Brevet FR2605724A1 — publié le 19880429

DISPOSITIF D'EXTRACTION DES DECHETS SOLIDES D'UNE USINE D'INCINERATION L'invention a trait a un dispositif d'extraction des déchets solides d'une usine d'incinération, notamment d'une usine de traitements des rebuts industriels. Les industries modernes et plus particulièrement les industries associées au domaine de la chimie doivent affronter de nombreuses difficultés en ce qui concerne l'élimination de tous leurs déchets, notamment de ceux difficilement inflammables. Le plus souvent toutefois une incinération de ces déchets est possible si des précautions sont prises au niveau des gaz susceptibles de se dégager au cours de ce traitement et si on dispose d'un four susceptible de monter a des tem pératures suffisamment élevées. Ces exigences ont conduit les industriels concernés a proposer la création d'installations communes très performantes. De telles installations de traitements de déchets industriels par incinération ont des conditions de fonctionnement relativement ardues : d'une part, il est difficile de différer au-delà de quelques heures l'incinération des déchets envoyés par les industries - ne serait-ce que parce que ces déchets sont souvent toxiques, et d'autre part, aucune prévision ne peut entre faite quant a leurs natures et a leurs quantités. De plus, contrairement aux ordures ménagères dont la nature est assez homogène d'un jour å l'autre, les déchets des industries se présentent eux sous toute une gamme d'aspects, liquides, pateux, granules, blocs solides de grandes dimensions. Cette diversite de présentation se traduit notamment par une grande variation de la quantité de déchets solides susceptible d'être produite quotidiennement par l'inci nérateur de sorte que des quantités fort diverses de machefer doivent etre éliminées. Ces machefers sont de manière bien connue recueillis i la sortie du four d'incinération et i la base de la chambre de postcombustion dans une fosse emplie d'eau qui assure la garde hydraulique du four et le refroidissement des machefers. Un convoyeur i chaînes evacue les solides refroidis en dehors de la fosse. Deux considerations principales ont conduit au choix de fosses i machefer carrées de dimensions moitié moindre que celles de la section de la chambre de post-combustion, soit des fosses carrées de 3,50 m de côté. En premier lieu, les convoyeurs i chaînes qui évacuent les particules solides incinérées ne fonctionnent dans des conditions industrielles suffisantes que si leur largeur n'excède pas 3 metres. En délà de cette limite, on observe un affaissement important de la partie centrale qui entraine rapidement la rupture du convoyeur. D'autre part, et il s'agit là d'un obstacle directement lié aux procédés utilisés et non à la technologie des matériaux, la chambre de post-combustion, en prise directe sur la fosse machefer, ne peut assurer correctement sa fonction que si la quantité de vapeur d'eau n'est pas trop élevée. Or, tout agrandissement de la fosse à machefer conduit à une augmentation de la surface de liquide et donc de la quantité de vapeur qui s'en dégage. Les auteurs de la présente invention se sont donnés pour but un dispositif amélioré d'extraction des déchets solides d'une chaine d'incinération de déchets industriel s. Le dispositif d'extraction conforme à l'invention comporte une cuve à machefer dont les dimensions sont identiques å celles de la section de la chambre de combustion placée en aval du four rotatif d'incinération, ladite cuve étant traversée par deux convoyeurs å chaines sans fin qui évacuent les déchets solides incinérés jusqu'a une fosse de stockage. De préférence, les convoyeurs sont de fabrication identique mais dotés de systèmes d'alimentation et de commandes autonomes de maniere à rendre leur fonctionnement indépendant. De préférence encore les convoyeurs sont séparés de la sortie du four tournant d'incinération par une grille qui bloque les déchets de grandes dimensions et les dévient directement à l'extérieur de la fosse i machefer. L'invention est décrite de manière plus détaillée à l'aide de la planche unique annexee sur laquelle e eté schématisée une chaîne d'incinération de déchets industriel s. Après avoir été analyses afin de déterminer les éventuelles précautions i prendre notamment en ce qui concerne leur toxicité, les déchets industriel s devant être traites sont déversés par une trémie d'alimentation 1 dans le four tournant 2. Le pouvoir calorifique des déchets n'étant pas toujours suffisant pour assurer une température dans le four tournant 2 suffisante pour l'incinération de tous les déchets, des brûleurs i fuel 3 sont prévus i proximité de l'entrée du four 2. Celui-ci est très légèrement incliné afin de faciliter l'avancée des déchets, la vitesse de rotation du four 2 est régulée en fonc tion de la nature des déchets de manière i obtenir des déchets correctement incinérés. Les déchets solides se déversent dans une fosse 4 qui sera détaillée ci-après alors que les produits d'incinération gazeux sont brûlés dans une chambre de post-combustion S pourvue d'au moins quatre brûleurs 6 alimentés i l'aide de-pompes 7 avec des déchets liquides industriels. Les gaz incinérés sont alors menés par la conduite 8 jusqu1à une chaudière 9 de manière àrécupérer l'énergie dissipée sous forme de vapeur haute pression utilisée soit directement si des industriels preneurs sont établis à proximite de la chaine d'incinération, soit sous forme d'energie electrique afin de pourvoir au moins aux besoins de l'unité de traitements des déchets. Les gaz refroidis par échange thermique sont enfin dépoussièrés dans un électrofiltre 10 et de la, évacués grâce i un ventilateur il par une cheminée de grande hauteur 11. Dans une telle installation, les débits de déchets gazeux et de déchets solides incinérés sont très variables, certains types de déchets ne fournissant par exemple que des quantités minimes de laves, d'autres déchets - livrés par exemple dans des futs métalliques et enfournes directement - conduisent après incinération i la formation de produits très encombrants qui occupent tout l'espace disponible de la. fosse b machefer. A cette difficulté de dimensionnement s'ajoutent les problèmes liés a l'évacuation des produits solides incinérés, essentiellement des laves, hors de la fosse machefer : le convoyeur devant etre utilisé en permanence i plein régime. Ces problèmes sont résolus selon l'invention par l'emploi d'une cuve de réception des déchets d'incinération solides qui couvre toute la base de la chambre de post-combustion placée en aval du four tournant d'incinération. Il est vrai que même dans une telle cuve surdimensionnée, les déchets qui tombent du four tournant se retrouvent essentiellement dans la zone A, notée avec des hachures, qui correspond i l'emplacement des cuves i machefer de petites dimensions selon l'art. Toutefois, les produits ne sont plus confinés dans un espace restreint et il n'y a donc plus de risque de débordement. De plus, les produits d'incinération solides des brûleurs i déchets liquides 6 sont récupérés dans la fosse et on limite les phénomènes d'encrassement de la chambre de post-combustion. Il en est de meme pour ce qui concerne les parti- cules les plus légères produites dans le four d'incinération et qui ont tendance i rester quelques temps en suspension dans la chambre de postcombustion. Une cuve i machefer de très grandes dimensions conformément å l'invention, ayant dans un cas d'espèce 3,70 m de large et 7 m de long, présente une surface d'eau et donc d'échange avec la chambre de postcombustion très grande. Compte-tenu de l'abrasion très importante pro vouée par le machefer, le fond de la cuve doit être réalisé dans une t81e résistante, du type USIRAC 320R. La crainte que l'augmentation résultant de la quantité de vapeur d'eau n'entraine des difficultés de fonctionnement des brûleurs de déchets liquides 6 avait toujours conduit les hommes de l'art à ne pas réaliser ce type d'installation à l'échelle industrielle, les enseignements des machines pilotes étant en la matiere que tres difficilement extrapolables. La demanderesse a au contraire constaté qu'aucun phénomène d'extinction des brûleurs ne se produit, ce qui s'explique par une augmentation de la quantité de vapeur d'eau moins importante que celle attendue, la température moyenne de la cuve de réception à machefer étant légèrement plus faible - et de l'ordre de 80ex. Cet affaiblissement de la température de l'eau de la cuve à machefer est non seulement imputable à la dilution obtenue par le doublement de la quantité d'eau disponible mais aussi par le fait que les déchets solides sont évacués de manière plus efficace en dehors de la fosse i machefer. Cette évacuation est obtenue à l'aide de deux convoyeurs ju- meaux immergés 12, 13, constitués de deux séries de racleurs entrainés par quatre chaines extractrices, les racleurs ayant par exemple 1,5 m de longueur et étant espacés de plus de 1 m pour permettre l'évacuation de gros volumes. Dans la partie centrale de la fosse, les chaines extractrices sont guidées et protégées par une poutre 14, elle-même immergée de manière å éviter une accumulation de lave. De plus, la poutre 14 a une faible largeur, égale dans un cas d'espèce i 250 mm, et il ne se constitue pas ainsi de zones mortes. La poutre est de préférence recouverte d'une t5le de protection. De préférence, les deux convoyeurs sont protégés par une grille ou tout autre moyen équivalent apte a retenir et i dévier les déchets de grandes dimensions tels les futs. Ainsi la fosse i machefer n'est pas embarrassée par ces déchets encombrants qui de plus, plus lourds, entraînent une usure plus grande des convoyeurs. Ces déchets étant de plus essentiellement ferreux, ils peuvent être aisément livrés i un ferrailleur pour un recyclage. La réalisation d'une installation d'extraction des déchets solides selon l'invention peut s'opérer selon les techniques bien connues de l'homme de l'art. Notons toutefois que les dispositifs d'alimentation et de commande des convoyeurs jumeaux d'extraction 12, 13 doivent etre de préférence indépendants pour une utilisation alternée et/ou discontinue suivant le débit de déchets incinérés solides, une telle utilisation alternée permettant une augmentation de la durée de vie du matériel. Les arbres principaux sont entrainés par deux motoréducteurs équipés de coupleurs hydrauliques alors que les arbres de renvoi sont munis d'un système de rattrapage d'usure des chaines, afin d'assurer une tension optimum des chaines avec un minimum d'effort pour les motoréducteurs. De plus afin de faciliter leur refroidissement, les chaines au retour sont å l'air libre, protégées par des grilles de sécurité. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'extraction de déchets solides d'une usine d'incinération de- rebuts industriels comportant en aval du four d'incinération (2) une cuve i machefer (4) emplie d'eau, de laquelle sont extraits au moyen d'un convoyeur a chaines les dechets, située sous une chambre de post-combustion (5), caractérisé en ce que ladite cuve i machefer (4) a les mêmes dimensions que celles de la section de la chambre de post-combustion (5) et en ce qu'elle est traversée par deux convoyeurs d'extraction des déchets 12, 13. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits convoyeurs 12, 13 sont constitués par des racleurs entrainés par des chaines extractrices immergées, guidées par une poutre immergée (14). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites chaines extractrices sont au retour à l'air libre. 4. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite poutre (14) a une largeur de 250mm alors que la largeur totale de la cuve (4) est de 3,70 mètres. 5. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une grille å très larges mailles est placée au-dessus de la cuve à machefer (3) et détourne les déchets de grands volumes vers l'extérieur de la cuve å machefer. 6. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuve i machefer (3) a un fond en tôle du type USIRAC 320 AR. 7. Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour la conduite des convoyeurs d'extraction, les arbres principaux sont entrainés par deux motoréducteurs équipée de coupleurs hydrauliques et les arbres de renvoi munis d'un système de rattrapage d'usure des chaines.