Brevet FR2053309A1 — publié le 19710416

La présente invention a pour objet un four d'incinération des ordures ménagères. Elle a pour but de réaliser un four de ce genre dans lequel les ordures sont, pendant leur séjour dans le four, constamment remuées et brassées de manière à sécher rapidement et à assurer ensuite une pénétration de l'air dans la lasse des ordures pour amorcer et entretenir le processus de la combustion. Un autre but de l'invention est de réaliser Lrfl four de ce genre dans lequel les gaz de combustion, avant d'entre évacués à l'extérieur, sont canalisés sur le lit des ordures franches de manière à transmettre au maximum leur chaleur, et à permettre ainsi aux ordures de sécher le plus rapidement possible et d'atteindre la tempErature de leur point d'inflammation. Encore un autre but de l'invention est de réaliser un four de ce genredans lequel les gaz de combustion, air que la vapeur de la distillation qui se produit pendant la phase de séchage des ordures, sont introduits dans un collecteur garni de matières réfractaires à grande inertie thermique, pour produire une post-combustion de ce distillat et oxyder le reste des carbones en suspension dans les gaz de combustion évacués du four. Encore un autre but de l'invention est de réaliser un four d'incinération d'ordures ménagères dans lequel l'air total de combustion admis dans le lit des ordures circule auparavant sur les parois du four qui sont exposées à hautes températures de manière à les refroidir énergiquement. A cet effet, selon l'invention, le four est du type rotatif et son rotor comprend deux enveloppes concentriques séparées l'une de l'autre par un espace annulaire, des moyens propres à envoyer de l'air dans cet espace, une vis sans fin, à double paroi, montée sur l'enveloppe interne, et des éléments de grille reliant les unes aux autres les spires de cette vis, des ouvertures de passage d'air étant ménagées dans 1'enveloppe interne au droit de la vis, ainsi que dans les parois latérales de cette vis, en-dessous des éIéments(de grille. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe axiale du four; la figure 2 en est une coupe transversale suivant II-II de la figure 1; la figure 3 en est une coupe transversale suivant III III dela figure 1. Tel qu'il est représenté aux dessins, le four dtinci- nération comporte un rotor comprenant une virole cylindrique 1 (figure 1) à l'intérieur de laquelle est placée une deuxième virole 2 d'un diamètre plus faible. L'espace annulaire existant entre ces deux viroles est rempli d'une matière isolante 3. A l'intérieur de ces deux viroles est placée une troisième virole cylindrique 4 d'un diamètre plus faible, en acier réfractaire; le passage annulaire 5 existant entre les deux viroles 2 et 4 est utilisé pour la circulation d'air de refroidissement, ce passage annulaire est divisé par une série d'ailettes radiales 6 (figure 2) soudées sur la virole 4 de manière à constituer une série de canaux longitudinaux 7. Sur la paroi intérieure de la virole 4 (figUre 1) est montée une hélice 8 de section triangulaire, qui constitue une vis d'Archiiède. Cette hélice est formée de deux couronnes 9 et 10 à l'intérieur desquelles est ménagé un espace libre 11. Cet espace triangulaire de l'hélice est en communication avec l'espace annulaire 5 par une série d'ouvertures 12 pratiquées dans la virole 4. Dans les spires de l'hélice 8 est montée une série de grilles 13 dont le profil est tel qu'elles forment poches, compte tenu du sens de rotation des viroles; ces grilles sont munies de trous 14. Des ouvertures 15 et 16 sont ménagées dans les deux parois latérales 9 et 10 de la vis 8. L'air, qui circule dans l'espace annulaire 5 et dans l'espace triangulaire 11 de la vis 8, est admis par les ouvertures 15 et 16 en dessous des grilles 14 sur lesquelles est étalé le lit des ordures Par dessus ces grilles sont également montées deux séries de barreaux 17 qui sont fixés sur les couronnes 9 et 10 de la vis S. Les barreaux de chacune de ces séries sont disposés à la même distance de l'axe du rotor, unbarreau de la série interne étant disposé en avant, compte tenu du sens de rotation du rotor, d'un barreau de la série externe. L'ensemble de viroles cylindriques qui constitue le rotor du four est placé sur quatre galets 18 (figure 2) dont deux sont moteurs et assurent le mouvement de rotation de ce rotor. A la partie avant du rotor est placé un distributeur rotatif à ailettes qui répartit l'air dans les canaux 7 de l'es- pace annulaire 5. Ce distributeur est constitué par une série d'ailettes radiales 19 (figure 3) soudées sur le rotor et tournant, par suite, avec celui-ci dans un collecteur circulaire constitué par une paroi latérale fixe 20 (figure 1), une paroi intérieure conique 21 et une paroi extérieure cylindrique 22. Cette dernière paroi comporte une ouverture dans laquelle est placé un diffuseur 23, sur celui-ci est monté un ventilateur de soufflage 24. A l'intérieur du diffuseur 23 est placé un redresseur 25 pour redresser et homogénéiser la veine d'air refoulée par le ventilateur de soufflage 24. Sur un secteur de la paroi intérieure 21 est ménagée une série d'ouvertures 21a destinée à permettre l'évacuation des gaz de combustion. Ces ouvertures sont en communication à travers le distributeur avec une cheminée 26 qui est reliée à son tour à l'une des extrémités d'un collecteur 27 garni à l'intérieur d'une matière réfractaire 28. Ce collecteur est placé longitudinalement à la partie supérieure du four; à son autre extrémité est pratiquée une ouverture 29 pour canaliser les gaz de.combustion vers un dépoussiéreur non représenté. Au centre du distributeur est montée une trémie 30. A la base de cette trémie se trouve un alimentateur rotatif 31 muni de pales excentriques 32 (figure 1i. A la partie arrière, le four est fermé par une porte amovible 33 qui est garnie intérieurement d'une matière réfractaire 34. Sur cette porte est montée un bradeur 35 et un voyant 36. A la partie inférieure du four, côté porte arrière, est prévue une grande ouverture 37 fermée par une plaque en matière réfractaire 39 et utilisée pour l'évacuation des scories et de toutes les substances non combustibles ainsi que les cendres produites par la combustion des ordures. Le fonctionnement du four qui vient d'être décrit est le suivant: Les ordures placées dans la trémie 30 sont introduites dans le four de manière continue par l'alimentateur rotatif 31. Du fait du mouvement de rotation du rotor, les spires de la vis 8 entraient les ordures à l'intérieur du four et les étalent au fur et à mesure sur les grilles 13. Les barreaux 17 et les grilles 13 entraient les ordures jusqu'à la partie supérieure du tambour, où elles sont déversées pour tomber de nouveau sur la partie basse du four. Pendant ce trajet, elles traversent le courant des gaz qui circulent au centre du four. I1 se produit ainsi un brassage continu des ordures dans les gaz chauds et la phasede séchage est accélérée. De plus, les couches d'ordures s'étalent sur une grande partie de la périphérie du tambour et cela permet d'augmenter la surface efficace des grilles. Pendant ce temps, le brdleur 35 est mis en marche ainsi que le ventilateur de soufflage 24. L'air de combustion refoulé par le ventilateur 24 est canalisé par le diffuseur 23 vers le distributeur tournant. Les pales 19 répartissent cet air seulement sur un secteur du rotor couvert par les ordures. L'air traverse les canaux longitudinaux 7, en refroidissant énergiquement l'intérieur de la virole 4, et pénètre par les ouvertures 12 à l'intérieur de la vis 8, de sorte qu'il refroidit également les deux parois 9 et 10 de cette vis. L'air traverse ensuite les ouvertures 15 et 17 pour arriver finalement en dessous des grilles 13. L'air réchauffé traverse les trous 14 des grilles 13 et alimente au fur et à mesure la couche d'ordures étalée sur ces grilles. Une fois que la combustion des ordures estamorcée par la flamme du brûleur 35 et que l'autocombustion a démarré, le brûleur peut être arrêté. La flamme des ordures ainsi que les gaz de combustion remontent vers le centre et parcourent le rotor jusqu'à sa partie avant pour sortir finalement par les ouvertures 21a. Pendant ce trajet, le rayonnement de la flamme transmet une partie de la chaleur aux ordures franches étalées sur les grilles 13. Les ordures qui sont déversées continuellement par les barreaux 17 du haut du rotor et qui traversent toute la veine des gaz chauds circulant dans le centre sont ensuite séchées par convection et portées à leur point d'inflammation. Le brassage continu des ordures dans les gaz de combustion à haute température et dans l'air chaud de soufflage a pour effet d'accélérer la vitesse de la combustion. Au fur et à mesure que la couche des ordures avance à l'intérieur du four, elle se consomme totalement. La matière non combustible ainsi que les scories sont entraînées par la vis 8 jusqu'à 1'arrière du four et elles sont évacuées à l'extérieur par l'ouverture 37. Les cendres tamisées par les grilles 14 tombent à l'intérieur de la virole 4 et sont entraînées également par la vis 8 vers l'arrière où elles sont évacuées par l'ouverture 37. Les gaz de combustion sorties du four contiennent des vapeurs de distillats des ordures et des gaz non encore brQlés ainsi que des particules de carbone en suspension. Ce mélange gazeux est introduit dans le collecteur 27 qui est garni d'ne matière réfractaire 28 à grande inertie thermique;cette matière réfractaire étant portée à une température élevée produit, par effet thermique et catalytique, une post-combustion de ces gaz. L'air nécessaire à cette point combustion est admis dans ce collecteur par un registre réglable 38 (figure 3);cette post-combustion.augmente la température des gaz et par oxydation détruit toutes les odeurs de ces vapeurs de distillats ainsi que le carbone en suspens ion dans les gaz. Les gaz sont ensuite évacués par l'ouverture 29 vers le dépoussiéreur puis,après traitement, refoulés dans l'atmosphère par un ventilateur d'extraction non représenté. Dans le cas d'orduresstrès humides et à faible pouvoir calorifique, la post-combustion peut être entretenue par un brO- leur secondaire monté sur le collecteur à la place du registre 38. C'est une solution non économique mais indispensable dans le cas où la température des gaz évacués du four reste inférieure à 4000C. Il va de soi que l'invention ne doit pas être considérée comme Imitée au modede réalisation décrit et représenté mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS. 1.- Four rotatif pour l'incinération des ordures ménagères caractérisé en cc que le rotor de ce four comprend deux enveloppes concentriques séparées l'une de l'autre par un espace annulaire, des moyens propres à envoyer de l'air dans cet espace, une vis sans fin, à double paroi, montée sur l'enveloppe interne, et des éléments de grilles reliant les unes aux autres les spires de cette vis, des ouvertures de passage d'air étant ménagées dans l'enveloppe interne au droit de la vis, ainsi que dans les parois latérales de cette vis, en dessous des éléments de grille. 2.- Four rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vis a une section triangulaire. des 3.- Four rotatif selonune/revendication 1 et 2, caractérisé en ce que l'enveloppe de plus grand diamètre est entourée d'une troisième enveloppe séparée de la précédente par une matière calorifuge. 4. - Four rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par des ailettes radiales séparant ledit espace annulaire en une série de canaux longitudinaux. 5.- Four rotatif selon l'une des revendications précédentes caractérisé ente que les éléments de grille ont un profil tel qu'ils forment poches, compte tenu du sens de rotation du rotor. 6.- Four rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de grilles sont surmontés de deux séries coaxiales de barreaux, un barreau de la série interne étant disposé en avant, compte tenu du sens de rotation du rotor, d'un barreau de la série externe. 7.- Four rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un distributeur d'air rotatif à pales radiales pour envoyer l'air dans ledit espace annulaire. 8.- Four rotatif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la paroi interne du distributeur comporte des ouvertures ou perforations, sur un secteur de sa périphérie, alors que sa paroi externe présente, en regard des dites ouvertures ou perforations, une ouverture débouchant dans une cheminée , de sorte que le distributeur d'air assure également l'évacuation des gaz de combustion. 9.- Four rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur pour les gaz de combustion, qui est garni intérieurement de matière réfractaire. 10.- Four rotatif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ce collecteur comporte une ouverture d'admission d'air réglable. des 11.- Four rotatif selon unHrevendication 9 et 10, caractérisé par un brûleur auxiliaire monté dans le collecteur. 12.- Four rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporteun dispositif d'alimentation pour les ordures, à pales, placé de préférence au centre du distributeur d'air.