Brevet FR2168151A1 — publié le 19730831

La présente invention est relative à la déshydrochloration des fumées provenant de l'incinération des produits organiques chlorés, notamment des emballages et récipients en chlorure de polyvinyle. On sait que ces fumées contiennent de l'acide chlorhydrique qu'il faut éliminer afin d'éviter la pollution de l'atmosphère et la corrosion du matériel, A l'heure actuelle, les procédés courants d'épuration consistent soit à neutraliser l'acide chlorhydrique par une injection de chaux dans le foyer de l'incinérateur, soit à laver les fumées pour solubiliser l'acide. Dans la pratique, ces solutions connues ne donnent pas totale satisfaction : le rendement que permet d'atteindre la fixation du chlore par la chaux n'est pas bon, et la solubilisation de 11 acide, sur laquelle repose la seconde solution, ne fait que reporter le problème en un problème de pollution aqueuse. La présente invention se propose d'apporter un procédé nouveau, ne présentant pas les inconvénients des procédés actuellement connus. Ce procédé repose sur la réaction bien connue de l'acide chlorhydrique sur la chaux ou le carbonate de chaux et il est caractérisé en ce que la fixation de l'acide chlorhydrique s'effectue dans un lit fluidisé de particules de chaux ou de carbonate de chaux traversé par les fumées chlorhydriques. Le chlore contenu dans le gaz est fixé sous une forme solide, le chlorure de calcium, facile à éliminer avec un rendement de 95 à 100 % Suivant un premier exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, la température du lit fluidisé est maintenue inférieure à 7720C. Suivant un second mode de mise en oeuvre de ce procédé, la température du lit fluidisé est maintenue comprise entre 7720c et 880 C, et l'on effectue une désagrégation des agglomérats de particules qui se forment et qui descendent par gravité au fond du lit fluidisé, puis une séparation des partIes riches en chlorure de calcium et des particules friables, qui sont recyclées dans le lit fluidisé, Suivant un troisième exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on incinère directement les produits chlorés dans un lit fluidisé de particules de chaux maintenu à une température comprise entre 7720C et 880"C, la fixation de l'acide chlorhydrique par la chaux s'effectuant directement au moment de sa génération.L'on effectue une désagrégation des agglomérats de particules qui se forment et qui tombent au fond du lit fluidisé, puis une séparation des parties dures riches en chlorure de calcium et des particules friables, qui sont réintroduites dans le lit fluidisé. D'autres caractéristiques et avantages de ce procédé ressortiront de la description ci-après qui, en regard des dessins annexés, en illustre les divers modes de mise en oeuvre Sur les dessins la figure 1 représente schématiquement un réacteur pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention - la figure 2 est une représentation schématique d'un réacteur mettant en oeuvre un second exemple du procédé de l'invention - la figure 3 illustre une variante de ce second exemple de mise en oeuvre ; et - la figure 4 représente schématiquement un réacteur mettant en oeuvre un troisième exemple de l'invention. On se réfèrera en premier lieu à la figure 1. On y a représenté en 10 un incinérateur brûlant des produits organiques chlo rés. Les fumées provenant de cette combustion arrivent à la base d'un lit fluidisé Il de particules de chaux et/ou de carbonate de chaux, après avoir été éventuellement refroidies en 12 à une température inférieure à 772ex. Le lit fluidisé comporte un diffuseur 13 et une installation de régulation de température, comportant, dans cet exemple, une spirale refroidie 14. Pendant leur traversée du lit 11, les gaz de fluidisation abandonnent leur acide chlorhydrique en réagissant avec les particules de chaux et/ou de carbonate de chaux. Pour maintenir une activité constante dans le lit fluidisé 11, c'est-à-dire pour obtenir un bon rendement correspondant à une épuration de 95 à 100 % de l'acide chlorhydrique, on prévoit en 15 une alimentation continue en carbonate frais ainsi qu'un trop-plein 16 permettant de travailler à concentration constante en chlorure dans le lit 11. la sortie du lit 11, les gaz épurés qui contiennent peu ou pas d'acide chlorhydrique sont rejetés par la cheminée 18 d'un cyclone 17, tandis que les particules de chaux ou de carbonate entraînées avec les gaz sont redescendues dans le réacteur par une conduite 19. Pour obtenir une épuration totale des fumées, l'invention prévoit, dans une variante, d'utiliser un lit fluidisé à cascade: à chaque plateau du lit, les fumées traversent des particules de chaux et/ou de carbonate de chaux de moins en moins riches en chlorure de chaux, c'est-à-dire plus réactives. Selon cette variante, on obtient un rendement pratiquement égal à 100 %. On se réfère maintenant à la Figure 2. Ce second mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention diffère du premier, décrit ci-dessus, notamment par le fait que le lit fluidisé Il est maintenu à une température comprise entre 77200, température de fusion du chlorure de calcium, et 88000, température où la décomposition du chlorure de calcium devient prépondérante. Dans ce domaine de températures, les particules du lit fluidisé lîse collent, grossissent et descendent à la partie inférieure du réacteur. Il se produit une ségrégation naturelle des particules riches en chlorure de calcium. Les particules agglomérées doivent donc subir un traitement physique pour briser les agglomérats friables et séparer les parties dures riches en chlorure de calcium. Les fumées chlorhydriques provenant de l'incinérateur 10 sont refroidies en 12, et elles fluidisent le lit des particules de chaux et/ou de carbonate de chaux 11. La température dulit Il est maintenue à une valeur comprise entre 77200 et 88000 par un dispositif de régulation, réalisé ici sous la forme du serpentin refroidi à l'eau 14. Comme on l'a vu ci-dessus, à cette température, le chlorure de calcium qui se forme par réaction de l'acide chlorhydrique et de la chaux fond, provoquant l'agglomération et la ségrégation des particules. Les particules, alourdies, tombent sur le diffuseur 23 du lit fluidisé, se refroidissent, puis elles sont évacuées par un dispositif soit mécanique -râcleur ou grille mobile- soit pneumatique, vers un tamis vibrant 21. Les mouvements de ce tamis brisent les particules friables, qui tombent dans une goulotte 22, tandis que les particules plus grosses et dures descendent dans une goulotte 24. Une trompe 26, alimentée en d5 en air com primé, remonte les particules de la goulotte 22 vers le lit fluidisé Il afin d'augme; er leur teneur en chlorure de calcium. Les gaz chauds épurés sont dépoussiérés dans le cyclone 17 avant leur rejet par la cheminée 18, pendant que les particules séparées sont réintroduites dans le lit fluidisé il par la conduite 19. Suivant une variante de ce second mode de mise en oeuvre, représenté à la Figure 3, on place au-dessus du lit fluidisé 11, maintenu à une température comprise entre 772au et 88000, un second lit fluidisé 31 dont la température est réglée,par le dispositif 34, à une température inférieure à 77200., un trop-plein 32 assurant le retour au lit 11i des particules débordant du lit 31, lequel est continuellement alimenté en particules fraîches de chaux et/ou de carbonate de chaux par la goulotte 33. Cette variante permet de capter les dernières traces d'acide chlorhydriques présentes dans les fumées, tout en évitant l'agglomération au niveau du lit supérieur 31. Selon le troisième exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention (Figure 4), on incinère directement les produits chlorés dans un lit de chaux et/ou de carbonate de calcium, maintenu à une température supérieure à 77200 et inférieure à 88000. La fixation de l'acide chlorhydrique des fumées par la chaux et/ ou le carbonate s'effectue alors directement au moment de sa génération. La Figure 4 représente le réacteur utilisé. On y a représenté en 41 le lit fluidisé par de l'air introduit, comme indiqué au dessin, à sa partie inférieure. Ce lit fluidisé 41 est préalablement chauffé, à l'aide des brûleurs 42, 42', à une température de l'ordre de 860 C, puis on y introduit les produits chlorés par tous moyens appropriés, soit en 43, par une vis d'Archimède ou un piston, soit en 44 par un transport pneumatique. Après l'amorçage de la combustion, on coupe l'alimentation des brûleurs, l'incinération des produits chlorés se faisant ensuite sans apport de chaleur, cet apport calorifique ne provenant plus que de la combustion. Une installation de régulation, réa- lisée ici sous la forme d'un serpentin à circulation d'eau 45, assure alors le maintien de la température du lit fluidisé 41 à une valeur comprise entre 77200 et 86000. L'acide chlorhydrique provenant de la combustion des produits chlorés se combine, dès sa formation, avec la chaux du lit 41, et, comme dans le procédé décrit plus haut en regard des Figures 2 et 3, les particules de chaux et/ou de carbonate de chaux s'alourdissent en se collant les unes aux autres, puis tombent au fond du réacteur où elles se refroidissent sur le diffuseur 40.Un dispositif identique à celui décrit plus haut en regard des Figures 2 et 3 assure l'évacuation des particules vers un tamis vibrant 46. Les agrégats durs glissent sur le tamis et tombent dans la goulotte 47, cependant que les fines traversent le tamis et sont remontées par la trompe 49. A la sortie du lit fluidisé 41, les gaz qui ne contiennent plus que des traces d'acide chlorhydrique sont dépoussiérés dans un cyclone avant d'être rejetés dans l'atmosphère. Un trop-plein 50 sert à l'évacuation des cendres qui remontent à la surface du lit 41. Un perfectionnement de ce procédé consiste à placer un second lit fluidisé de particules de chaux et/ou de carbonate de calcium au-dessus du premier. Grâce à cet étage supplémentaire, qui est maintenu à une température inférieure à 772au, on obtient un rendement de la fixation du chlore sous forme de chlorure de calcium qui atteint 100 hv Il demeure bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux divers exemples de mise en oeuvre décrits et représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1) Procédé de déshydrochoration des fumées résultant de l'incinération de produits organiques chorés suivant lequel la fixation de l'acide chlorhydrique contenu dans les fumées s'effectue dans un lit fluidisé de particules de chaux ou de carbonate de chaux traversé par les fumées chlorhydriques, caractérisé en ce que l'on assure au lit fluidisé une alimentation continue en chaux ou carbonate de calcium frais et une évacuation du trop plein afin de travailler à concentration constante en chlorure dans le lit, 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le lit fluidisé est maintenu à une température inférieure à 772-C. 3) Procéd selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fixation de l'acide chlorhydrique contenu dans les fumées s'effectue dans un lit fluidisé à cascade, les fumées traversant, à chaque plateau du lit, des particules de chaux ou de carbonate de chaux de plus en plus réactives. 4) Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la température du lit fluidisé est maintenue à une valeur comprise entre 7720C et 880*cl domaine dans lequel les particules du lit fluidisé se collent, grossissent et descendent par gravité dans le fond du lit, et l'on effectue une désagrégation, puis une séparation des parties dures riches en chlorure de calcium et des particules friables, qui sont recyclées dans le lit fluidisé. |) Procédé selon la revendication 42 caractérisé en ce que l'on utilise un second lit fluidisé placé au-dessus du premier et maintenu à une température inférieure à 7720C, pour capter les dernières traces d'acide chlorhydrique des fumées. 6) Procédé selon ra revendication 5, caractérisé en ce que l'on assure au lit fluidisé supérieur une alimentation continue en chaux ou en carbonate de calcium frais, et une évacuation du trop-plein vers le lit inférieur, pour travailler à concentration constante en chlorure dans le lit supérieur. 7) Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'on incinère directement les produits chlorés dans un lit fluidisé de particules de chaux ou de carbonate de calcium, la fixation de l'acide chlorhydrique par la chaux s'effectuant directement au moment de sa génération, ce procédé étant caractérisé en outre en ce que le lit fluidisé est maintenu à une température comprise entre 772~C et 880-C domaine dans lequel les particules du lit se collent, grossissent et descendent par gravité au fond du lit, et l'on effectue une désagrégation des agglomérats, puis une séparation des parties dures riches en chlorure de calcium et des particules friables, qui sont réintroduites dans le lit fluidisé0 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fumées provenant de la combustion des produits chlorés ayant traversé le lit fluidisé maintenu à une température comprise entre 7720C et 880'C sont amenées au travers d'un second lit fluidisé de particules de chaux ou de carbonate de calcium, maintenu à une température inférieure à 7720 C, pour parfaire la fixation de l'acide chlorhydrique.