Brevet FR2700605A1 — publié le 19940722

La présente invention concerne un dispositif d'injection de boues dans un incinérateur de déchets ménagers ou industriels en vue de leur destruction. On connaît de tels dispositifs comprenant au moins un injecteur traversant la paroi de la chambre de combustion de l'incinérateur de façon à déverser dans celle-ci des boudins de boue à incinérer. Ces dispositifs connus, en introduisant les boues dans une zone chaude de la chambre de combustion, ont pour inconvénient de créer une croûte de boue séchée autour de chaque injecteur en forme de tube et dont l'épaisseur augmente dans le temps jusqu'à obstruer chaque injecteur. De plus, les dispositifs connus nécessitent obligatoirement des moyens de refroidissement de chaque injecteur ainsi que des moyens de nettoyage automatique de l'injecteur afin d'éviter son obstruction. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs d'injection connus. A cet effet, l'invention propose un dispositif d'injection de boues dans un incinérateur de déchets ménagers ou industriels par l'intermédiaire d'au moins un injecteur et qui est caractérisé en ce que chaque injecteur est disposé dans une zone froide du circuit des déchets à incinérer en communication avec la chambre de combustion et est raccordé à un collecteur de distribution de plus grande section dans lequel les boues sont introduites à une pression déterminée. Les injecteurs précités sont sensiblement parallèles et répartis régulièrement sur la zone froide suivant un pas ou intervalle déterminé d'au moins 50 mm et ont chacun une section de passage des boues d'au moins 3 cm2 de façon à diviser finement les boues et les répartir uniformément dans les déchets. De préférence, le pas précité est compris entre 50 mm et 200 mm et la section de chaque injecteur est comprise entre 3 et 7 cm2. La pression d'introduction des boues dans le collecteur de distribution est comprise entre environ 8 x 105 Pa et 30 x 105 Pa. Le rapport entre la section transversale du collecteur de distribution et la somme des sections des injecteurs est au moins supérieur à 1,5 et est compris entre 1,5 et 3. Chaque injecteur est constitué d"un tube sensiblement cylindrique fixé d'une part à une paroi de la zone froide par l'intermédiaire d'un manchon à bride qu'il traverse solidaire de la paroi de la zone froide et auquel le tube est fixé par une contre-bride et un garnissage du type presse-étoupe et d'autre part au collecteur de distribution par un piquage solidaire de ce collecteur. Selon une variante de réalisation, la zone froide est constituée par la trémie d'alimentation des déchets. Selon une autre variante de réalisation, la zone froide est constituée par la goulotte d'alimentation des déchets dans la chambre de combustion. Avantageusement, la goulotte comporte une cavité élargissant la section de la goulotte et dans laquelle les injecteurs déversent les boues et ayant un profil tel que les boues y rencontrent une faible résistance de pénétration dans la goulotte. Selon encore une autre variante de réalisation, la zone froide est constituée par une voûte située au-dessus de l'alimentateur en amont de la chambre de combustion. Dans la variante où les injecteurs déversent les boues dans la trémie ou la goulotte précitée, ceux-ci sont situés dans un même plan sensiblement horizontal ou formant un angle dièdre avec la paroi de la goulotte. Dans la variante où les injecteurs déversent les boues au-dessus de l'alimentateur, ceux-ci sont situés dans un même plan sensiblement perpendiculaire à la paroi de la voûte et au sens de circulation des déchets. Chaque injecteur a sa section circulaire allant en augmentant vers son extrémité pour faciliter l'écoulement des boues dans la zone froide. Le collecteur de distribution comporte un moyen, tel qu'une vanne, pour la vidange et le nettoyage du collecteur. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partielle d'un incinérateur de déchets muni à certains emplacements de dispositifs d'injection de boues conformes à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif d'injection de l'invention dans le plan II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe dans le plan III-III de la figure 2 ; et - la figure 4 est une vue schématique semblable à celle de figure 1 représentant un dispositif d'injection à un endroit particulier de la goulotte d'alimentation des déchets. L'incinérateur de déchets ménagers ou industriels représenté en figure 1 comprend, comme cela est connu en soi, une trémie 1 alimentant en déchets 2 une chambre de combustion 3 des déchets au travers d'une goulotte 4 communiquant avec la chambre 3 par une partie coudée de liaison 5 contenant un alimentateur 6. Un dispositif d'injection 7 a au moins un injecteur 8 qui permet d'introduire des boues dans la chambre de combustion 3 en vue de leur destruction. Selon l'invention, le dispositif d'injection est disposé dans une zone froide en communication avec la chambre de combustion 3 et donc en amont de la chambre de combustion 3. Comme représenté, le dispositif d'injection 7 est raccordé, au choix, à la trémie 1, à la goulotte 4 ou à la voûte 9 de raccordement de la goulotte 4 à la chambre 3 et située au-dessus de l'alimentateur 6. De préférence, le dispositif d'injection des boues est raccordé à la goulotte d'alimentation 4 dans le cas présent de section rectangulaire, le raccordement de ce dispositif à la voûte 9 n'étant possible qu'à condition que la température dans cette zone soit suffisamment basse, c'est-à-dire inférieure à 350"C ( la température dans cette zone dépendant du procédé d'incinération). L'essentiel est que l'injection des boues s'effectue dans une zone froide en amont de la chambre de combustion 3 pour les mélanger avec les déchets 2 en vue de leur combustion. De la sorte, les effets de la température de la chambre de combustion 3 sur l'encrassement, voir même l'obstruction des injecteurs 8 du dispositif d'injection 7 sont supprimés. De plus, les moyens de refroidissement et de nettoyage des injecteurs 8 habituellement utilisés sont supprimés, d'où une grande simplification par rapport aux dispositifs d'injection connus. Comme représenté en particulier aux figures 2 et 3, le dispositif d'injection 7 comprend un certain nombre d'injecteurs sensiblement parallèles 8, dans le cas présent au nombre de deux, raccordés à la paroi plane verticale 10 de la goulotte 4 en s'étendant dans un plan sensiblement horizontal et donc perpendiculaire à la paroi 10 et espacés les uns les autres d'un pas ou intervalle déterminé compris entre 50 mm et 200 mm avec le diamètre de chaque injecteur 8 comprise entre 20 mm et 30 mm. En pratique, il n'est pas recommandé de réduire le diamètre de chaque injecteur en dessous de 20 mm afin d'éviter le bouchage de chaque injecteur 8 par des corps étrangers, ni de réduire le pas des injecteurs 8 en dessous de 50 mm afin de limiter les réagglomérations ou recombinaisons des boudins de boue sortant des injecteurs 8. Le dispositif d'injection 7 comprend également un collecteur de distribution 1 1 de section circulaire ou carrée dans lequel les boues sont amenées sous pression par une tuyauterie, non représentée, au collecteur 11 et à une pompe également non représentée de mise sous pression des boues. La pression d'introduction des boues dans le collecteur de distribution 1 1 est comprise entre environ 8 x 105Pa (Pascals) et 30 x 105Pa. Le rapport entre la section transversale du collecteur 1 1 et la somme des sections de passage des boues des injecteurs 8 est au moins supérieur à 1,5 et en tout cas compris 1,5 et 3. Le fond du collecteur 1 1 opposé à l'entrée des boues sous pression comporte un orifice 12 communicant avec une vanne 13 pour la vidange et le nettoyage du collecteur 11.Ce fond peut être constitué par une plaque 14 fixée amoviblement au collecteur 1 1 par l'intermédiaire de vis de fixation (non représentées) et à laquelle est solidarisée la vanne 13. Chaque injecteur 8 est raccordé au collecteur de distribution 1 1 par l'intermédiaire d'un piquage 15 fixé, par soudage, au collecteur 11, de préférence à un endroit proche de la partie inférieure du collecteur 1 1 afin de ne pas laisser de boues au fond de celui-ci lors de l'opération de lavage ou de rinçage en fin d'utilisation. Chaque injecteur 8 est fixé au piquage correspondant 15 par deux brides 16 et des vis de fixation (non représentées).Chaque injecteur 8 présente la forme d'un tube sensiblement cylindrique dont l'extrémité opposée au collecteur 11 traverse la paroi 10 de la goulotte 4 en pénétrant dans un manchon 17 solidaire, par soudage, de la paroi 10, et comportant une bride 18 à laquelle le tube de l'injecteur 8 est fixé par l'intermédiaire d'une contre-bride 19 et d'un garnissage 20 du type presse-étoupe qui assure l'étanchéité. La section circulaire du tube de l'injecteur 8 peut aller en augmentant vers la paroi 10 afin de faciliter l'écoulement des boues à travers l'injecteur 8. La référence 21 désigne une paroi parallèle à la paroi 10 de la goulotte 4 définissant avec cette dernière une chemise d'eau de refroidissement dans le cas où la goulotte 4 est du type devant être refroidie. Dans ce cas, les manchons 17 à brides 18 sont fixés aux parois 10 et 21 par soudage comme représenté aux figures 2 et 3. En prévoyant un diamètre de tube de chaque injecteur 8 ainsi qu'un pas des injecteurs 8 relativement réduits et avec une pression suffisante d'amenée des boues dans le collecteur de distribution 1 1 pour les faire passer dans les tubes de petit diamètre des injecteurs 8, les boues sont divisées le plus finement possible et réparties uniformément dans les déchets 2. L'effet technique ci-dessus est également obtenu en fixant les injecteurs 8 à la partie supérieure de la paroi plane définissant la trémie 1 par les mêmes moyens fixant les injecteurs à la paroi plane de la goulotte 4. Ainsi, les injecteurs 8 sont fixés à la paroi de la trémie 1 en étant situés dans un plan sensiblement horizontal perpendiculaire à cette paroi au moyen des manchons 17 àbrides 18 mentionnés ci-dessus. Selon une variante de réalisation représentée à la figure 4, la goulotte 4 comporte une paroi 1 0a définissant une section plus grande que celle définie par la paroi 10 de façon à créer une cavité facilitant l'introduction des boues dans la goulotte 4 car à cet endroit, la cavité réduit localement la pression des déchets sur les parois de la goulotte. De la sorte, les boues rencontrent une résistance moindre, voire nulle, en pénétrant dans la goulotte 4 à cet endroit. Les injecteurs 8 sont fixés à la portion de paroi de liaison entre les parois 10 et 1 0a par des moyens identiques à ceux représentés à la figure 3 et sont situés dans un même plan formant un angle dièdre avec la paroi 10 de la goulotte 4. Les extrémités des injecteurs 8 sont situées sur une droite perpendiculaire au sens de circulation des déchets. Dans la variante selon laquelle les injecteurs 8 déversent des boues dans les déchets 2 au-dessus de l'alimentateur 6, ceux-ci sont solidarisés à la voûte 9 par des moyens identiques à ceux représentés en figure 3 et sont situés également dans un même plan sensiblement perpendiculaire à la paroi de la voûte 9 et au sens de circulation des déchets 2 vers la chambre de combustion 3. L'arrivée des boues dans le collecteur 1 1 peut s'effectuer à une extrémité de celui-ci s'il n'est pas d'une longueur trop importante (par exemple une longueur inférieure à 1500 mm) ou au milieu du collecteur 1 1 si sa longueur est relativement importante (supérieure à 1500 mm), la vitesse des boues dans le collecteur 11 étant toujours inférieure à la vitesse de la boue dans les injecteurs 8, par exemple une vitesse de moitié ou du tiers de la vitesse des boues dans les injecteurs L'introduction des boues dans les déchets 2 dans une zone froide en amont de la chambre à combustion de l'incinérateur permet ainsi d'éviter la formation de croûtes sur le boudin de boue sortant de chaque injecteur et donc ltobtruction des injecteurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'injection de boues dans un incinérateur de déchets ménagers ou industriels (2) par l'intermédiaire d'au moins un injecteur (8), caractérisé en ce que chaque injecteur (8) est disposé dans une zone froide du circuit des déchets (2) à incinérer en communication avec la chambre de combustion (3) et est raccordé à un collecteur de distribution (11) de plus grande section dans lequel les boues sont introduites à une pression déterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les injecteurs (8) précités sont sensiblement parallèles et répartis régulièrement sur la zone froide précitée suivant un pas ou intervalle déterminé d'au moins 50 mm et ont chacun une section de passage des boues d'au moins 20 mm de façon à diviser finement les boues et les répartir uniformément dans les déchets (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pas précité est compris entre 50 mm et 200 mm et la section de chaque injecteur (8) est comprise entre 3 cm2 et 7 cm2. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression d'introduction des boues dans le collecteur de distribution (3) est comprise entre environ 8 x 105 Pa et 30 x 105 Pa. 5 .Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport entre la section transversale du collecteur de distribution (11) et la somme des sections des injecteurs (8) est au moins supérieur à 1,5 et compris entre 1,5 et 3. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun injecteur (8) est constitué d'un tube sensiblement cylindrique fixé d'une part à une paroi (9, 10) de la zone froide précitée par l'intermédiaire d'un manchon (17) à bride (18) qu'il traverse solidaire de la paroi de la zone froide et auquel le tube est fixé par une contre-bride (19) et un garnissage (20) du type presse-étoupe et d'autre part au collecteur de distribution (11) par un piquage (15) solidaire du collecteur de distribution (11). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone froide précitée est constituée par la trémie d'alimentation (1) des déchets. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la zone froide précitée est constituée par la goulotte d'alimentation (4) en déchets de la chambre de combustion (3). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la goulotte (4) précitée comporte une cavité élargissant la section de la goulotte (4) et dans laquelle les injecteurs (8) déversent les boues et ayant un profil tel que les boues y rencontrent une faible résistance de pénétration dans la goulotte (4). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la zone froide précitée est constituée par une voûte (9) située au-dessus de l'alimentateur (6) en amont de la chambre de combustion (3). 11. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les injecteurs (8) sont situés dans un même plan sensiblement horizontal ou formant un angle dièdre avec la paroi de la goulotte (4). 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les injecteurs (8) précités sont situés dans un même plan sensiblement perpendiculaire à la paroi de la voûte (9) et au sens de circulation des déchets (2). 13. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque injecteur (8) a sa section circulaire allant en augmentant vers son extrémité pour faciliter l'écoulement des boues dans la zone froide. 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le collecteur de distribution (11) comporte un moyen, tel qu'une vanne (13), pour la vidange et le nettoyage du collecteur (11).