Brevet FR2767906A1 — publié le 19990305

Dispositif de captation et d'évacuation des poussières entraînées dans les fumées provenant d'un équipement thermique. L'invention concerne le domaine du traitement des fumées provenant d'équipements thermiques tels que notamment, mais non exclusivement, les fours d'incinération des ordures ménagères. De tels équipements rejettent des fumées qui contiennent des résidus solides sous forme de cendres volantes appelées communément poussières. De par la toxicité que ces résidus peuvent présenter, les fumées relâchées dans l'atmosphère ne doivent pas présenter un taux de cendres volantes excédant un seuil fixé par voie réglementaire. De tels résidus doivent donc être récupérés et traités, afin d'obtenir des fumées contenant une quantité de poussières la plus faible possible. Dans ce but, il est donc nécessaire de dépoussiérer les fumées avant de les relâcher dans l'atmosphère. A cet effet, il est connu d'évacuer les fumées dans un conduit présentant une configuration coudée permettant de concentrer les poussières contenues dans ces fumées sur certaines des parois de ce conduit. Les "escarbilles" formées, résultant de l'agrégation de ces poussières sont ensuite récupéreés par gravité et évacueés par une trémie spécialement prévue à cet effet dans la partie inférieure du conduit. Elles doivent ensuite être traitées de façon à diminuer leur toxicité. C'est plus précisément à ce type de conduit, communément dénommé "parcours" par l'homme de l'art, que se rapporte la présente invention. Les parcours de fumées connus de l'état de la technique montrent plusieurs inconvénients. En premier lieu, ils ne permettent qu'une faible récupération des poussières contenues dans les fumées, de l'ordre de 25 %. Les dispositions réglementaires actuellement en vigueur dans la majorité des pays industrialisés tendent à restreindre la teneur maximale en poussières des fumées relâchées dans l'atmosphère. II existe donc un besoin pour des dispositifs permettant d'augmenter la rétention de ces résidus et, corollairement, de diminuer la teneur en poussières des fumées relâchées dans l'atmosphère. On notera également que l'élimination des résidus ultimes représente un coût de 10 à 15 % des charges d'exploitation d'une usine de traitement des déchets. II existe donc également un besoin pour des dispositifs permettant de réduire ce coût. De plus, les cendres volantes récupérées selon l'état de la technique présentent une toxicité nécessitant de les traiter selon des méthodes coûteuses de stabilisation puis élimination en décharge de classe 1. En ce qui concerne les fumées provenant de l'incinération des ordures ménagères, ces résidus servent ainsi de support et de catalyseurs pour la condensation des métaux lourds et la formation de dioxine. L'élimination des poussières représente donc un coût de 10 à 15 % des charges d'exploitation d'une usine de traitement des déchets. II existe donc également un besoin pour un dispositif permettant de diminuer la toxicité relative des résidus entraînés dans les fumées et leur élimination par des voies de traitement moins coûteuses. Ces différents objectifs sont atteints grâce à l'invention qui concerne un dispositif de captation et d'évacuation des poussières entraînées dans les fumées provenant d'un équipement thermique comprenant: - au moins un conduit présentant au moins une portion descendante et au moins une portion ascendante et permettant de concentrer au moins une partie des poussières contenues dans ces fumées sur au moins une surface essentiellement verticale de ce conduit, et - des premiers moyens d'évacuation des poussières arrêtées par ladite surface verticale, caractérisé en ce qu'il présente des moyens de captation de poussières incluant une plaque disposée essentiellement parallèlement à ladite surface verticale de façon à former avec celle-ci une double-paroi et des seconds moyens d'évacuation des poussières piégées entre ladite plaque et ladite surface prévus à l'extrémité inférieure de ladite double-paroi. Une telle double-paroi permet de piéger une partie supplémentaire des poussières présentes dans les fumées. En pratique, elle permet de doubler le taux de captation et de faire passer celui-ci de 25 % à plus de 50 %. Afin de permettre aux escarbilles formées sur la surface verticale d'être mieux évacuées vers les seconds moyens d'évacuation, il est nécessaire de prévoir des moyens d'échappement du fluide gazeux, après qu'au moins une partie des solides qu'il contenait ait été piégée par la double-paroi. Ainsi, selon une variante de l'invention, ladite plaque formant double-paroi avec la surface verticale est ajourée dans sa partie inférieure. Bien que l'on pourra prévoir l'adaptation du dispositif de captation de poussières selon l'invention sur n'importe quel type de parcours, préférentiellement, ladite surface verticale de celui-ci est délimitée par une paroi centrale séparant ladite portion descendante et ladite portion ascendante dudit conduit. Selon une variante de l'invention, cette paroi peut également être ajourée dans sa partie inférieure pour permettre l'échappement du fluide après piégeage des cendres qu'il contient par la double-paroi. Selon une variante intéressante de l'invention, ladite plaque peut aussi présenter une section transversale coudée formant avec ladite surface au moins un goulot d'étranglement. Une telle configuration aura pour avantage d'augmenter le taux de piégeage des poussières et accroîtra ainsi l'efficacité du dispositif. Selon une autre variante, ladite paroi centrale pourra aussi présenter une section transversale coudée visant à former un goulot d'étranglement propice à faciliter la captation des poussières et leur acheminement vers lesdits seconds moyens d'évacuation. On notera que l'on pourra envisager différents modes de réalisation des seconds moyens d'évacuation précités des poussières agglomérées ("escarbilles") grâce à la double-paroi selon l'invention. Toutefois, préférentiellement, ceux-ci incluent une goulotte avantageusement équipée d'une vis sans âme permettant d'évacuer en continu les escarbilles récupérées. Egalement avantageusement, ces moyens d'évacuation de poussières sont conçus pour réacheminer lesdites poussières vers ledit équipement thermique d'où elles proviennent. Selon une autre variante préférentielle de l'invention, le conduit équipé du dispositif à double-paroi selon l'invention comprend un écran formant déflecteur prévu à l'entrée de ladite portion de conduit descendante, ledit conduit permettant de diriger lesdites poussières vers ladite surface verticale. Grâce à un tel écran déflecteur, il est possible d'augmenter le taux de poussières rencontrant la surface verticale et ainsi d'augmenter les quantités de poussières piégées par la doubleparoi. On notera par ailleurs également, qu'avantageusement, les premiers moyens d'évacuation de poussières comprennent une chambre de tranquillisation et une goulotte pourvue d'une vis sans âme. Une telle chambre de tranquilisation a pour objet d'augmenter encore le taux de poussières récupérées par le dispositif selon l'invention. Enfin, bien que l'invention puisse être utilisée sur n'importe quel conduit d'évacuation fumée, on notera également que ledit équipement thermique est préférentiellement un four d'incinération d'ordures ménagères. L'invention ainsi que les différents avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci en référence aux dessins dans lesquels; - la figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'une partie d'un dispositif connu d'évacuation de fumées selon l'état de la technique incluant des moyens de récupération d'une partie des poussières contenues dans ces fumées; - la figure 2 représente une vue schématique en coupe transversale d'une partie d'un dispositif d'évacuation de fumé selon l'invention incluant un mode de réalisation des moyens de captation de poussières selon l'invention; - la figure 3 représente une vue schématique d'un second mode de réalisation des moyens de captation proposés par l'invention. En référence à la figure 1, le dispositif d'évacuation de fumées chargées en poussières provenant d'un équipement thermique selon l'état de la technique comprend un conduit 1 ("parcours") présentant une portion descendante 2 ("parcours descendant") et une portion ascendante 3 ("parcours ascendant"). Ces deux portions 2, 3 sont délimitées entre elles par une paroi verticale 9 montrant dans la portion descendante 2 une surface verticale 4. Le parcours du fluide (fumées) dans le conduit 1 est symbolisé par trois flèches. Au cours de ce parcours dans la portion de conduite descendante 2, une partie importante des poussières des fumées est concentrée sur la surface 4 verticale du conduit 1. Une quantité moindre de poussières s'agglomère sur la surface 4a du conduit faisant face à la surface 4. Les poussières ainsi stoppées forment des agrégats dont la densité permet leur évacuation par gravité vers des premiers moyens d'évacuation 5. Ces premiers moyens d'évacuation sont constitués par le fond du conduit 1 formant trémie, par une goulotte 13 prévue dans le fond de cette trémie et par une vis sans âme 14 équipant ladite goulotte. Après s'être agglomérées sur les surfaces 4 et 4a, les poussières glissent dans la trémie et sont évacuées par la vis 14. Comme on peut le voir sur la figure 1, certaines escarbilles provenant de la surface 4 ne présentent pas une densité suffisante pour résister à la force d'écoulement du fluide se déplaçant en continu dans le conduit et être récupérées par les moyens de récupération 5. Elles se trouvent donc réentrainées sous formes de réenvols dans les fumées. Le taux de récupération des poussières est ainsi relativement faible. En pratique de l'ordre de 25 %. Les moyens selon l'invention permettent de doubler ce taux et donc de récupérer 50 % des poussières contenues dans ces fumées. Ces moyens sont décrits ci-après en référence à la figure 2 pour un premier mode de réalisation, et en référence à la figure 3 pour un deuxième mode de réalisation. En référence à la figure 2, le conduit d'évacuation de fumées chargées en poussières représenté présente également un portion de conduit descendante 2 et une portion de conduit ascendante 3, délimitées par une paroi verticale 9 ainsi que des premiers moyens d'évacuation 5 des escarbilles. Conformément à la présente invention, le conduit comprend également des moyens de captation de poussières 6 incluant une plaque 7 formant avec la surface 4 de la paroi 9 une double-paroi. Cette double-paroi est pourvue dans sa partie inférieure de second moyens 8 d'évacuation des escarbilles piégées entre la surface 4 et la surface interne de la plaque 7. Le dispositif comprend par ailleurs un écran formant déflecteur 16 prévu à l'entrée de ladite portion de conduit descendante 2. Cet écran 16 permet de diriger les poussières transportées par le flux gazeux symbolisé par les flèches vers la surface verticale 4 de la paroi 9, surface sur laquelle ces poussières peuvent s'agglomérer sous forme d'escarbilles et glisser vers la double paroi. Après avoir pénétré dans la double-paroi, les escarbilles se trouvent piégées dans celles-ci et peuvent être récupérées par les seconds moyens d'évacuation 8. Ceux-ci comprennent une goulotte 11 équipée d'une vis sans âme 12. Les escarbilles ainsi récupérées sont ensuite réacheminées vers l'équipement thermique (non représenté) dont proviennent les fumées. Afin d'autoriser une meilleure efficacité de la double-paroi, la paroi 9 est ajourée dans sa partie inférieure pour permettre l'évacuation du fluide transitant à l'intérieure de la double-paroi. En pratique, des essais ont permis d'établir que la double-paroi selon l'invention permettait de retenir 25 % des résidus contenus dans les fumées transitant dans le conduit, portant de le taux de récupération totale à 50 % (25 % pour les premiers moyens d'évacuation 5, et 25 % pour les second moyens d'évacuation 8). On notera également que pour augmenter encore le taux de récupération des résidus volatils, les premiers moyens d'évacuation 5 incluent une chambre de tranquilisation 15 prévue juste au-dessus de la goulotte 13 qui permet d'éviter les réenvols de poussières à ce niveau. En référence à la figure 3, un autre mode de réalisation de la double-paroi selon l'invention est représenté. Dans ce mode de réalisation, la plaque 7a délimitant cette double-paroi présente une configuration coudée délimitant un étranglement 10 permettant d'accroître l'efficacité du piégeage des poussières et ainsi d'augmenter encore l'épuration des fumées. De plus, selon ce mode de réalisation, ce n'est plus la paroi 9 qui est ajourée pour permettre l'écoulement du fluide gazeux transportant les fumées mais une partie de la plaque 7a (voir partie en ligne pointillée). Les modes de réalisation de l'invention ici décrits n'ont pas pour objet de réduire la portée de l'invention. II pourra donc y être apporté de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. En particulier, on noter que la plaque délimitant la double-paroi pourra présenter des formes différentes de celles indiquées et que cette plaque pourra être positionnée en un autre endroit du conduit que celui préconisé. REVENDICATIONS 1. Dispositif de captation et d'évacuation des poussières entraînées dans les fumées provenant d'un équipement thermique comprenant: - au moins un conduit (1) présentant au moins une portion descendante (2) et au moins une portion ascendante (3) et permettant de concentrer au moins une partie des poussières contenues dans ces fumées sur au moins une surface (4) essentiellement verticale de ce conduit (1), et - des premiers moyens d'évacuation (5) des poussières arrêtées par ladite surface verticale, caractérisé en ce qu'il présente des moyens de captation de poussières (6) incluant une plaque (7,7a) disposée essentiellement parallèlement à ladite surface verticale de façon à former avec celle-ci une double-paroi et des seconds moyens d'évacuation (8) des poussières piégées entre ladite plaque (7) et ladite surface (4) prévus à l'extrémité inférieure de ladite double-paroi. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite plaque (7a) est ajourée dans sa partie inférieure. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ladite surface (4) est délimitée par une paroi centrale (9,9a) séparant ladite portion descendante (2) et ladite portion ascendante (3) dudit conduit. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que ladite paroi (9a) étant ajourée dans sa partie inférieure. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite plaque (7a) présente une section transversale coudée formant avec ladite surface (4) au moins un goulot d'étranglement (in). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ladite paroi centrale (9) présente une section transversale coudée. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que lesdits seconds moyens d'évacuation de poussières (8) incluent une goulotte (Il). 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que ladite goulotte (11) est équipée d'une vis sans âme (12). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que lesdits moyens d'évacuation de poussières (8) sont conçus pour réacheminer lesdites poussières vers ledit équipement thermique. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que ledit conduit (1) comprend un écran formant déflecteur (16) prévu à l'entrée de ladite portion de conduit descendante (2), ledit écran permettant de diriger lesdites poussières vers ladite surface verticale (4) . 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que lesdits premiers moyens d'évacuation de poussières (5) comprennent une chambre de tranquillisation (15) et une goulotte (13) pourvue d'une vis sans âme (14). 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 caractérisé en ce que ledit équipement thermique est un four d'incinération d'ordures ménagères.