Brevet FR2137096A1 — publié le 19721229

La présente invention fui résulte d'une collaboration entre Monsieur Jacques BRIQï du Commissariat à l'Energie Atomique et la Société Carbonisation Entreprise et Céramique concerne un incinérateur de pneumatiques* 5 Les incinérateurs classiques brûlent sans difficulté des pneus à condition qu'ils ne constituent qu'une faible fraction de la charge à briller* Lorsque la porportion de pneus à brûler augmente jusqu'à représenter 100 % de la charge, on obserre la production intense de noir de fumée, une détérioration progressive des maté— 10 riaux réfraetaires, des accrochages des câbles métalliques provenant des armatures des pneus et des explosions dans les cendriers. La présente invention a pour but de fournir un incinérateur capable de brûler 100 de pneus sans les inconvénients précédents; il est conçu peur brûler les pneus entiers sans les fractionner* 15 L'incinérateur suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un foyer dont la largeur est inférieure au diamètre des pneumatiques à brûler, ledit foyer comportant des parois verticales longitudinales munies d'orifices latéraux d'introduction d'air de combustion, d'autre part un sas de chargement de 20 dimensions intérieures légèrement supérieures à celles d'un pneu en position verticale et comportant un fond inférieur, ou sole, incliné en direction de la chambre de combustion, et enfin une chambre de combustion munie de tuyères d'injection d'air de turbulence* 25 La sole inclinée du sas de chargement permet de laisser les pneus rouler vers la chambre de combustion sous l'effet de la gravité. Les pneus brûlent dans le foyer en position sensiblement verticale de sorte que les orifices latéraux d'introduction d'air de combustion ne sent pas obturés par la charge partiellement ou 30 totalement. Il en résulte que le pneu reçoit en tous ses points un débit d'air convenable ce qui fournit les conditions d'une combustion très complète au contraire de ce qui se passe dans un incinérateur à foyer classique dans lequel les pneus reposent à plat sur la grille horizontale et obturent une partie des orifices 35 d'admission d'air. Les pneus sont chargés en position verticale au moyen d'un sas, ce qui évite la aise en communication du four de combustion avec l'atmosphère lors de chaque chargement, il en résulte que, même pendant les chargements, le four de combustion peut être 71 17311 2 2137096 maintenu en dépression tout en évitant toute entrée brutale d'air froid*. On reste donc parfaitement maître des conditions de combustion et on évite les détériorations de maçonneries par chocs thermiques. Malgré ces dispositions la quantité parfois considérable 5 de noir de carbone contenue dans les pneus et qui se trouve libérée au fur et à mesure de la combustion ne peut pas Stre brûlée instantanément et intégralement dans le foyer proprement dit, c'est pourquoi le foyer est associé à une chambre de combustion comportant des tuyères d'injection d'air de turbulence, cette injection ayant 10 pour effet d'apporter l'air secondaire nécessaire à la combustion dm noir de carbone et ei mSme temps de provoquer un brassage et un mélange des gaz favorisant ainsi la combustion complémentaire du noir de carbone» L'incinérateur comporte d'autre part un sas de chargement 15 séparé de la chambre de combustion par une porte étanche, coulissant verticalement, ladite porte étant solidaire d'un cadre rigide à fond incliné constitué de telle sorte qu'il est aligné avec ledit sas de chargement et un orifice de ladite chambre de combustion, lorsque ladite porte est ouverte, mettant ainsi en communication le 20 sas de chargement et la chambre de combustion» Enfin ledit sas de chargement est surmonté de volets pivotants suivant des axes horizontaux et parallèles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résultent de la description suivante d'un mode de réalisation et des dessins 25 annexés sur lesquels x La Fig. 1 représente une eeupe verticale longitudinale de l'incinérateur suivant il de la Fig. 2, le sas de chargement étant en position de communication avec l'atmosphère* La Fig* 2 représente une coupe verticale transversale de 30 l'incinérateur suivant BB de la Fig* 1* La Fig. 3 représente une vue en coupe verticale du sas de chargement suivant CC de la Fig* 1 * La Fig. 4 représente une coupe verticale du sas de chargement suivant UL de la Fig. 2, en position de commumicatiom avec la 35 chambre de combustion. La Fig. 5 représente une vue en coupe verticale du sas de chargement suivant BB te la Fig* 4, en position de communication avec la chambre de combustion* L'incinérateur, objet de l'invention, comporte un foyer 1, I 71 17311 3 2137096 un sas de chargement -2, une chambre de combustion 3» Le foyer 1 est entouré de deux parois 4, 4*, comportant des ouvertures d'admission d'air, qui peuvent avantageusement avoir une disposition en forme de persiennes. Ces parois peuvent être réali-5 sées avec des ouvertures de formes quelconques, par exemple circulaires ou en forme de fentes. Elles peuvent être également constituées par un assemblage de barreaux séparés par des Intervalles formant ouvertures. Le fond du foyer 1 est constitué par une ou des plaques suscep— 10 tibles de s'effacer pour laisser tomber dans un cendrier 5 les résidus de la combustion, notamment les câbles métalliques. Sur la Fig. 2, on a représenté deux plaques pleines 6, 6', solidaires d'axes horizontaux 7, 7'. Les axes 7, 7* sont prolongés à l'extérieur de la maçonnerie et sont manoeuvrés par l'intermé-15 diaire de bielles 8 et de vérins 9 ou tout autre moyen mécanique connu. Ses plaques pleines 10, 10' constituent les parois transversales du foyer. Dans une variante de réalisation, les plaques pleines 6, 6' et 10, 10* comportent des orifices de passage d'air, ou sont cons-20 tituées par un assemblage de barreaux sans sortir du cadre de l'invention» Les résidus de la combustion sont extraits manuellement du oendrier 5 au moyen d'une porte 21» Dans une variante de réalisation, le cendrier 5 est construit en forme de trémie et les cendres 25 tombent par gravité dans un récipient d'évacuation non figuré» Le sas de chargement 2 est conçu pour contenir tin pneu 31 non fractionné en position verticale» Il est de dimensions intérieures légèrement supérieures à celles d'un tel pneu et se trouve isolé de la chambre de combustion 3 par une porte 11 constituée par une 30 structure de type classique pour réduire le rayonnement thermique de la chambre de combustion 3 vers l'extérieur, comportant en particulier des matériaux réfractaires isolants ou un caisson métallique refroidi par une circulation d'eau. La porte 11 est suspendue à un eâble 12 relié à un treuil, non représenté sur les 35 figures, par l'intermédiaire d'une poulie de renvoi 13. Dans une variante de réalisation, la porte 11 est reliée à tout autre dispositif mécanique connu tel qu'un vérin mécanique, hydraulique ou pneumatique capable de déplacer la porte 11 vers le haut pour l'ouverture et vers le bas pour la fermeture. 71 17311 4 2137096 La porte 11 est solidaire d'un cadre rigide 15 comportant un fond incliné 16 et deux parois latérales verticales 17, 17'» Lorsque la porte 11 est en position ouverte comme représenté sur les Fig. 4 et 5, le cadre rigide 15 relie le sas de chargement 2 5 à l'orifice 18 de la chambre de combustion 3» Le sas de chargement 2 comporte une sole inclinée 32 en direction du four, de manière que le pneu 31 roule par simple gravité dans la chambre de combustion 3 lorsque la porte 11 est ouverte» Le sas de chargement 2 est isolé de l'atmosphère par une paire 10 de volets pivotants 19, 19' autour d'axes horizontaux 30, 30', en position ouverte sur les Fig» 1 et 3, en position fermée sur les Fig» 4 et 5» Les volets pivotants 19 et 19* sont manoeuvrés par des moyens mécaniques connus tels que des bielles et des vérins non représentés sur les figures» 15 Suivant une variante de réalisation, la porte 11 s'ouvre en se déplaçant vers le bas, le cadre rigide 15 étant alors disposé au-dessus de la porte 11, ou encore la porte 11 s'ouvre en se déplaçant latéralement, le cadre rigide 15 étant alors disposé sur le côté de la porte» Bans tous les cas, l'orifice 18 de la chambre 20 de combustion 3 est aligné avec le cadre rigide 15, lorsque la porte 11 est en position ouverte» Bans le mode de réalisation représenté la porte 11 et le cadre rigide 15 adjacent se déplacent à l'intérieur d'un guide en tôle 20, 20' relié au sas de chargement 2 de manière étanche» 25 Bans une variante de réalisation, ce guide en tôle peut être supprimé. Enfin la chambre de combustion 3 comporte des tuyères 22 d'injection d'air à haute pression» Le fonctionnement de l'incinérateur, objet de l'invention est 30 le suivant t Four charger un pneu 31, il faut accomplir le cycle d'opérations ci-après : - ouverture des volets pivotants 19, 19' - dépôt du pneu 31 dans le sas de chargement 2 (Fig» 3) 35 - fermeture des volets pivotants 19, 19' - ouverture de la porte 11 au moyen du câble 12 ; par gravité le pneu roule sur le fond incliné 16 du cadre rigide 15 et pénètre dans la chambre de combustion 3 (Fig» 4 et 5) - fermeture de la porte 11. 71 17311 5 2137096 Ces opérations peuvent être accomplies manuellement ou commandées automatiquement arec asservissement de chaque opération à celle fui la précède suivant des moyens connus* Le début du cycle peut être déclenché par un bouton-poussoir 5 ou par un contact auxiliaire actionné par un couple pyrométrique situé dans la chambre de combustion. Sans ce dernier cas, les opérations de chargement sont entièrement automatiques. Une fois le pneu 31 dans le foyer 1 (Fig. 1), de l'air sous pression (10 à 30 millibars) est injecté dans la chambre de cembus-10 tion 3 au moyen de tuyères 22, le débit de celles-ci étant compris entre 5 et 25 fi du débit total d'air de combustion* L'air éjecté à grande vitesse à la sortie des tuyères provoque une forte turbulence dans la chambre de combustion ce qui a pour effet d'une part de mélanger les filets de gaz réducteurs et chargés de noir de 15 carbone avec les filets de gaz oxydants, et d'autre part d'activer les réactions de combustion sans refroidir les gaz puisque le débit d'air injecté est faible par rapport au volume total d'air de combustion et qu'il est en grande partie utilisé pour les réactions exothermiques de combustion secondaire* 20 A. la sortie de la chambre de combustion 3, les gaz de combus tion sont dirigés sur une chambre de post-combustion et éventuellement un filtre à gaz chauds avant d'être rejetés à l'atmosphère* Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre 25 d'exemple* En particulier cet incinérateur, qui est destiné à brûler des pneus entiers sans les fractionner, peut également servir à brûler tous déchets combustibles, en le complétant par un dispositif de chargement, de type connu en soi, adapté auxdits déchets combustibles* 71 17311 6 2137096 aEYBffDICAflOIS ' 1° - Incinérateur de pneumatiques caractérisé par le fait qu'il comporte d'une part un foyer dont la largeur est inférieure au diamètre des pneumatiques à brûler, ledit foyer comportant 5 des parois Tertieales longitudinales munies d'orifices laté raux d'introduction d'air de combustion, d'autre part un sas de chargement de dimensions intérieures légèrement supérieures à celles d'un pneu en position verticale et comportant un fond inférieur, ou sele, incliné en direction de la chambre de 10 combustion, et enfin une chambre de combustion munie de tuyères d'injection d'air de turbulence» 2° - Incinérateur de pneumatiques suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un sas de chargement séparé de la chambre de combustion par une perte étanche coulissant 15 verticalement, ladite porte étant solidaire d'un cadre rigide à fond incliné, constitué de telle sorte qu'il est aligné avec ledit sas de chargement et un orifice de ladite chambre de combustion, lorsque ladite porte est ouverte» 3° - Incinérateur de pneumatiques suivant les revendications 1 et 2 20 comportant un sas de chargement caractérisé par le fait que ledit sas de chargement est surmonté de velets pivotants suivant des axes horizontaux.