Étude du traitement de déchets liquides par plasma inductif

Abstract

Ce mémoire présente les résultats d'une étude préliminaire visant à démontrer le potentiel de la technologie des plasmas inductifs dans le traitement de déchets liquides. Étant donné que des études quantitatives sur différents systèmes réactionnels des plasmas sont peu disponibles, l'étude s'élabore à l'aide d'une molécule substitut soit, l'éthylène glycol. Ce composé, peu visqueux, à faible tension de vapeur et faible coût, soluble dans l'eau, et non toxique a permis d'obtenir l'information recherchée sans risque. Avant d'entreprendre l'analyse expérimentale, l'étude thermodynamique permet de démontrer que les produits de décomposition de l'éthylène glycol, dans les conditions du plasma, sont le CO₂ et H₂O. Ces calculs théoriques démontre également l'importance d'alimenter de l'eau dans le système réactionnel en présence de composés halogénés. Des essais préliminaires démontrent l'importance de l'atomisation dans le traitement de déchets liquides. Une part importante des travaux est donc consacrée à la conception et à la caractérisation d'un atomiseur adapté aux sondes d'injection utilisées dans les torches à plasma. L'atomiseur conçu est de type fluide conjoint vu la qualité d'atomisation produite, la qualité de mélange des réactifs, sa simplicité, son faible coût et sa facilité d'adaptation aux sondes disponibles. La taille des gouttelettes produites n'a pas pu être mesurée expérimentalement mais une équation empirique a permis de prédire une taille moyenne de l'ordre de 190 micromètres. La conception d'un montage expérimental adapté aux contraintes de l'étude ainsi que l'utilisation d'un spectromètre de masse et d'un chromatographe en phase gazeuse permet de produire les bilans massiques et énergétiques nécessaires à l'analyse des résultats. Cette étude confirme donc dans un premier temps que l'augmentation de puissance favorise la DRE, alors que l'augmentation du débit et de la pression la réduisent. L'augmentation de pression diminue également les efficacités de torche et globale. De plus, l'analyse de la variation de la décomposition en fonction du débit, pour une même puissance, indique que la limite du pourcentage utile de la puissance «plate» est d'environ 5%. 0n constate finalement, que l'énergie de réaction est récupérable à un taux de 94%. Ces résultats indiquent donc que la technologie des plasmas inductifs est avantageuse et que l'étude de l'atomisation doit occuper une place importante dans la poursuite de ce projet.