Brevet FR2004474A1 — publié le 19691128

La présente invention est relative à une installation d'incinération d'immondices, par exemple d'ordures ménagères, qui comporte une chambre de combustion pouvant etre alimentée en combustibles liquides, gazeux ou pulvérulents, et un séparateur de poussières réalisé sous la forme d'un cyclone. Pour éviter les mauvaises odeursnuisibles à l'entourage et obtenir une teneur admissible en poussières dans les gaz brûlés, les installations d'incinération d'immondices et d'ordures ménagères sont soumises à des exigences très strictes, qui impliquent, même pour des installations d'importance relativement faible, des frais de construction élevés et, plus particulièrement, de très grandes surfaces d'installation.Les installations de faible importance se trouvent au surplus placées dans des conditions défavorables, étant donné que, relativement aux quantités de chaleur résultant de la combustion, les parois de l'installation provoquent fréquemment des pertes de chaleur, de sorte que l'on court le risque d'une incinération incomplète. On est généralement obligé, pour cette raison, d'équiper la chambre du four, chauffée à l'aide d'un brûleur auxiliaire d'allumage, d'une chambre de combustion complémentaire, dans laquelle il est possible de maintenir une température suffisamment élevée au moyen d'un brflleur,aun- liaire.Il faut, en outre, prévoir l'adåonction d'un séparateur de poussières tel que, par exemple, un cyclone, pour maintenir à une valeur admissible la teneur en poussières des gaz d'échappement. L'invention vise à réduire, dans une installation d'incinération du genre susmentionné, le nombre des éléments de construction nécessaires et plus particulièrement l'encombrement, relativement aux modes d'exécution connus, sans diminuer pour autant le rendement de l'installation. Ce but est atteint, suivant une caractéristique essentielle de l'invention, par le fait que le cyclone disposé à la suite de la chambre de combustion est réalisé sous la forme d'une chambre de combustion complémentaire. Ledit cyclone est, suivant l'invention, chargé de remplir une double fonction, étant donné qu'il s'y opère non seulement une combustion complémentaire, mais également la séparation des fractions de poussières retenues par les gaz. Des expériences effectuées avec précision ont démontré que ces deux opérations pouvaient etre réalisées simultanément d'une façon très satisfaisante.Il est certes nécessaire de prévoir un cyclone susceptible de supporter d'une manière suffisante les températures qui se présentent dans son utilisation, conformément à l'invention, en tant que chambre de combustion complémentaire, c'est-à-dire qu'il doit être muni d'un revêtement de maçonnerie réfractaire0 La conjonction conforme à l'invention d'un cyclone avec une chambre de combustion complémentaire se répercute d'ailleurs d'une manière favorable sur le déroulement de la combustion complémentaire, car il se produit dans le cyclone, respectivement dans le canal qui le dessert, un tourbillonnement intensif des fractions devant être complémentairement brûlées, ce qui favorise le déroulement de cette combustion. L'invention peut être mise en oeuvre de diverses manières. Suivant un mode préféré d'exécution, un-brûleur activant la combustion complémentaire débouche dans le canal reliant la chambre de combustion au cyclone. On obtient ainsi une turbulence très forte, qui donne lieu à une combustion à flammes courtes. Il est même possible, avec de telles dispositions, de disposer le brûleur dans le canal, suivant une autre caractéristique de l'invention, de manière telle que l'on obtienne une action en forme d'injection sur les gaz sortant de la chambre de combustion0 Ceci permet de maintenir, dans le cyclone servant à la combustion complémentaire, une surpression qui presse les gaz d'échappement dans la cheminée, de sorte qutéventuellement, l'utilisation d'un exhausteur peut être évitée. Il est toutefois également possible de réaliser l'invention de manière telle qu'un brûleur activant la combustion complémentaire débouche, dans une direction de préférence tangentielle, indépendamment du canal amenant les fractions à brûler complémentairement, dans le cyclone prévu en tant que chambre de combustion complémentaire. Bien que la conjonction conforme à l'invention d'une chambre de combustion complémentaire avec un cyclone permette déjà d'obtenir une diminution sensible d'encombrement, les pertes par les parois, par rapport à la chaleur produite, sont encore relativement élevées, notamment dans des installations de faible importance. On peut obtenir une amélioration sensible, dans le dispositif conforme à l'invention prévoyant la conaonc- tion d'une chambre de combustion complémentaire avec un cyclone, en entourant les parois de la chambre de combustion et du cyclone, suivant une autre caractéristique. de l'invention, d'une autre paroi délimitant un canal d'amenée d'air. Il devient alors possible de préchauffer avantageusement l'air de combustion et d'améliorer ainsi la combustion. Des modes préférés de réalisation de l'invention sont représentés, schématiquement et simplement à titre d'exemple, sur le dessin annexé, dans lequel-: La fig. 1 est une vue en coupe verticale d'une installation d'incinération. La fig. 2 est une vue partielle en plan de dessous, correspondant à celle de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en coupe horizontale d'une variante de réalisation. L'installation dtincinération d'immondices représentée aux figs. 1 et 2, comprend essentiellement une chambre de combustion 10 et un cyclone 12, qui est relié à ladite chambre par un canal 11 et comporte un canal central 13 pour les gaz d'échap pement. La chambre de combustion 10 comporte un couloir d'alimentation 14 exposé à l'usure, une grille 15 et un brûleur auxi liaire 16. Dans le canal de sortie 11 de la chambre de combustion 10, qui débouche tangentiellement dans le cyclone 12, débouche un brûleur 17, orienté en inclinaison, qui sert à activer la combustion complémentaire. La paroi du cyclone 12, munie d'un revêtement de maçonnerie approprié, est prévue suffisamment résistante pouc pouvoir supporter les températures produites lors de la combustion complémentaire. L'installation d'incinération est entourée, pratiquement sur sa totalité, par une enveloppe 18 qui comporte, du côté du cyclone, une ouverture 19 d'admission d'air. L'air pénétrant dans la chambre de combustion 10 s'écoule, dans l'intérieur de ladite enveloppe 18, le long des surfaces extérieures des parois du cyclone et de la chambre de combustion, de sorte que l'air qui pénètre dans la chambre de combustion 10 est préchauffé. L'utilisation, en tant que chambre de combustion complémentaire, du cyclone 12 disposé immédiatement à la suite du canal 11 permet d'obtenir une sensible réduction d'encombrement, comparativement aux installations d'incinération similaires prévues jusqu'ici. En outre, l'utilisation d'air, de préférence préchauffé, permet de tirer un meilleur parti de la chaleur produite, pour le déroulement de la combustion, que dans les installations connues. le fait que le brûleur auxiliaire adjoint à la combustion complémentaire débouche, suivant l'exemple d'exécution décrit, dans le canal 11, provoque un tourbillonnement intensif des gaz, de sorte que la combustion a lieu à flammes courtes. Etant donné que, d'autre part, des températures élevées peuvent être maintenues dans la zone de combustion, la combustion complémentaire se déroule d'une manière constante. lie mode d'exécution représenté à la fig. 3 comporte, dans l'ensemble, les mêmes parties que celui représenté aux figs. 1 et 2. Dans cette disposition également, une chambre de combustion 10, servant à la combustion complémentaire, est suivie par un cyclone 12. Au lieu du canal 11 qui, suivant les figs. I et 2, s'étend de façon rectiligne, est toutefois prévu un canal 20, s 1étendant angulairement, dans lequel débouche un brûleur auxiliaire 21 activant la combustion complémentaire.En amont de l'endroit où débouche-ledit brûleur, la partie du canal 20 tournée vers le cyclone 12 est réalisée sous la forme d'une tuyère 22, qui, conjointement avec le rayon focal du brûleur 21, produit un effet d'injection, de sorte qu'il est éventuellement possible de renoncer à l'utilisation d'un exhausteur disposé à la suite du cyclone, qui est généralement nécessaire dans le mode d'exécution représenté aux figs. 1 et 2. Bien entendu, il est recommandé d'équiper également les installations réalisées de la manière décrite à la fig. 3, d'une enveloppe 18, semblable à celle représentée aux figs0 1 et 2, permettant de préchauffer l'air de combustion. Les modes d'exécution représentés et décrits ne sont donnés, ainsi qu'il a été déjà mentionné, qu'à simple titre d'exemple et ne limitent nullement l'invention, pour laquelle maintes variantes de réalisation sont concevables. REVEKDICATIOIiS 1) Installation d'incinération d'immondices, par exemple d'ordures ménagères, qui comporte une chambre de combustion, pouvant être alimentée en combustibles liquides, gazeux ou pulvérulents, et un séparateur de poussières, réalisé sous la forme d'un cyclone, installation caractérisée par le fait que le cyclone est réalisé sous la forme d'une chambre de combustion complémentaire. 2) Installation d'incinération suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un brûleur activant la combustion complémentaire débouche dans le canal reliant la chambre de combustion au cyclone. 3) Installation d'incinération suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que le brûleur est disposé, dans le canal, de manière à produire un effet d'injection sur les gaz sortant de la chambre de combustion. 4) Installation d'incinération suivant une ou plusieurs des revendications I à 3, caractérisée par le fait que les parois de la chambre de combustion et du cyclone sont entourées par une autre paroi délimitant un canal d'amenée d'air.