Un système RTO fonctionne généralement avec deux tours ou davantage, avec une configuration idéale à trois tours ou plus. Le flux d’effluents pollués est ainsi dirigé alternativement vers les différentes tours. Pendant qu’une tour traite le flux d’air, les autres sont soumises à un cycle de régénération afin de pouvoir être utilisées lors du cycle suivant.

Comment fonctionne un RTO ?

Le fonctionnement d’un RTO repose sur plusieurs phases successives permettant de traiter les effluents pollués et de récupérer une partie de l’énergie thermique produite.

La phase d’admission : le flux d’air contaminé pénètre dans le RTO par un conduit d’admission. Un registre oriente ensuite le flux vers l’un des lits en nid d’abeille en céramique.

La phase de préchauffage : le flux d’air entrant traverse les canaux du nid d’abeille en céramique préalablement chauffés. La chaleur accumulée dans la céramique est alors transférée à l’air entrant. Cette récupération d’énergie permet de limiter la consommation énergétique du système.

La phase de combustion : après avoir été préchauffé, le flux d’air rejoint la chambre de combustion. Il y est porté à la température requise, généralement comprise entre 815°C et 980°C. En présence d’oxygène, les COV et les autres polluants présents dans le flux d’air subissent une combustion et sont transformés en dioxyde de carbone (CO2) et en vapeur d’eau (H2O).

La phase d’échappement : une fois purifié, le flux d’air chaud quitte la chambre de combustion par le conduit de sortie. Un registre dirige alors le flux vers un autre lit en nid d’abeille en céramique.

La récupération d’énergie thermique : au cours de son passage, le flux d’air entrant récupère la chaleur stockée dans le lit en nid d’abeille en céramique. Cette énergie contribue au préchauffage du prochain flux d’air contaminé. L’échange thermique entre les gaz et la céramique constitue ainsi un élément essentiel de l’efficacité énergétique des RTO.

DEC – les oxydateurs thermiques régénératifs

Le système DEC.RTO^TM permet de récupérer une partie de l’énergie directement au sein du procédé. Après leur passage dans la chambre de combustion, les gaz chauds traversent un échangeur de chaleur en céramique appelé « régénérateur », situé dans la tour en cours de régénération. Ce régénérateur absorbe la chaleur contenue dans les gaz chauds et la stocke dans le matériau céramique.

Lors du cycle suivant, l’énergie ainsi accumulée est transférée aux effluents pollués froids entrants. Ce principe permet de réduire l’énergie nécessaire au fonctionnement du système et donc sa consommation énergétique. L’utilisation de plusieurs tours dans le système DEC.RTO^TM présente plusieurs avantages : elle permet notamment d’améliorer l’efficacité opérationnelle, de réduire la consommation énergétique et d’assurer un fonctionnement continu. Le traitement des effluents pollués industriels peut ainsi être réalisé de manière constante et fiable, tout en favorisant une utilisation optimisée des ressources énergétiques.

Réaction d’oxydation DEC.RTO^TM

Dans le système DEC.RTO^TM, la chaleur générée peut être récupérée afin de préchauffer le flux SLA et ainsi limiter l’« énergie thermique » fournie par le gaz CH₄ (méthane). Lorsque l’oxydation des solvants produit une quantité supplémentaire de chaleur, un système de récupération d’énergie doit être prévu. Cette énergie peut notamment être utilisée pour différentes applications, parmi lesquelles le chauffage de l’air destiné aux sécheurs, la production de vapeur, le chauffage des fluides caloporteurs ou encore le chauffage de l’eau industrielle ou sanitaire.

Les avantages du DEC.RTO^TM

Dans un oxydateur thermique régénératif (RTO) à plusieurs tours, les COV sont oxydés dans la chambre de combustion. La chaleur produite par cette réaction est ensuite récupérée grâce aux lits de céramique. Les gaz chauds issus de la chambre de combustion transfèrent leur énergie thermique au matériau céramique présent dans l’une des tours. En se refroidissant au contact de ce matériau, les gaz peuvent ensuite être évacués par la cheminée.

Ce principe d’accumulation puis de restitution de l’énergie thermique dans le lit de céramique correspond au fonctionnement régénératif du RTO. La chaleur récupérée peut ensuite être utilisée pour préchauffer le gaz entrant. Le système nécessite ainsi moins d’énergie pour atteindre la température de fonctionnement requise. Le changement de direction du flux est assuré par des vannes de commutation spécialement conçues. Le flux est alternativement inversé afin de permettre la récupération de l’énergie thermique. Au cycle suivant, le gaz entrant est préchauffé par la chaleur précédemment accumulée dans la céramique.

Cette récupération permet de réduire le besoin en combustible auxiliaire. Dans certaines conditions, le système peut ainsi fonctionner de manière autonome, sans combustible de soutien, même à faible concentration, ce qui contribue à réduire les coûts opérationnels. Par rapport aux oxydateurs thermiques directs (DTO™), les RTO à plusieurs tours présentent une efficacité supérieure grâce à leur principe régénératif. La chaleur contenue dans les flux d’air sortants est récupérée puis réutilisée pour préchauffer le flux d’air entrant, limitant ainsi la consommation de carburant.

Module de dérivation de gaz chaud | DEC.HGB™ • DEC.RTO^TM

Lors de pics de concentration en COV, la température de la chambre de combustion peut augmenter en raison de la chaleur supplémentaire générée par le processus de combustion. Afin de maintenir le fonctionnement du RTO dans des conditions optimales et d’éviter une surchauffe susceptible d’endommager les supports céramiques, le système peut intégrer un bypass automatique des gaz chauds. Le DEC.HGB™ permet alors de détourner une partie des gaz chauds directement depuis la chambre de combustion, en contournant les lits de céramiques. Lorsque la concentration de composés organiques volatils (COV) dans le flux entrant augmente, la température de la chambre de combustion s’élève progressivement. Si elle atteint une limite de sécurité prédéfinie, le module DEC.HGB™ se déclenche automatiquement. Une partie des effluents pollués chauds est alors dirigée vers la cheminée d’échappement (FGS) sans traverser les lits de céramique. Ce fonctionnement permet de limiter l’exposition de la céramique à des températures excessivement élevées.

Le module DEC.HGB™ contribue ainsi à préserver les propriétés du support céramique, qui joue un rôle essentiel dans le préchauffage du flux d’air entrant et dans le maintien de l’efficacité globale du RTO. Les composants du DEC.HGB™ directement exposés aux effluents pollués à haute température, pouvant atteindre environ 900°C, sont généralement fabriqués à partir de matériaux de haute qualité, tels que l’acier inoxydable ou l’Inconel. Le module DEC.HGB™ constitue avant tout un dispositif de sécurité destiné à protéger le support céramique en cas de conditions de fonctionnement particulières. Il participe également au maintien des performances du RTO et permet d’assurer un fonctionnement continu et efficace, y compris lors de pics de concentration en COV imprévus ou anormaux.

Une technologie basée sur la récupération d’énergie

Les systèmes DEC.RTO^TM associent ainsi le traitement les effluents pollués industriels à un principe de récupération de l’énergie thermique. Grâce à leur conception multi-tours et au fonctionnement régénératif des lits de céramique, les RTO permettent de traiter les COV tout en réutilisant une partie de la chaleur produite au cours du processus. Cette approche contribue à limiter la consommation énergétique du système et à optimiser son fonctionnement. Le DEC.HGB™ vient compléter cette technologie en assurant une protection du support céramique lors des pics de concentration et en contribuant à la continuité du fonctionnement du RTO.