Brevet FR2685450A1 — publié le 19930625

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de traitement thermique de gaz quelconques et en particulier d'incinération de gaz pollués. Elle vise également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connaît déjà des brûleurs utilisant comme air comburant des gaz pollués, tels que par exemple des effluents de sécheurs d'imprimerie. Ainsi, non seulement les gaz pollués font office de gaz comburant mais sont, du même coup, purifiés par la chaleur émanant du brûleur. Toutefois, une telle façon de procéder, bien qu elle permette l'appoint d'air nécessaire à la combustion du gaz naturel, pose un certain nombre de problèmes, parmi lesquels il faut citer une efficacité d'incinération insuffisante, un vieillissement et un endommagement parfois prématurés du brûleur en raison de surchauffes locales, et un surdimensionnement souvent nécessaire de la chambre de combustion en raison des problèmes d'homogénéisation du gaz combustible et des gaz pollués. Aussi, la présente invention a pour but de remédier notamment aux inconvénients ci-dessus en proposant un procédé et une installation permettant un traitement thermique efficace des gaz que l'on veut traiter ou encore une excellente fiabilité d'incinération, s'il s'agit de gaz à incinérer possédant des compositions hétérogènes et fluctuantes. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de traitement thermique de gaz quelconques et en particulier d'incinération de gaz pollués, tels que des effluents chargés d'hydrocarbures, au moyen d'un brûleur, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer les gaz à traiter ou incinérer dans au moins une chambre assurant un brassage par circulation en contre-rotation de ces gaz qui sont ainsi traités ou incérés par la chaleur émanant du brûleur en amont de ladite chambre. On précisera ici que la flamme émanant du brûleur se développe à la sortie de celui-ci sur une certaine longueur avant de pénéter dans la chambre précitée. Suivant une autre caractéristique de ce procédé, on réalise dans la chambre précitée une circulation en contre-rotation de gaz pollués seulement ou bien de gaz pollués et d'air prélevé de l'atmosphère extérieure et éventuellement enrichi en oxygène. L'invention vise également une installation de traitement thermique ou d'incinération des gaz pour l'exécution du procédé répondant à l'une et/ou l'autre des caractéristiques ci-dessus, et du type comprenant un brûleur à gaz par exemple, à la sortie duquel est associée une chambre de combustion, caractérisée en ce qu'en bout de cette chambre de combustion est montée au moins une chambre de brassage par circulation en contre-rotation des gaz à traiter ou incinérer. Cette installation est encore caractérisée en ce que le brûleur précité, monté en amont sur la chambre de combustion, est constitué par une chambre de mélange gaz combustible-air comburant. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparatront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère au dessin unique annexé, donné uniquement à titre d'exemple, et illustrant schématiquement et en coupe longitudinale une installation conforme aux principes de cette invention. En se reportant à la figure, on voit qu'une installation de traitement thermique ou d'incinération de gaz selon cette invention comprend essentiellement un brûleur 1 auquel fait suite une chambre de combustion 2 qui est munie, à son extrémité opposée au brûleur 1, d'une chambre 3 de brassage par circulation en contre-rotation de gaz que l'on veut traiter ou incinérer. Le brûleur 1 peut être d'un type quelconque et connu en soi. Suivant l'exemple de réalisation représenté, le brûleur 1 est du type décrit par exemple dans le document FR-A-2249585 auquel on pourra se reporter. Plus précisément, il comprend une chambre de mélange 4 comportant une paroi métallique 5 sensiblement cylindrique et autour de laquelle est montée une enceinte métallique 6 formant boite à air 7 et munie d'une canalisation 8 d'arrivée d'air sous pression. L'air amené dans la bote à air 7 pénètre dans la chambre de mélange 4 par des injecteurs 9, 10, 11, 12 qui débouchent tangentiellement à la paroi de la chambre 4 sensiblement perpendiculairement à l'axe X-X' du brûleur et sont centrés sur deux plans transversaux P2, P3. Le gaz combustible arrive par une canalisation 13 dans une bote à gaz 14 séparée par une cloison 15 de la bote à air 7. Des orifices 16 formés dans la paroi 5 assurent l'injection du gaz à l'arrière de la chambre de mélange 4 en amont de la première arrivée d'air par les injecteurs 9, 10 au niveau du plan P2. Suivant la réalisation illustrée, il est prévu quatre injecteurs d'air tels que 9, 10 répartis angulairement dans le plan P1 et quatre injecteurs d'air tels que 11, 12 répartis angulairement à contre-sens dans le plan P3. On comprend donc de ce qui précède que le mélange de gaz et d'air s'effectue progressivement d'abord au niveau du plan P1 dans lequel sont situés les orifices 16, puis au niveau du plan P2 où l'air comburant est entraîné dans un sens de rotation, et enfin, lorsque ce courant de gaz et d'air rencontre à contre-courant la seconde arrivée d'air au niveau du plan P3, il y a brassage énergique du mélange produisant dans la chambre de combustion 2 une flamme très chaude. On a montré schématiquement en 30 un système d'allumage du mélange gaz-air comburant. La chambre de combustion ou ouvreau 2 raccordé au brûleur 1 comporte, comme connu en soi, une paroi épaisse 17 en béton réfractaire à section sensiblement cylindrique. Conformément à l'invention, la chambre 3 pour le traitement des gaz à traiter ou incinérer, montée en sortie de la chambre de combustion 2 permet un brassage par circulation en contre-rotation desdits gaz. Cette chambre 3 possède une dimension supérieure à celle de l'ouvreau 2, comme on le voit bien sur la figure, de façon à permettre le passage de débits de gaz assez importants. Elle comporte une paroi par exemple cylindrique 18 entourée par une bote à gaz 19 équipée d'au moins une canalisation 20 d'arrivée des gaz à traiter ou incinérer. Des injecteurs 21, 22, 23, 24 débouchent tangentiellement à la paroi 18 de la chambre 3, ces injecteurs permettant, comme matérialisé par les flèches, un brassage énergique des gaz à traiter ou incinérer par circulation de ces gaz suivant un sens de rotation imposé par les injecteurs 21 et 22, et suivant un autre sens de rotation imposé par les injecteurs 23 24- On comprend donc que les gaz brassés par circulation en contrerotation dans la chambre 3 seront soumis à la flamme émanant de la chambre de combustion 2 et pourront ainsi être traités thermiquement ou incinérés avec une efficacité maximale. On observera ici que la canalisation 20 pourrait être constituée de deux conduits d'arrivée de gaz communiquant respectivement avec les injecteurs 21, 22, et les injecteurs 23, 240 Les gaz à traiter ou à incinérer arrivant par la canalisation 20 pourront être des gaz pollués possèdant des compositions hétérogènes et fluctuantes, et constitués par exemple par les effluents de sécheurs d'imprimerie. Ces gaz pollués pourront être mélangés à de l'air prélevé de l'atmosphère extérieure et éventuellement enrichis en oxygène. Mais l'installation qui vient d'être décrite pourrait parfaitement être utilisée pour faire subir à des gaz quelconques ou à un mélange de gaz un traitement thermique particulier. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que le brûleur 1 pourrait être d'un tout autre type que celui décrit et représenté. C'est dire que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement thermique de gaz quelconques et en particulier d'incinération de gaz pollués, tels que des effluents chargés d'hydrocarbures, au moyen d'un brûleur, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer les gaz à traiter ou incinérer dans au moins une chambre (3) assurant un brassage par circulation en contre-rotation de ces gaz qui sont ainsi traités ou incinérés par la chaleur émanant du brûleur (1) en amont de ladite chambre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la flamme émanant du brûleur (1) se développe à la sortie de ce brûleur sur une certaine longueur avant de pénétrer dans la chambre précitée. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans la chambre précitée on réalise une circulation en contre-rotation de gaz pollués seulement ou bien de gaz pollués et d'air prélevé de l'atmosphère extérieure et éventuellement enrichi en oxygene. 4. Installation de traitement ou d'incinération de gaz pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes et du type comprenant un brûleur (1) à gaz par exemple à la sortie duquel est associée une chambre de combustion (2), caractérisée en ce qu'en bout de cette chambre de combustion (2) est montée au moins une chambre (3) de brassage par circulation en contre-rotation des gaz à traiter ou incinérer. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le brûleur précité (1), monté en amont sur la chambre de combustion (2), est constitué par une chambre (4) de mélange gaz combustible-air comburant.