Brevet FR2174662A1 — publié le 19731019

La présente invention concerne un procédé et des appareils pour l'incinération continue d'ordures ou de déchets divers, par exemple d'ordures ménagères, de déchets industriels etc.. La plupart des incinérateurs connus actuellement dégagent dans l'atmosphère des fumées polluantes, et souvent très malodorantes, dont les nuisances ne peuvent être réduites que dans une proportion très insuffisante par les divers procédés et installations d'épuration actuellement connus. Au lieu de viser à perfectionner ltépuration des fumées des incinérateurs, la présente invention a pour objet de les supprimer totalement. Le procédé pour l'incinération continue d'ordures ou de déchets divers selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il consiste à produire la combustion des ordures ou des déchets par l'action combinée dfune ou plusieurs flammes et d'un courant d'air, qui circule en circuit fermé de manière à traverser, de préférence de bas en haut, la masse en combustion, et dans lequel sont injectés regulièrement de l'air frais et des substances liquides favorisant la combustion complète, telles que de l'eau, du chlore, des substances à fonction alcool, et des carbures d'hydrogène. La présente invention concerne également un incinérateur à fonctionnement continu, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte close, comprenant notamment, à sa partie supérieure, un conduit d'amenée des ordures ou déchets, et, à sa partie inférieure, un cendrier surmonté d'une grille, sur laquelle s'empilent lesdites ordures ou déchets, au moins un brleur ou un chalumeau, placé au-dessus de ladite grille, et alimenté par au moins un combustible liquide ou gazeux, au moins un conduit d'air, qui relie les parties supérieure et inférieure de ladite enceinte, et dans lequel sont insérés une soufflerie et une prise d'air frais, ainsi que des moyens pour injecter des substances liquides dans ladite enceinte, au moins à sa partie supérieure et à sa partie inférieure, au-dessus de la grille. Le courant d'air, chargé de substances liquides favorisant la combustion complète, qui est utilisé par le procédé et dans l'incinérateur selon la présente invention, circule en circuit fermé, en étant rechargé périodiquement avec de l'air frais, si bien qutaucune fumée ne échappe de ltencein- te close de l'incinérateur, qui peut comporter exclusivement une ou plusieurs prises d'air, à ltexclusion de toute cheminée ou conduit de fumés. A titre d'exemples, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement aux dessins annexés deux formes de réalisation d'un incinérateur selon la présente invention. La figure 1 représente schématiquement, en élévation et en perspective, un incinérateur de capacité moyenne, spécialement conçu pour titre adapté à un vide-ordures dtim- meuble. La figure 2 représente schématiquement, à échelle plus réduite, et en coupe partielle par un plan axial, vertical, un incinérateur qui peut être monté sur un camion pour ltenlèvement des ordures ménagères, L'incinérateur illustré sur la figure 1 est constitué essentiellement par une enceinte close, 1, de forme sensiblement sphérique, qui est montée sur un fourneau cylindrique 2, de plus petit diamètre, reposant sur le sol par des pieds 3. Les volumes interieurs respectifs de l'encein- te sphérique 1 et du réchaud 2 sont séparés seulement par une grille 4, en-dessous de laquelle le fourneau cylindrique 2 forme un cendrier, dont le déchargement peut être effectué par une porte 5.La face interne de la paroi, par exemple en acier, de enceinte sphérique 1, est pourvue, au moins dans sa moitié inférieure, d'un revêtement intérieur réfractaire 6; un hublot d'inspection 7 est prévu dans la moitié supérieure de l'enceinte sphérique 1.Dans la partie supérieure de ladite enceinte sphérique 1 débouche ltextremité inférieure, ouverte, d'une virole cylindrique 8, à axe vertical, qui est elle-mme surmontée par une trémie 9, et dont la partie moyenne est normalement obstruée par un volet-obturateur, pivotants 10; l'ensemble 8 - 9 10 constitue le conduit d'amenée des ordures dans l'inc:Lnê- rateur, 1a trémie 9 étant placée par exemple en-dessous de la descente du vide-ordure d'un immeuble, généralement dans la cave de cet immeuble. Un bradeur 11, alimenté avec un combustible liquide ou solide, par des moyens dfalimen- tation non représentés, est monté dans la paroi latérale de l'enceinte 1, à une distance appropriée au-dessus de la grille 4.L'incinérateur comporte enfin deux conduits d'airs 12a et 12b, dont les extrémités supérieures sont raccordées latéralement à l'intérieur de la virole cylindrique 8, en-dessous du volet obturateur 10 tandis que leurs extrémités inférieures sont raccordées aux aspirations respectives de deux souffleries 13a, 13b, en amont desquelles lesdites extrémités inférieures des conduits d'air 12a et 12b sont munies de prises d'air 14a, 14b. Des clapets réglables 15a, 15b et 16a, 16b, sont insérés respectivement dans les conduits d'air 12a, 12b et dans les prises d'air 14a, 14b.Aux refoulements des souffleries 13 et 13b sont raccordées des tuyères, 17a, 17b, qui pénètrent radialement à! l'intérieur de l'enceinte sphérique 1, dans sa zone de raccordement avec le fourneau cylindrique 2, au-dessus de la grille 4, c'est-à-dire notablement en-dessous du brRleur 11. A l'intérieur de chacune des tuyères 17a, 17b débouchent, un peu en amont de sa propre bouche, deux conduites, 18a ou 18b, et 19a ou 19b, dans chacune desquelles est insérée une valve de réglage du débit, 20a, 20b ou 21a, 21b. Des moyens, non représentés, sont prévus pour envoyer, sous une faible pression, dans les conduites 18a et 18b, de l'eau chlorée, additionnée éventuellement d'une substance liquide à fonction alcool telle que du propanediol, et, dans les conduites l9a, 12E, au moins une substance liquide à fonction alcool, par exemple, un mélange d'alcool éthylique et de propanediol. A la partie supérieure de 1'enceinte sphérique 1 sont montés, d'une part, des injecteurs, 22a, de crésyl, et, d'autre part, des injecteurs, 22b, d'au moins un carbure d'hydrogène liquide, par exemple sous la forme de térébenthine; des valves 23a, 23b, permettent de régler les débits des injecteurs 22a, 22b. L'incinérateur illustré sur la figure 1 fonctionne de la façon suivante Le conduit d'amenée des ordures dans l'incinérateur est normalement obstrué, au niveau de la virole 8, par le volet-obturateur 10, maintenu dans sa position horizontale, illustrée, par un ressort 24. Lorsqu'il est tombé sur la face supérieure du volet 10 un poids d'ordures suffisant pour vaincre la résistance du ressort 24, le pivotement dudit volet 10 dans le sens de la flèche f autorise la chute de ces ordures sur la grille 4, où elles s'empilent progres- sivement.Des moyens sensibles au pivotement du voletobturateur 10, commandent alors la mise en marche automatique du brûleur 11, ctest-à-dire son alimentation et son allumage, puis la mise en marche automatique des souffleries 13a et 1 > , ainsi que l'ouverture des salves 20a > 20b, 21a, 21b, 23a, 23b; de tels moyens sont bien connus de l'homme de l'art, si bien qu'il n'est pas nécessaire de les illustrer ni de les décrire.La masse d'ordures qui s'empli le sur la grille 4 est enflammée par le brûleur 11; les fumées qui s'échappent de la partie supérieure de la masse d'ordures en combustion s'élèvent, comme indiqué par les ,flèches Fî , jusque dans l'extrémité inférieure de la virole 8, où elles sont aspirées dans les extrémités supérieures des conduits d'air 12a, 12b, qu'elles traversent dans le sens des flèches F2; de l'air frais y est mélangé au niveau des prises 14a, 14b, et le mélange, refoulé par les souf fleries 13a, 1 > , est réinjecté par les tuyères 17a, 17b dans la partie inférieure de la masse d'ordures, suivant les flèches F3, Dès leur pénétration dans l'enceinte 1, les ordures sont aspergées de crésyl par les injecteurs 22a, puis de térébenthine, par les injecteurs 22b; d'autre part, les mélanges de fumés et d'air frais, réinjectés par les tuyères 17a et 17b, entrassent les substances liquides qui parviennent dans lesdites tuyères par les conduites 18a, 18b, 19a, lad, ces substances liquides étant aussitat vaporisées au contact des fumées chaudes qui les entratnent. Les substances ainsi vaporisées favorisent la combustion complète des ordures. Les fumées produites circulent dansl'incinérateur en circuit fermé, de la façon précédernment décrite, en étant rechargées en air frais, par les prises 14a et 14b, et en substances favorisant la combustion complète, par lflC conduite correspondantes, cela sans rejet de fumées polluantes et malodorantes.Les instants d'entrée en fonctionnement du brûleur 11, des souffleries 13a, 13b, et des différents inJecteurs, ainsi que les instants de leurs arrêts, et donc par suite leurs durées de fonctionnement, peuvent autre aisément programmés, par des moyens connus pour obtenir une combustion la plus complète et la plus régulière possible des ordures, en tenant compte notamment de leur composition moyenne, ainsi que de leur débit moyen de déchargement dans la trémie 9. Les différentes valves et clapets représentés sur la figure 1 doivent entre également réglés en fonction des critères qui viennent autre indiqués. t'incinérateur qui vient d'strie décrit permet de réduire n importe quelles ordures ou déchets, en environ 20 minutes, en cendres et résidus métalliques, qui sont ensuite récupérés par la porte 5 du cendrier. Le débit de cet inci nérateur peut atteindre 60 mètres cubes d'ordures à ltheure. I1 permet non seulement l'incinération d'ordures ménagères, mais aussi de tous les déchets de matières synthétiques, vieux pneus etc.. Le brûleur ll peut être replacé éventuellement par un chalumeau alimenté par un ou plusieurs combustibles gazeux, par exemple un chalumeau oxhydrique. L'incinérateur illustré sur la figure 2 peut titre monté sur la plate-forme 24 d'un camion pour ltenlèvement des ordures ménagères, dont la t81e 24a représente la carrosserie, supposée ouverte vers la droite de la figure 2. Sur cette figure 2, on a utilisé les mimes références que sur la figure 1 pour désigner des organes homologues.L'incinérateur de la figure 2 diffère de -celui de la figure 1, es sentiellement par les points suivants : la face intérieure complète de la paroi de enceinte sphérique 1 est recouverte par le revêtement réfractaire 6; ladite enceinte sphérique 1 est elle-mEme surmontée par une chambre de préchauffage 25, également sphérique, dans laquelle débouche latéralement l'extrémité supérieure drun conduit d'amenée des ordures, 26, qui va en montant depuis une entrée inférieure de chargement, 27 en forme de trémie, dans laquelle les poubelles sont déversées à travers l'ouverture droite de la carrosserie 24a du camion; la paroi inférieure du conduit d'amenée des ordures 26 est d'autre part munie d'un élévateur d'ordures, qui peut titre d'un type quelconque, et qui, dans exemple illustré, est formé par un disque 28, légèrement conique, et solidaire, en son centre, d'une extrémité d'un bout d'arbre 29, touriLLonné dans un palier à hilles fixe, 30, et portant, à son autre extrémité, un pignon conique 31, gracie auquel on peut communiquer à ce disque 28 une rotation régulière, à vitesse lente, à l'aide de moyens moteurs et de transmission connus, qu'il ntest pas nécessaire d'illustrer ni de décrire.Le brûleur ou le chalumeau 11 est disposé de manière à déboucher verticalement au milieu de la grille 4; 32 désigne une valve de réglage du débit du combustible, liquide ou gazeux, servant à alimenter le brûleur ou ie chalumeau 11. La chambre de préchauffage 25 est ellemeAme surmontée par une chambre de mélange, qui est formée essentiellement par une virole métallique à axe vertical, 33; ltextrémité inférieure de la virole 33 s'ouvre à l'intérieur de la chambre de préchauffage 25; son extrémité supérieure su ouvre à l'extérieur de la carrosserie 24a du camion, et elle est recouverte par un chapeau 34, délimitant avec le bord supérieur de ladite virole 33 une prise d'air annulaire 14; la virole 33 est entourée extérieure- ment par une gaine annulaire 35, qui forme un canal distributeur 36 lequel communique, d'une part, avec l'intérieur de la virole 33, par des orifices 37 de sa paroi latérale, et, d'autre part, avec les extrémités supérieures des conduits d'air 12a, 12b, qui sont raccordés à ladite gaine annulaire 35. Les tuyères 17a, 17b débouchent radialement, à l'intérieur de l'enceinte 1, un peu au-dessus de la grille 4, de manière que leurs jets convergent un peu au-dessus de la bouche du brûleur ou du chalumeau 11, comme visible sur la figure 2. A l'intérieur desdites tuyères 17a, 17b débouchent les conduites 19a > l9b, amenant chacune au moins une substance liquide à fonction alcool, par exemple un mélange d'alcool éthylique et de glycol ou de térébenthine; un injecteur 18 d'eau chlorée débouche dans la partie supérieure de l'enceinte sphérique 1, dans sa zone de raccordement avec la chambre de préchauf- fage 25. Un injecteur de crésyl, et éventuellement d'une substance liquide à fonction alcool, 22, ~ est disposé de manière à asperger les ordures, peu avant leur passage de l'extrémité supérieure du conduit dtamer,ée 26 dans la chambre de préchauffage 25. L'incinérateur de la figure 2 fonctionne sensiblement de la meme façon que celui de la figure 1; les fumées qui s'échappent de la partie supérieure de la masse d'ordures en combustion, dans le sens indiqué par la flèche F1 > se mélangent avec l'air frais arrivant dans le sens indiqué par la flèche F4, à l'intérieur de la virole 33, et le mélange est aspiré, à travers les trous 37 de sa paroi latérale, dans le canal distributeur 36, d'où il passe dans les ex trémités supérieures des conduits d'air 12a, 12b. La présente invention est susceptible de nombreuses formes de réalisation, différentes de celles précédemment décrites, et qui rentrent toutes dans le cadre de ladite invention. REVENDICATIOI4$ 10 Procédé pour l'incinération continue d'ordures ou de déchets divers, caractérisé en ce qu'il consiste à produire la combustion des ordures ou des déchets par l'action combinée d'une ou plusieurs flammes et d'un courant d'air, qui circule en circuit fermé de marnière à traverser, de préférez ce de bas en haut,la la masse en combustion, et dans lequel sont injectés régulièrement de l'air frais et des substances liquides favorisant la combustion complète, tenlles que de l'eau, du chlore, des substances à fonction alcool, et des carbures d'hydrogène. 20 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les flammes agissent sur la partie inférieure de la masse à brûler, et que sa partie supérieure est arrosée régulièrernent avec une substance liquide teLle que du crésyl. 3. Incinérateur à fonctionnement continu pour des ordures ou des déchets divers, caractérisé en ce qu t il comporte une enceinte close comprenant notamment, à sa partie supérieure, un conduit d'menée des ordures ou déchets, et, à sa partie inférieure, un cendrier surmonté d'une grille, sur laquelle s'empilent lesdites ordures ou déchets, au moins un brûleur ou un chalumeau, placé au-dessus de ladite grille, et alimenté par au moins un combustible liquide ou gazeux, au moins un conduit d'air, qui relie les parties supérieure et inférieure de ladite enceinte, et dans lequel sont insérés une soufflerie et une prise d'air frais, ainsi que des moyens pour injecter des substances liquides dans ladite enceinte, au moins à sa partie supérieure et -à sa partie inférieure, au-dessus de la grille. 4 Incinérateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que des moyens de réglage du débit sont insérés dans chaque conduit dfair, dans chaque prise d'air frais, dans les moyens d'alimentation de chaque brûleur ou chalumeau, et dans les moycns injecteurs. 50 Incinérateur suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, adaptable notamment aux vide.-ordures des immeubles caractérisé en ce que son conduit d'amenée des ordures est une virole, à axe vertical, qui qui peutQtre raccordée directement à, ou placée en-dessous de la descente du videordures et dans laquelle est monté un volet-obturateur pivotant, et que chaque conduit d'air a son extrémité supérieure raccordée'à l'intérieur de ladite virole d'amenée, en-dessous du volet-obturateur, sa partie moyenne comportant, en amont de la soufflerie correspondante, une prise latérale d'air atmossphérique, et son extrémité inférieure pénètrant radialement à l'intérieur de l'enceinte close de manière à déboucher entre la grille et le brûleur ou le chalumeau, fixé à la paroi latérale de ladite enceinte. 60 Incinérateur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que des injecteurs d'eau chlorée et de substances liquides à fonction alcool sont disposés de manière à déboucher dans l'extrémité inférieure de l'un au moins des conduits d'air. 70 Incinérateur suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que des injecteurs de crésyl et de carbure d'hydrogène liquide, par exemple sous la forme de térébenthine, sont disposés à la partie supérieure de ltenceinte. 80 Incinérateur suivant ltune quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qutil comporte en outre des moyens sensibles au pivotement du volet obturateur sous le poids des ordures, pour commander la mise en marche automatique, puis l'arrêt temporisé, de chaque brûleur ou chalumieau, de chaque soufflerie, et de chaque injecteur, suivant un programme approprié. 90 Incinérateur suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, adaptable notamment sur un camion pour l'enlèvement des ordures ménagères, caractérisé en ce que son conduit d'amenée des ordures va en montant depuis une entrée inférieure de chargement jusqu'à une ouverture latérale, supérieur, de l'enceinte close, et comporte un élévateur d'ordures, formé par exemple par un disque incliné, tournant à vitesse lente, et que chaque conduit d'air a son extrémité supérieure raccordée à l'intérieur d'une chambre de mélange des fumées et d'air frais, aménagée à l'extrémité supérieure de ladite enceinte, l'extrémité inférieure dudit conduit d'air pénétrant radialement à l'intérieur de ltenceinte, juste au-dessus de la grille, vers le milieu de laquelle est disposé un brûleur ou un chalumeau. 100 Incinérateur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la chambre de mélange est formée essentiellement par une virole à axe vertical, communiquant, par des ouvertures de sa face supérieure, avec l'atmosphère, par sa face inférieure, ouverte, avec la partie supérieure de l'enceinte close, et par des orifices de sa paroi latérale, avec un canal distributeur, alimentant l'extrémité supérieure de chacun des conduits d'air. 110 Incinérateur suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un injecteur de crésyl, et éventuellement d'une substanceliqhdeà fonction alcool, disposé près de l'extrémité supérieure du conduit ramenée des ordures, au moins un injecteur d'eau chlorée, disposé un peu en dessous de ladite extrémité supérieure du conduit d'amenée des ordures, et au moins un injécteur de substance liquide à fonction alcool et de carbure d'hydrogène liquide, par exemple sous la forme de térébenthine, ce dernier injecteur étant disposé un peu au-dessus de la grille, de manière à déboucher de préférence dans l'extrémité inférieure de l'un des conduits d'air. 12" Incinérateur suivant l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que ltenceinte, pourvue éventuellement d'un revAtement intérieur réfractaire, et de forme sensiblement sphérique, est montée sur un fourneau cylindrique de plus petit diamètre, comportant la grille et le cendrier. 130 Incinérateur suivant les revendications 9 et 12, caractérisé en ce que l'enceinte sensiblement sphérique est surmontée par une chambre de-préchauffage, de préférence de même forme, dans laquelle débouche le conduit d'amenée des ordures, et qui est coiffée par la chambre de mélange des fumées et d'air frais.