Brevet FR2574902A1 — publié le 19860620

Perfectionnements apportés aux installations d'incinération de produits combustibles ou non L'invention est relative aux installations d'incinération de produits combustibles ou non, cette expression de "produits combustibles ou non" étant à prendre dans son sens le plus large, c'est-à-dire comme englobant des déchets et/ou.des produits de pouvoir calorifique très varié, tels que des hydrocarbures liquides ou gazeux, du charbon, du bois, de la tourbe, des ordures ménagères, des déchets végétaux, des boues d'égouts, des déchets industriels solides, liquides, organiques plus ou moins combustibles ou non et ayant été, de préférence, préalablement conditionnés ; par "produits conditionnés",on entend des produits préparés en vue de faciliter l'incinération, par exemple : dilacération, criblage, tri, etc... Dans les installations d'incinération connues pour ce genre de produits combustibles ou non, on relève un certain nombre de problèmes non résolus, parmi lesquels on peut citer ceux résumés par les points suivants - impossibilité d'incinérer certains produits combustibles ou non, - incinération incomplète de certains produits combustibles ou non, - incinération engendrant une pollution importante, par exemple pollution acide (HC1, H2S04, HF ou sel de valadium). L'invention a précisément pour but de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'installation d'incinération de produits combustibles ou non selon l'invention comprend en combinaison, - une enceinte d'incinération d'axe vertical ou incliné, - un dispositif générateur d'un jet de gaz à température supérieure à 12000C disposé vers le haut de cette enceinte d'incinération et orienté de sorte que ledit jet soit dirigé vers le bas, ce jet de gaz à haute température permettant d'entretenir une température elevée, au moins égale à 1200qu, dans l'enceinte d'incinération pour engendrer la combustion des produits et obtenir une incinération quasi totale de ces produits au cours de leur chute verticale dans 1 'enceinte d'incinération, - des moyens d'introduction des produits débouchant dans l'enceinte d'incinération à proximité et en dessous du dis-positif générateur d'un jet de gaz à haute température, - et des moyens d'injection d'un gaz comburant débouchant tangentiellement dans l'enceinte d'incinération juste en dessous du débouché des moyens d'introduction des produits et créant un mouvement tourbillonnaire. Selon une disposition avantageuse de l'invention, l'installation comporte, en outre, des moyens d'échanges thermiques par liquide de refroidissement pour refroidir les parois de l'enceinte d'incinération et les gaz issus de ladite enceinte d'incinération. Constructivement, des moyens de récupération des produits incinérés sont disposés à la partie inférieure de l'enceinte d'incinération. Selon une disposition avantageuse de l'invention, le générateur d'un jet de gaz à haute température est constitué par au moins un générateur de plasma. De préférence, les moyens d'échanges thermiques comprennent une enceinte extérieure entourant l'enceinte d'incinération et alimentée en liquide de refroidissement, et un réseau de tubes disposés dans cette enceinte extérieure et parcourus par les- gaz issus de l'enceinte d'in cinération. Avantageusement, le gaz comburant est constitué par de l'air. Egalement, selon une réalisation avantageuse,le liquide de refroidissement est constitué par de l'eau, de l'air, ou un fluide caloporteur ou par un gaz admis ensuite dans l'enceinte d'incinération. Constructivement, les moyens de récupération des produits incinérés peuvent être constitués par au moins un convoyeur sans fin. Mises à part les dispositions dont il vient d'être question, l'invention consiste en certaines autres dispositions, dont il sera plus explicitement question ciaprès, et qui s'utilisent de préférence en meme temps. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à un mode de réalisation avantageux de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif. La fig. 1, de ces dessins, est une coupe schématique d'une installation d'incinération de produits combustibles établie conformément à l'invention. La fig. 2 est une coupe selon Il-Il fig. 1. La fig. 3 est une coupe selon III-III fig 1. Comme montré sur la fig. 1, l'installationd 'inciné- ration de produits combustibles ou non comprend en com binaison, - une enceinte d'incinération 1 d'axe vertical ou incliné, - un dispositif générateur 2 d'un jet de gaz 3 à température supérieure à 12009C, ce dispositif générateur 2 étant disposé vers le haut de cette enceinte d'incinération 1 et orienté de sorte que ledit jet 3 soit dirigé vers le bas, - des- moyens d'introduction 4 des produits débouchant dans l'enceinte d'incinération 1 à proximité et en dessous du dispositif' générateur 2, - et des moyens d'injection 5 d'air comburant débouchant tangentiellement dans l'enceinte d'incinération 1 juste en dessous du débouché 4 des moyens dtintroduction 4 des -a produits et créant un mouvement tourbillonnaire. Le jet de gaz 3 à température supérieure à 12000C permet d'entretenir une température élevée, au moins égale à 12000C, dans l'enceinte d'incinération 1 pour engendrer la combustion des produits et obtenir une incinération quasi totale de ces- produits au cours de leur chute verticale dans l'enceinte d'incinération 1. Les produits polluants résultant de la combustion des produits sont alors transformés et il est possible de les traiter, par voie sèche avec des réactifs (par exemple sels de calcium) pour obtenir des composés non dangereux, si possible sous forme solide, qui sont ainsi faciles à éliminer. Les gaz issus de l'enceinte d'incinération peuvent être envoyés directement dans une chaudière (non repré- sentée) par l'intermédiaire d'un conduit 20 représenté en trait mixte sur la fig. 1. Avantageusement, l'installation comporte en outre des moyens d'échanges thermiques 6 par eau de refroidissement pour refroidir les parois de l'enceinte d'incinération 1 et les gaz issus de ladite enceinte d'incinération 1. Des moyens de récupération 7 des produits ainsi incinérés sont disposés à la partie inférieure de l'en- ceinte d'incinération 1. Le générateur 2 d'un jet de gaz à haute température 3 est avantageusement constitué par un générateur de plasma alimenté et contrôlé par un dispositif générateur de-courant 8. Les moyens d'échanges thermiques 6 comprennent une enceinte extérieure 9entourant l'enceinte d'incinération 1 et alimentée en eau de refroidissement par llinterme- diaire de conduits 10 et d'au moins une pompe 11, et un réseau de tubes 12- disposés dans cette enceinte extérieure 9 et parcourus par les gaz issus de l'enceinte d'incinération 1. Cons truc tivement, les moyens de récupération 7 des produits incinérés sont constitués par un convoyeur sans. fin 13. L'eau issue des moyens d'échanges thermiques 6 peut être dirigée vers des moyens utilisateurs 14 tels, par exemple, qu'un réseau de chauffage. Les gaz issus de l'enceinte d'incinération 1 et qui ont traversé des moyens d'échanges thermiques 6 peuvent être dirigés, par l'intermédiaire d'au moins un ventilateur 15, vers une installation de filtration 16, pour être ensuite rejetés à l'atmosphère, éventuellement après avoir traversés des moyens de récupération de calories 18 destinés à les refroidir et améliorer le rendement de l'installation. Comme montré sur la fig. 2, les moyens d'introduction 4 des produits peuvent comprendre une pluralité de conduits orientés tangentiellement de manière que les produits quittant le débouché 4a de ces moyens d'introduction 4 soient distribués dans l'enceinte d'incinération 1 avec une vitesse périphérique. La fig. 3 montre la constitution des moyens d'injection 5 d'air comburant par plusieurs tuyères tangentielles dont l'angle d'injection est au moins égal, et de préférence supérieur, à l'angle formé par les conduits des moyens d'introduction 4 des produits. La partie inférieure 9a de l'enceinte extérieure 9 peut se prolonger jusqu'aux moyens de récupération 7, auquel cas cette partie inférieure est refroidie par de l'eau de refroidissement. I1 est avantageux d'introduire dans l'enceinte d'in cinération 1, au niveau le plus approprié, des substances réactives destinées à neutraliser chimiquement les composés polluants dégagés éventuellement par les produits soumis à la haute température du générateur de plasma 2. Cette introduction peut être faite, par des moyens d'introduction auxiliaires 17, ou par le générateur de gaz à haute température 2, ou par les moyens d'introduction des produits 4, ou encore par les moyens d'injection d'air 5. Finalement, l'installation d'incinération selon l'invention présente un certain nombre d'avantages, par rapport aux installations d'incinération classiques, parmi lesquels on peut citer ceux résumés par les points suivants - possibilité d'incinérer de nombreux types de produits combustibles ou non, et éventuellement conditionnés, soit au cours d'une même opération, soit au cours d'opérations successives, - possibilité d'obtenir une incinération complète grâce au temps de séjour des- produits combustibles ou non dans l'enceinte d'incinération, temps qui se trouve augmenté par la dispersion des produits due à leur introduction tangentielle et à 1'injection tangentielle d'air comburant, - possibilité de créer de très hautes températures dans le jet de gaz issu du générateur de plasma, et de hautes températures dans l'enceinte d'incinération, - possibilité d'avoir une séparation, par centrifugation, selon lepoids des produits, - possibilité d'introduire, dans l'enceinte d'incinération, des substances réactives destinées à neutraliser chimiquement les composés polluants dégagés éventuellement par les- produits combustibles ou non au moment de leur incinération. REVENDICATIONS 1.- Installation d'incinération de produits combustibles ou non, caractérisée par le fait qu'elle comprend en combinaison, - une enceinte d'incinération (1) d'axe vertical ou incliné, - un dispositif générateur (2) d'un jet de gaz (3) à très haute température disposé vers le haut de cette enceinte d'incinération (1) et orienté de sorte que ledit jet (3) soit dirigé vers le bas, ce jet de gaz (3) à très haute température permettant d'entretenir une température élevée dans l'enceinte d'incinération (l) pour engendrer la combustion des produits et obtenir une incinération quasi totale de ces produits au cours de leur chute verticale dans l'enceinte d'incinération (1) - des moyens d'introduction (4) des produits débouchant dans l'enceinte d'incinération (1) a proximité et en dessous dudit dispositif générateur (2), - et des moyens d'injection (5) d'un gaz comburant débouchant tangentiellement dans l'enceinte d'incinération (1) juste en dessous du débouché (4a)des moyens d'in- troduction des produits et créant un mouvement tourbillonnaire. 2.- Installation d'incinération selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens d'échanges thermiques (6) par liquide de refroidissement pour refroidir les parois de l'enceinte d'incinération (1) et les gaz issus de ladite enceinte d'incinération (1). 3.- Installation d'incinération selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le dispositif générateur de gaz à très haute température (2) est agencé pour délivrer un jet de gaz (3) à température supérieure à 12000C pour entretenir, dans l'enceinte d'in cinération (1) une température au moins égale à 12000C. 4.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens de récupération (7) des produits incinérés disposés àla partie inférieure de l'enceinte d'incinération (I) 5.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le générateur (2) d'un jet de gaz à haute température (3) est constitué par un générateur de plasma. 6.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée par le fait que les moyens d'échanges thermiques (6) comprennent une enceinte extérieure (9) entourant l'enceinte d'incinération (1) et alimentee en liquide de refroidissement, et un réseau de tubes (12) disposés dans cette enceinte extérieure (9) et parcourus de bas en haut par les gazissus de l'enceinte d'incinération (1). 7.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le gaz comburant est constitué par de l'air ou autre. 8.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le liquide de refroidissement est constitué par de l'eau, de l'air ou un fluide caloporteur ou par un gaz admis ensuite dans la chambre d'incinération. 9.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens de récupération de calories (18) pour refroidir les gaz issus de l'enceinte d'incinération (1) et améliorer le rendement 10.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 'à 9, caractérisée par le fait que les moyens de récupération (7) des produits incinérés sont constitués par un convoyeur sans fin (13). 11.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que les moyens d'introduction (4) des produits comprennent une pluralité de conduits orientés tangentiellement de manière que les produits quittant le débouché (4a) de ces moyens d'introduction (4) soient distribués dans l'enceinte d'incinération (1) avec une vitesse périphérique. 12.- Installation d'incinération selon la revendication 11, caractérisée par le fait que les moyens d'injection (5) d'un gaz comburant sont constitués par plusieurs tuyères tangentielles dont l'angle d'injection est au moins égal, et de préférence supérieur, à l'angle formé par les conduits des moyens d'introduction (4) des produits. 13.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que des moyens d'introduction de réactifs sont prévus pour introduire dans l'enceinte d'incinération (1) des substances réactives destinées à neutraliser chimiquement les composés polluants dégagés éventuellement par les produits soumis à haute température. 14.- Installation d'incinération selon la revendication 13, caracté-risée par le fait que ces moyens d'introduction de réactifs sont disposés, au niveau du générateur de gaz à haute température (2), au niveau des moyens d'introduction des produits (4), au niveau des moyens d'injection d'un gaz comburant (5), ou au niveau de moyens d'introduction auxiliaires (17) débouchant dans l'enceinte d'incinération (1) au niveau approprié 15.- Installation d'incinération selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée par le fait que les produits sont préalablement conditionnes.