Brevet FR2290635A1 — publié le 19760604

La présente invention concerne un appareil ou équipement destiné à compléter et parachever la combustion des gaz et des peussières y contenues, issus d'un four incinérateur, chaudière, ou tout autre équipement de brûlage, tout en permettant simultanément une neutralisation des élénents toxiques ou agressifs contenus dans ces gaz. Ltéquiperent, objet de l'invention, trouvera tout particulièrement son champ d'application, en tant que Doyen de traitement des gaz de combustion provenant de la destruction de déchets solides, et/ou liquides, et/ou pâteux. Par@i les procédés actuels commus ou utili sués, il existe de nombreuses solutions destinés à effectuer ce que l'on appelle coiiunéient la post-coabustion. L'objectif atteint dans ce cas est de diminuer la teneur en CO des gaz, et peur ce faire, la solution consiste souvent à faire suivre l'enceinte de com- bustion proprement dite, d'une enceinte, le plus souvent juxtaposée à la précé dente, et dit. d. post-combustion. Etant donné que les gaz sont très appauvris en pouvoir calorifique et souvent en large excès d'air, un brûleur d'appoint, dit de post-combustion ou secondaire, est souvent nécessaire pour maintenir cette deuxième cellule à une température suffisante. Par ailleurs, lorsque les produits incinérés contiennent des gaz agressifs ou toxiques, tels que chlore, fluor, etc... les gaz, chargés de ces produits doivent être neutralisés et épurés. Ils le sont parfois dans un troisième équipement, qui le plus souvent est une tour de lavage L'équipement, objet de l'invention, proche essentiellelent des principes et observations suivants - les gas issus de la cellule de combustion primaire sont volontaireaent maintenus en faible excès d'air pour accroitre leur teneur en ixbrtlés, donc leur pouvoir calorifique, - les gaz sont maintenus à une température laxinle, pour avoir les vitesses réactionnelles les plus grandes possibles, - les gaz sont portés à une vitesse maximale (supérieure k 50 mètres/seconde) pour avoir une turbulence iaxiiale qui augmente la probalité de rencontre des particules1 - les gaz sont enrichis en air secondaire, selon leur besoin, - les gaz sont au besoin enrichis en coabustible d'appoint s'ils sont issus de produits calorifiquement pauvres, - les gaz sont enrichis en produits neutralisants, - lJensesble de ces conditionnements est réalisé simultanément. Afin de lettre simultanément tous ces Xara- mètres en application, l'équipement, objet de l'invention est réalisé selon les dispositions suivantes - les gaz sont d'abord soumis à toutes les conditions énumérées ci-dessus, dans une chambre de conditionnement, un canal, ou mieux une tuyère, de section calculée pour atteindre, à la température donnée, une vitesse supérieure à 50 mètres/seconde, - cette chambre de conditionnement est alimentée A son entrée, côté arrivée des gaz, par de l'air à très haute vitesse, en provenance d'un ventilateur haute pression ou d'un compresseur, ou par tout autre fluide secteur, avantageusement de la vapeur.L'air sert également de comburant secondaire d'appoint, - cette chambre de conditionnement est entièrement placée à l'intérieur de la cellule de combustion secondaire, de nanière à ce que la température 4. conditionnement soit maximale, pour que les réactions d'oxydation et de neutra- lisation atteignent les vitesses les plus élevées, - selon la qualité calorifique des gaz, ceux-ci sont ou non enrichis U CCE- bustible secondaire d'appoint, en tdte de cette chambre de conditionnement, - selon le besoin, les gaz sont ou non additionnés des produits neutrali- sants nécessaires, à l'aide d'injecteurs placés en tette de la cellule deconli- tionnement, - les gaz, en sortie de cette chambre de conditionnement, se détendent dans une enceinte - également réalisée en matériau réfractaire - dite cellule de combustion secondaire où s'effectue la combustion en phase gazeuse, ainsi que le dépôt primaire des poussières issues de la combustion primaire et des neutralisations, - la partie aval de la cellule de combustion secondaire est aménagée pour évacuer les cendres, - la partie aval de la cellule secondaire est avantageusement équipée d'u système de refroidissement des gaz, par injection d'eau par exemple, afin de protéger les gaines et conduits d'évacuation des gaz traités. - au regard de la sortie de la chambre de conditionnement, la cellule de combustion secondaire peut être équipée soit d'un bouclier thermique, soit d'un système d'injection de liquides, avantageusement des boues, ou autres produits b déshydrater, ce qui dans ce dernier cu constitue une triple fonction de bou- clier, de refroidisseur et de moyen de concentration. Le fonctionnement d'un tel équipement cor respond à la description ci-dessous, qu'il convient de suivre sur la figure 1 de la planche PL.I-2. Les gaz à traiter 1 arrivent par la gaine ou conduite 2 vers 1' équipement de traitement. Ils pénètrent dans la première chambre, dite de conditionnement 3. ils subissent alors les différents conditionnements nécessaires - montée en température grâce å l'apport thermique 24, - injection (éventuelle) de neutralisant 22, - injection (éventuelle) de combustible 23, - apport d'air comburant et d'accélération, sous la forme d'un flux 5 à haute vitesse, produit par un ventilateur 4. En sortie de la première chambre, dite de conditionnenent, les gaz conditionnés pénètrent dans la deuxième chambre - qui enveloppe la première - dans la zone 6 de réaction sous compression. Leur mouvement tourbillonnaire se prolonge dans la zone 7 ou zone de détente. Les gaz se dirigent ensuite en 8 vers la partie d'extraction 10 où, après un éventuel refroidissement 25 par l'eau ou l'air, ils sont évacués par la gaine ou conduite 12, sous la for- d'un flux de gaz traités 13. Les cendres produites ou existentes sont partiellement décantées en 9 vers la zone de repos 11. Elles sont évacuées par un équipement mécanisé ou manuel par le système ou la porte 14. Les cendres déposées dans la partie d'extraction 10 sont évacuées par la trappe ou système 20. Les cendres déposées dans la première chambre 3 sont évacuées par la trappe ou système 21. Les boues, ou tous autres produits à sécher, sont éventuellement admis par la conduite ou système d'introduction 15. Ils sont recueillis en 16 pour descendre en séchant sur la partie inclinée 17 avant de descendre sous forme humide ou pulvérulente en 18. Un racleur 19 permet par son mouvement de rotation d'aider la progression des produits sur la partie inclinée 17. La réalisation d'un tel équipement peut correspondre au schéma de la figure 2 (planche PL.II-2) sur laquelle le positionnement est vertical. Sur la figure 3 de la mSme planche, on note un autre mode de réalisation, qui par sa forme refermée en partie haute, constitue un plus fort concentrateur calorifique, pour dee gaz plus pauvres. On y constate égaleun iode plus simplifié pour les entrées et sorties gaz. En figure 4 de la mdme planche, on trouve un exemple de réalisation en position verticale. Le risque de colmatage de la chambre de conditionnement ne permet d'utiliser cette position que sur des gaz très peu chargés de poussières. REVENDICATIONS 1. Equipement destiné à parachever la combustion des gaz issus d'un four d'incinération ou de tout autre équipement de brûlage, en même temps que la neutralisation des éléseats agressifs ou toxiques contens dans ces gaz, caractérisé en ce que les gaz à traiter sont conditionnés et traités en deux temps dans deux enceintes distinctes, 2. Equipement s selon revendication 1, caractérisé en ce que les gaz à traiter sont volontairement riches on inbrftlés lors de leur extraction de l'incinérateur ou équipement initial de brûlage, 3.Equipement selon revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de conditionnement est entièrement placée à l'intérieur de la cellule de combustion secondaire, en vue d'atteindre une température maximale pour effectuer l'ensemble des autres conditionnements, 4. Equipement selon revendication 1, caractérisé en ce que dans la chambre de conditionnement, les gaz atteignent une vitesse supérieure à 50 mètres/seconde, favorisant ainsi les vitesses de réaction, 5. Equipement selon revenlication 1, caractérisé en ce que les gaz sont enrichis en air secondaire, cet air servant également d'accélérateur, 6. Equipement selon revendication 1, caractérisé en ce que les gaz sont additionnés de produits neutralisants sous haute vitesse et haute température, 7. Equipement selon revendication 1, caractérisé en ce que les gaz subissent 11 ensemble de ces conditionnenents en même tempe, 8. Equipement selon revendication 1, caractérisé en ce que les gaz subissent une compression suivie d'une détente au passage en cellule de combustion secondaire, ces phénomènes accroissant encore les rendements réactionnels.