Brevet FR2736278A1 — publié le 19970110

PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT DE FUMEES D'INCINERATION DE DECHETS AVEC RECYCLAGE D'UN SEL REGENERE ISSU DU TRAITEMENT D'UN PRODUIT SALIN POLLUE PAR DES MATIERES ORGANIQUES. L'invention a trait au domaine du traitement des déchets. Elle concerne en particulier un procédé de traitement des fumées produites par une incinération de déchets, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre dudit procédé. Les déchets visés par la présente invention sont d'origine et de nature très diverses. Au sens large, ce sont des matériaux rejetés ou laissés comme résidus d'un processus ou d'une opération, et qui n'ont pas de valeur immédiate. Les déchets sont généralement instables au plan physico-chimique et comportent des molécules toxiques qui peuvent présenter des dangers pour 1 'environnement. Aussi, leur mise en décharge exige bien souvent un traitement préalable. On connaît différents procédés de traitement des déchets. Parmi ces procédés, les procédés dits d'incinération proposent de porter les déchets à une température de l'ordre de 1000 OC. A cette température, lesdits déchets subissent une transformation physicochimique et forment des mâchefers et des fumées d'incinération composées essentiellement de gaz d'incinération et de cendres volantes. Les fumées d'incinération, éventuellement débarrassées des cendres volantes, sont alors traitées dans un réacteur dans lequel on introduit des matières réactives telles que de la chaux ou des sels purs, qui vont fixer et stabiliser les molécules toxiques et/ou dangereuses. Elles sont ensuite évacuées dans l'atmosphère, les matières réactives transformées étant mises en décharge, par exemple après une solidification. Cependant, ces procédés d'incinération sont coûteux. En effet, ils nécessitent, d'une part, l'acquisition de matières réactives qui ne sont pas des déchets et qui, de ce fait, ont un prix. Ils conduisent, d'autre part, à une mise en décharge desdites matières, ce qui constitue, pour un industriel du domaine du traitement des déchets, un inconvénient majeur étant donné que les tarifs d'une mise en décharge sont proportionnels au volume et/ou au poids des déchets. Par ailleurs, la demande de brevet française déposée le 19 juin 1995 et enregistrée sous le numéro 95.07276 décrit un procédé de traitement en lit fluidisé de déchets constitués de produits salins pollués par des matières organiques, destiné à régénérer des sels minéraux sensiblement exempts de matières organiques. La présente invention a pour but de proposer un procédé de traitement des fumées d'incinération, qui pallie les inconvénients précités, et qui permette notamment d'assurer une fixation et une stabilisation physico-chimique de certains composés, en particulier acides, desdites fumées, sans pour autant nécessiter de matières réactives qui ne sont pas des déchets. Ce but, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, est atteint grâce à un procédé selon lequel les fumées ou les gaz d'incinération sont mis au contact, dans un réacteur, d'un réactif comportant des particules salines issues du traitement d'un produit salin pollué par des matières organiques. Aussi, l'invention a pour premier objet un procédé de traitement de fumées d'incinération de déchets soufrés et/ou chlorés, selon lequel - on incinère lesdits déchets dans un four d'incinération - on récupère les fumées acides produites par ladite incinération et comportant des gaz d'incinération et des cendres volantes - on introduit les gaz d'incinération dans un réacteur et, caractérisé en ce que - on met en contact, dans ledit réacteur, lesdits gaz d'incinération et des particules de faible granulométrie d'un sel régénéré, ledit sel régénéré étant issu du traitement, dans une unité de dépollution, d'un produit salin pollué par des matières organiques. En outre, l'invention a pour second objet une installation de traitement de fumées d'incinération de déchets soufrés et/ou chlorés, comportant - un four d'incinération desdits déchets ; - un réacteur et, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre - une unité de dépollution d'un produit salin pollué par des matières organiques. La description qui va suivre, et qui ne comporte aucun caractère limitatif, permettra de mieux comprendre la manière dont l'invention peut être mise en oeuvre. Elle doit être lue au regard des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 montre, de manière schématique, la succession des étapes d'un procédé selon l'invention, ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre dudit procédé. Selon l'invention, on traite des fumées d'incinération de déchets. Ces déchets, référencés 1 en figure 1, sont en particulier des déchets industriels ou des ordures ménagères, sous une forme solide, liquide ou pâteuse, qui comportent des composés chlorés, des composés soufrés, ainsi que d'autres composés toxiques, c'est-àdire dangereux pour l'environnement. A cet effet, lesdits déchets 1 sont introduits dans un four d'incinération 2. Ce four 2 est un four tournant ou un four à grille. Il est porté à une température comprise entre environ 900 et 1100 OC, par exemple de l'ordre de 1000 OC. A cette température, les déchets 1 sont oxydés et la plupart des composés toxiques qu'ils comportent se décomposent. Par exemple, les composés soufrés s'oxydent en anhydride sulfureux S02 et les composés chlorés se décomposent en HCl. A la sortie du four 2, on obtient alors, d'une part, des mâchefers 3 et, d'autre part, des fumées d'incinération acides 4 comprenant des gaz d'HCl et de S02. Les mâchefers 3 sont séparés par gravité des fumées d'incinération 4 dans une chambre de postcombustion 5 placée immédiatement à la sortie du four d'incinération 2. Dans cette chambre 5, la température est voisine de 1000 OC. Aussi, les réactions d'oxydation et de décomposition, qui se sont déroulées dans le four 2, se poursuivent. Les fumées d'incinération 4 sont composées d'un mélange de gaz d'incinération 6 et de cendres volantes 7. Le mélange de gaz d'incinération 4 est un mélange acide comportant 10 à 15 % en poids d'o2, 10 à 15 % en poids de gaz carbonés CO et C02, 20% en poids d'H20 sous forme gazeuse, de l'azote N2, jusqu'à 10 g/m3 environ d'acide chlorhydrique HCl sous forme gazeux, 5 à 7 g/m3 environ de gaz soufrés tels que S02 et, en moindre quantité, S03, quelques nanogrammes de dioxines et des métaux lourds en proportion variable. Les cendres volantes 7 comprennent notamment les composés suivants : Sio2, CaO, A1203, Fe203, MgO, Na2O, K20, Mn, C (imbrûlés), P, S, Cl, Zn, Cd, Mg, Pb, Cu, Ni, Sn, Cr, et Ba. Dans l'exemple ici décrit, les fumées d'incinération 4 sont introduites dans une chambre de récupération 8. Dans cette chambre 8, l'énergie desdites fumées 4, emmagasinée sous forme de chaleur, est récupérée, et les gaz d'incinération 6 sont séparés des cendres volantes 7. Les gaz d'incinération 4 sont alors introduits dans une chaudière 9 où ils sont rapidement refroidis, puis dans un réacteur 10. Ce réacteur 10 est relié à une unité de dépollution d'un produit salin pollué par des matières organiques 11. Cette unité, ainsi que le produit salin 11, qui constitue un déchet, sont décrits dans la demande française 95.07276 précitée et dont le contenu est ici incorporé par référence. Conformément à la description de cette demande, le produit salin 11 est traité dans un lit fluidisé 12 où les matières organiques polluantes sont brûlées, des gaz de combustion 13 étant séparés des résidus de combustion ou sels régénérés 14 par un cyclone 15. Ces sels régénérés 14 comportent, par exemple du CaC03 et/ou du Na2C03. Toutefois, ce sont des déchets car, bien que sensiblement exempts de matières organiques polluantes, ils en comportent toujours une certaine quantité, le carbone total (CT) desdits sels 14 étant de l'ordre de 1 %. Selon l'invention, afin de recycler le sel régénéré 14, on met en contact, dans le réacteur 10, les gaz d'incinération 6 et des particules 16 de faible granulométrie dudit sel 14. Ces particules 16 constituent un déchet. Elles ont une granulométrie comprise entre environ 5 et 15 pm. Aussi, les sels régénérés 14, qui ont une granulométrie moyenne de l'ordre de 50 pm, sont broyés dans un broyeur 17 avant d'être introduits dans le réacteur 10 par des moyens d'introduction. Là, les particules 16 sont mises en suspension dans le courant gazeux 6 et réagissent, dans le réacteur 10, en milieu sec, avec les gaz d'incinération 6. Cette réaction est principalement une neutralisation des gaz acides soufrés et chlorés des gaz d'incinération acides 6 conforme aux réactions suivantes En outre, les particules 16 ont une action sur d'autres polluants tels que les dioxines. Dans une autre étape de l'invention, les particules 16, en suspension dans les gaz 6, sont transportées jusqu'à un filtre 18 au moins. Ce filtre 18 est par exemple un filtre à manches ou un électrofiltre. Il est destiné à séparer les particules 16 ayant réagi des gaz 6. Toutefois, à la sortie du filtre 18, les gaz 6 comportent encore de l'acide chlorhydrique ainsi que d'autres polluants notamment, des métaux lourds. De ce fait, on réalise un traitement supplémentaire desdits gaz 6 dans un réacteur 19, en milieu humide. Ce réacteur 19 est composé de différents étages. Dans un premier étage ou étage humide saturé en eau, on refroidit les gaz 6 jusqu'à une température de l'ordre de 70 OC environ. Dans un second étage ou étage acide, on lave les gaz 6 à l'eau. En particulier, l'eau capte les acides forts tels que l'HCl. Les métaux lourds à l'état gazeux sont alors, à un pH de l'ordre de 2, ionisés et se dissolvent dans l'eau. Enfin, dans un troisième étage dit basique, dont le pH est en fait compris entre 6,8 et 7, on capte les acides faibles tels que le SO2 résiduel qui, en milieu neutre, se dissout parfaitement bien dans l'eau. A la sortie du réacteur 19, les gaz épurés 20, c'est-à-dire sensiblement exempts d'acides et de métaux lourds, sont entraînés par un ventilateur 21 puis rejetés dans l'atmosphère. Par ailleurs, selon l'invention, les gaz de combustion 13 séparés des sels régénérés 14 par le cyclone 15, qui sont constitués principalement de C02 et H2O, mais qui comportent en outre des gaz soufrés et chlorés, sont introduits dans la chambre de postcombustion 5 en vue de subir le même traitement que les gaz d'incinération 6. Les gaz de combustion 13 ne peuvent, en effet, pas être évacués tels quels dans l'atmosphère. On notera que lesdits gaz 13 sont, à la sortie du cyclone 15, à une température comprise entre 500 à 6000C et que, de ce fait, leur introduction dans la chambre 5 n'exige pas une élévation en température considérable pour atteindre les 1000"C. il résulte de ce qui précède que l'on aura, grâce à l'invention, recyclé le sel régénéré 14 ainsi que les gaz de combustion 13 en traitant les fumées d'incinération 4 des déchets 1. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de fumées d'incinération de déchets (1) soufrés et/ou chlorés, selon lequel - on incinère lesdits déchets (1) dans un four d'incinération (2) - on récupère les fumées acides (4) produites par ladite incinération et comportant lesdits gaz d'incinération et des cendres volantes - on introduit les gaz d'incinération (6) dans un réacteur (10) et, caractérisé en ce que - on met en contact, dans ledit réacteur (10), ces gaz d'incinération (6) et des particules (16) de faible granulométrie d'un sel régénéré (14), ledit sel régénéré (14) étant issu du traitement, dans une unité de dépollution, d'un produit salin pollué par des matières organiques (11). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'incinération des déchets s'effectue à une température comprise entre 900 et 1100 OC environ et que, à cette température, les fumées d'incinération comportent jusqu'à 10 g/m3 d'HCl et/ou 5 à 7 g/m3 environ de gaz soufrés tels que 502. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les gaz d'incinération (6) comportent de l'HCl et/ou du S02, les particules (16) comportent du CaCO3 et/ou du Na2CO3, et que lesdits gaz d'incinération (6) sont neutralisés par lesdites particules (16) selon les réactions suivantes 4. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les particules (16), de granulométrie comprise entre 5 et 15 ym environ, sont obtenues par broyage des sels régénérés (14). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on traite le produit salin (11) pollué par des matières organiques dans un lit fluidisé (12). 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des gaz de combustion (13) issus de l'unité de traitement sont introduits dans leur chambre de post-combustion (5). 7. Installation de traitement de fumées d'incinération (4) de déchets (1) soufrés et/ou chlorés, comportant - un four d'incinération (2) desdits déchets (1) ; - un réacteur (10) et, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre - une unité de dépollution d'un produit salin pollué par des matières organiques (11) 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'unité de dépollution du produit salin (11) comporte un lit fluidisé (12).