering
0775: Environmental engineering