Brevet FR2592464A1 — publié le 19870703

La présente invention concerne le traitement par incinération de déchets industriels solides, en vue de récupérer la chaleur sensible des fumées produites dans une chaudière de récupération, et plus particulierement de déchets comportant une partie organique et une partie minérale ou métallique incombustible, tels que les pneumatiques de véhicules. Pour permettre une évacuation aisée de la phase inerte des déchets, il est avantageux d'utiliser un four d'incinération du type rotatif comprenant une cornue rotative constituée par une virole cylindrique dont l'axe présente une légère pente par rapport à l'horizontale et qui est garnie intérieurement d'un revêtement réfractaire et un capot de fumées raccordant la cornue à la chaudière de récupération et muni à sa partie inférieure d'un orifice permettant l'évacuation de la phase inerte et des imbrulés solides éventuellement présents, à travers un organe assurant 1 'étanchéité. Les paramètres essentiels régissant la combustion sont la température, le temps de séjour et la vitesse de rotation de la cornue, qui conditionne le brassage des produits. Les impératifs économiques ne permettent pas de choisir les valeurs optimales de ces paramètres qui permettraient d'obtenir un rendement énergétique maximum, et il en résulte une combustion incomplète des déchets qui entraine la présence d'imbrlés gazeux dans les fumées et d'imbrûlés solides dans les cendres. Par ailleurs, lorsqu'on incinère des déchets solides à structure unifilaire ou à trame métallique dans les fours rotatifs, ces structures risquent de s'emmêler en provoquant le colmatage de la cornue et en empechant l'évacuation des cendres. La présente invention a pour but d'améliorer le rendement énergétique des fours rotatifs d'incinération en facilitant le brassage des déchets dans la cornue rotative, tout en empechant les structures métalliques de s'emmêler, et en récupérant les imbrûlés contenus dans les cendres pour les réintroduire dans la cornue. Conforaément à une première caractéristique de l'invention, la cornue rotative est équipée d'organes de brassage faisant saillie sensiblement radialement a l'intériew de la cornue et constitués par des tiges mbtalliques et/ou par des briques réfractaires disposées suivant une ou plusieurs rangées circulaires. Les rangées de tiges sont placées dans la partie aval et dans la partie amont de la cornue ; la zone la plus chaude de la cornue n'est pas équipée de tiges. Les rangées de briques sont placées dans la partie centrale et dans la partie aval de la cornue ; la partie amont où tombent les déchets à incinérer n'est pas équipée de briques. Les éléments, tiges ou briques, d'une rangée sont avantageusement décalés circonférentiellement par rapport aux éléments de la rangée suivante et/ou de la rangée précédente. Les tiges peuvent être fixées par soudage sur la virole de la cornue. De préférence, elles seront fixées de manière amovible sur-la cornue. Les briques constituant les organes de brassages seront intégrées au revêtement réfractaire de la cornue. Conformément a une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'évacuation des cendres est relié a un trieur qui sépare les éléments inertes des imbrulés et des moyens sont prévus pour réintroduire les-imbralés dans la cornue. La séparation des éléments inertes et des imbrGlés peut être réalisée par criblage, par séparation magnétique ou par gravité, selon la nature des déchets a incinérer. Dans le cas où les imbrtilés sont constitués par des particules de petites dimensions, ils pourront être transportés et réintroduits dans la cornue par voie pneumatique. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant, donnés à titre d'exemple non-limitatif et sur lesquels La figure i est une vue en élévation d'une installation d'incinération conforme à l'invention ; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la cornue rotative de l'installation de la figure i ; La figure 3 est une coupe transversale, suivant 3-3, de la cornue représentée sur la figure 2 ; La figure 4 montre un mode de fixation des tiges de brassage équipant la cornue ! et La figure 5 est une coupe transversale, à plus grande echelle et suivant 5-5 de la cornue de la figure 2. L'installation représentée sur la figure 1 comprend essentiellement une cornue rotative 4O, une chaudière de récupération 50 et un capot de fumées 51 reliant la sortie de la cornue à la chaudière. fl son extrémité amont, la cornue est fermée de manière étanche par une plaque fixe 52 a travers laquelle les déchets sont introduits dans la cornue au moyen d'une goulotte reliée par un sas a double-clapet 53 a une trémie d'alimentation 54. L'extrémité aval de la cornue pénètre à l'intérieur du capot 51 et un joint d'étanchéité annulaire est placé entre cette pièce et la cornue. Les moyens de support et d'entrainement en rotation de la cornue et les conduites d'alimentation en air ou oxygène n'ont pas été représentés. Le capot 51 comporte à sa partie inférieure un orifice d'évacuation des cendres auquel est raccordé un sas 41 assurant 1 'étanchéité. Les cendres évacuées à travers le sas sont reprises par un convoyeur 42 qui alimente un crible vibrant 43. Les refus du crible, constitués essentiellement par des matières inertes, par exemple métalliques, sont évacués par une goulotte 44. Les particules de petite taille, constituées en grande partie de matières combustibles, notamment de carbone, traversent la toile du crible et sont récupérées dans une goulotte 45. Elles sont aspirées par un broyeur-ventilateur 46, qui les broie, puis les transporte pneumatiquement jusqu'à l'entrée de la cornue 40 dans laquelle elles sont introduites au moyen d'une tubulure d'injection 47 montée sur la plaque 52.Cette tubulure est orientée de telle sorte que le jet de particules recyclées soit dirigé vers le talus de matières en ignition dans la zone la plus chaude de la cornue. La cornue rotative comporte, de 1 'extérieur vers l'intérieur, une virole d'acier 10, une couche de matériau isolant 12 et une ou plusieurs épaisseurs de briques réfractaires 13 de qualité appropriée au traitement à mettre en oeuvre et aux déchets à incinérer. Elle est équipée de trois rangées circulaires de tiges 14, 15 et 16, disposées radialement dans des plans transversaux et faisant saillie à l'intérieur de la cornue. A titre d'exemple, la longueur de ces tiges au-dessus du revêtement réfractaire pourra être d'environ mm. Le nombre de tiges par rangées ainsi que le nombre de rangées sont déterminés par la nature des déchets à traiter et par les dimensions de la cornue. Pour des raisons de tenue aux contraintes thermiques et mécaniques aucune rangée de tiges n'est disposée dans la zone la plus chaude de la cornue. De préférence les tiges d'une rangée seront décalées circonférentiellement par rapport aux tiges des autres rangées (tiges 14 et 15 sur la figure 3). Le matériau des tiges sera choisi en fonction des contraintes thermiques et mécaniques et des actions chimiques auxquelles elles seront soumises dans les conditions de service. A titre d'exemple, pour l'incinération de pneumatiques on utilisera avantageusement des ronds d'acier au chrome - silicium - aluminium Les tiges sont fixées sur la virole avant la pose des revêtements isolant et réfractaire. La fixation pourra être faite par soudage mais un mode d'assemblage démontable, tel que celui représenté à titre d'exemple sur la figure 4, sera préféré. Suivant ce mode de réalisation, chaque tige comporte une collerette 20 qui est fixée par des boulons 19 sur une bride 21 placée a l'exterieur de la virole 10 et rendue solidaire de celle-ci par des pattes 22, 23. La cornue comporte en outre un certain nombre de rangées circulaires de briques 24, 25 qui sont incorporées au revêtement réfractaire 13 et qui font saillie au-dessus de celui-ci (figure 5). La hauteur de la portion en saillie de ces briques est au maximum égale à 100mm. Les briques 24 d'une rangée sont décalées circonférentiellement par rapport aux briques 25 de la rangée suivante. Aucune rangée de briques n'est placée dans la partie amont de la cornue où tombent les déchets. Les aretes des briques sont arrondies. Le nombre de briques par rangée et le nombre de rangées est déterminé par les dimensions de la cornue, la nature des déchets à incinérer et le mode de préparation de ces derniers (granulométrie, forme des morceaux ...) ainsi que par la nature du revêtement réfractaire et les caractéristiques de sa peau interne après cuisson. I1 est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées au mode de réalisation décrit par l'emploi de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation d'incinération de déchets industriels comprenant un four rotatif constitué par une cornue rotative revêtue intérieurement d'un garnissage refractaire et par un capot de fumées disposé à l'extrémité aval de la cornue et munie à sa partie inférieure d'un orifice d'évacuation des cendres, caractérisée en ce que la cornue (40) est équipée d'organes de brassage faisant saillie radialement a l'intérieur de la cornue et constitués par des tiges métalliques (14, 15, 16) et/ou par des briques réfractaires (24, 25) disposées suivant une ou plusieurs rangées circulaires espacées le long de la cornue. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rangées de tiges (14, 15, 16 > sont placées dans la partie amont et dans la partie aval de la cornue, la zone la plus chaude n'étant pas équipée de tiges. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les rangées de briques (24, 25) sont placées dans la partie médiane et dans la partie aval de la cornue. 4. Installation selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que les éléments, tiges ou briques, d'une rangée sont décales circonférentiellement par rapport aux éléments de la rangée suivante et/ou de la rangée précédente. 5. Installation selon 1 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les tiges (14, 15, 16) sont fixées par soudage sur la virole (10) de la cornue. 6. Installation selon 1 'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisée en ce que les tiges sont munies de collerettes (20) qui sont fixées au moyen de vis ou de boulons (19) sur des brides (21) solidaires de la virole (10) de la cornue. 7. Installation selon 1 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites briques (24, 25 > sont incorporées au garnissage réfractaire (13) de la cornue. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, carctérisée en ce que l'orifice d'évacuation des cendres du capot de fumées (51) est relié à un trieur (43) qui sépare les éléments inertes des imbrulés, et des moyens (46, 47) sont prévus pour réintroduire les imbrûlés dans la cornue (40). 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les imbrûlés sont transportés du trieur (43) à l'entrée de la cornue (40) et réintroduits dans celle-ci par voie pneumatique.