FR2675884A1

FR2675884A1 - Method and installation (plant) for incinerating waste

Info

Publication number: FR2675884A1
Application number: FR9203516A
Authority: FR
Inventors: Trepaud Pierre
Original assignee: trepaud SA
Current assignee: trepaud SA
Priority date: 1991-01-14
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1992-10-30
Also published as: FR2675884B1

Abstract

Incinerator. The incinerator comprises a furnace (1) having a zone in which waste is loaded (2), an inlet (5) for drawing in air, an outlet (8) for releasing the smoke (fumes) and a zone (6) for unloading the ashes (cinders) and unburnt substances. The zone (6) for unloading the ashes and unburnt substances communicates with a ladle (pouch) (10) for receiving a bath equipped with a burner (12) intended to keep the bath in the molten state. Incineration of industrial and household (domestic) waste.

Description

Procédé et installation d'incinération de déchets.Process and installation for incinerating waste.

La présente invention est relative aux procédés et aux installations d'incinération de déchets comportant notamment des proportions importantes de produits difficiles à détruire par simple combustion. The present invention relates to methods and installations for incinerating waste comprising in particular large proportions of products which are difficult to destroy by simple combustion.

I1 reste ainsi des résidus contenant des imbrûlés souvent dangereux ou qui nécessitent du moins un stockage dans des conditions de sécurité dit de classe I. I1 thus remains residues containing unburnt often dangerous or which require at least storage in safety conditions called class I.

Une solution, pour supprimer tout imbrûlé, consiste à monter les cendres en température jusqu'à les fondre et à les vitrifier, ce qui rend les résidus de la combustion complètement inertes. Mais il faut pour cela atteindre des températures élevées et dépenser beaucoup d'énergie. One solution, to remove any unburnt, consists in raising the ashes in temperature until they melt and vitrify them, which makes the combustion residues completely inert. But this requires reaching high temperatures and spending a lot of energy.

L'invention pallie ces inconvénients en permettant de porter les déchets, industriels ou domestiques, aux temperatures nécessaires pour qu'il ne reste plus d'imbrûlés, tout en dépensant aussi peu d'énergie que possible. The invention overcomes these drawbacks by making it possible to bring industrial or domestic waste to the temperatures necessary so that there remains no unburnt material, while spending as little energy as possible.

Le procédé d'incinération de déchets suivant l'invention consiste à les bruler dans un four à une température de 1000 à 13000C envron, pour obtenir des f-wmées et des cendres et imbrûlés. ne procédé consiste à envoyer les cendres et imbrules dans un bain de cendres et imbrûlés maintenu à l'état fondu par la chaleur dégagée par un électrobrQleur. The waste incineration process according to the invention consists in burning them in an oven at a temperature of around 1000 to 13000C, to obtain f-wmées and ashes and unburnt. ne process consists in sending the ashes and unburned in a bath of ash and unburnt maintained in the molten state by the heat given off by an electrobrQleur.

Le bain de cendres et imbrûlés, qui est porté par exemple à une température d'au moins 15000C, et notamment de 17000C, permet d'emmagasiner de la chaleur fournie par l'électrobrûleur et de transmettre cette chaleur par conduction, d'une manière très efficace, aux déchets qui tombent dans le bain. La masse calorifique du bain permet d'amortir les différences de quantités de chaleur nécessitées par la composition et par l'arrivée variables des déchets dans le bain. En outre, ce bain présente une surface relativement grande à laquelle la chaleur rayonnée par l'électrobruleur est transmise d'une manière très efficace, notamment lorsque celui-ci est disposé de façon que sa flamme s'étende à proximité de la surface du bain. The ash and unburnt bath, which is brought for example to a temperature of at least 15000C, and in particular of 17000C, makes it possible to store the heat supplied by the electroburner and to transmit this heat by conduction, in a way very efficient, with waste falling into the bath. The heat mass of the bath makes it possible to absorb the differences in the quantities of heat required by the composition and by the variable arrival of the waste in the bath. In addition, this bath has a relatively large surface to which the heat radiated by the electro-burner is transmitted in a very efficient manner, especially when the latter is arranged so that its flame extends near the surface of the bath. .

Un électrobrQleur est un brûleur à gaz à apport d'énergie électrique, comme décrit par exemple à la demande de brevet français 89 06 560. Ce brûleur à gaz à apport d'énergie électrique comporte essentiellement un brûleur à gaz comprenant une arrivée de combustible et une arrivée d'air et, en aval, deux électrodes entre lesquelles jaillit un arc qui apporte une énergie supplémentaire à la flamme du brûleur. La flamme obtenue par la combustion de gaz naturel avec de l'air froid et à la stoechiométrie est de l'ordre de 14500C.Avec l'apport calorifique fourni par l'arc électrique, elle s'élève et peut atteindre 2700 C. La flamme obtenue est de grande dimension et a une énergie de rayonnement très importante, ce qui permet à la chaleur de bien se propager jusqu'à la grande surface libre du bain, à la différence de dispositifs de chauffage focalisés du type à plasma. An electrobrQleur is a gas burner with electric energy supply, as described for example in French patent application 89 06 560. This gas burner with electric energy supply essentially comprises a gas burner comprising a fuel inlet and an air inlet and, downstream, two electrodes between which an arc flows which provides additional energy to the burner flame. The flame obtained by the combustion of natural gas with cold air and at stoichiometry is of the order of 14500 C. With the heat input provided by the electric arc, it rises and can reach 2700 C. The flame obtained is of large dimension and has a very high radiation energy, which allows the heat to propagate well up to the large free surface of the bath, unlike focused heating devices of the plasma type.

L'invention vise également un incinérateur de déchets comprenant un four ayant une zone de chargement des déchets, une entrée d'insufflation d'ar, une sortie de dégagement des fumées et une zone de déchargement des cendres et imbrûlés. La zone de déchargement des cendres et imbrûlés communique avec une poche de réception d'un bain munie d'un électrobruleur destiné à maintenir le bain à l'état fondu. The invention also relates to a waste incinerator comprising an oven having a waste loading area, an ar blowing inlet, a smoke release outlet and an ash and unburnt discharge area. The area for discharging ash and unburnt materials communicates with a pocket for receiving a bath provided with an electroburner intended to keep the bath in the molten state.

Suivant un mode de réalisation préféré, la poche est en contrebas du four et celui-ci comporte, dans la zone de déchargement, un plan incliné raccordé à la poche. Il suffit alors de pousser les déchets dans la zone de leur chargement pour les repousser peu à peu, après qu'ils ont subi une première combustion, sur le plan incliné qu'ils dévalent d'eux-mêmes pour tomber dans le bain. According to a preferred embodiment, the pocket is below the oven and the latter comprises, in the unloading zone, an inclined plane connected to the pocket. It then suffices to push the waste into the zone of its loading to push it little by little, after they have undergone a first combustion, on the inclined plane which they roll down by themselves to fall into the bath.

Pour que l'incinérateur fonctionne automatiquement, il est en outre prévu que le bain déborde par un trop-plein dans un bassin d'eau. La quantité du bain est ainsi limitée automatiquement et les cendres et imbrûlés fondus sont vitrifiés, comme il est habituel. Pour éviter toute solidification du bain, à proximité du trop-plein, l'électrobrûleur est disposé plus près du trop-plein que du plan incliné. Le trop-plein sert aussi d'obstacle de sorte que les déchets ne passent pas directement dans le bassin. In order for the incinerator to operate automatically, it is further provided that the bath overflows through an overflow in a basin of water. The quantity of the bath is thus automatically limited and the ashes and unburnt molten are vitrified, as is usual. To avoid any solidification of the bath, near the overflow, the electroburner is arranged closer to the overflow than to the inclined plane. The overflow also acts as an obstacle so that the waste does not pass directly into the basin.

Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré, l'incinérateur comprend des moyens de détermination de la quantité de chaleur à apporter par l'électrobrûleur, par exemple un indicateur du débit d'entrée des déchets ou, de préférence, une sonde de la température du bain, de préférence une sonde pyrométrique. I1 est prévu un circuit de commande du dispositif d'apport d'énergie électrique de l'électrobrtleur, en fonction du signal émis par les moyens de détermination de la quantité de chaleur à apporter par l'électrobrûleur. Grâce à la stabilisation de la température des cendres par l'effet tampon du bain et à la possibilité de commander d'une manière i3uasF-instantanée le dispositif d'apport d'énergie électrique de l'électrobruleur, puisque cette commande s'effectue par voie électrique, il est possible de piloter l'apport d'énergie calorifique d ne maniere correspondant exactement à e qui est nécessaire pour faire brûler les imbrûlés sans excès d'apport d' énergie calorifique. Tout se conjugue ainsi pour obtenir cette combustion au moindre coût énergétique, puisque le supplément d'énergie électrique à haute température de l'électrobrûleur est utilise au mieux. According to a particularly preferred embodiment, the incinerator comprises means for determining the amount of heat to be supplied by the electroburner, for example an indicator of the waste inlet flow rate or, preferably, a temperature probe of the bath, preferably a pyrometric probe. I1 is provided a control circuit of the electrical energy supply device of the electrobrtleur, according to the signal emitted by the means for determining the amount of heat to be provided by the electroburner. Thanks to the stabilization of the ash temperature by the buffer effect of the bath and to the possibility of controlling in an i3uasF-instant manner the device for supplying electrical energy to the electroburner, since this control is carried out by electrically, it is possible to control the calorific energy supply in a manner corresponding exactly to e which is necessary to burn the unburnt without excess calorific energy supply. Everything is combined to obtain this combustion at the lowest energy cost, since the extra electrical energy at high temperature of the electroburner is used at best.

Au dessin annexé, donné uniquement 3 titre d'exemple
la figure 1 est un schéma d'un incinérateur suivant l'invention, et
la figure 2 est un schéma de l'electrobrtleur de l'incinérateur de la figure 1.In the accompanying drawing, given only 3 examples
FIG. 1 is a diagram of an incinerator according to the invention, and
Figure 2 is a diagram of the electro-burner of the incinerator of Figure 1.

Le four est constitué d'une carcasse 1 en matériau réfractaire qui définit essentiellement les zones suivantes
A. Une zone de chargement 2 constituée d'un sas, pour éviter
les entrées d'air froid et munie d'un poussoir non
représenté, permettant d'introduire les déchets dans la
zone 3 suivante.The oven consists of a carcass 1 of refractory material which essentially defines the following zones
A. A loading area 2 consisting of an airlock, to avoid
cold air inlets and fitted with a non-push button
shown, allowing waste to be introduced into the
next zone 3.

B. Cette zone 3 d'avance permet de canaliser les déchets,
lors des enfournements.B. This zone 3 in advance allows waste to be channeled,
in the oven.

C. Une zone de combustion 4 munie de buses 5 d'injection
d'air.C. A combustion zone 4 provided with injection nozzles 5
of air.

D. Une zone de fusion 6 délimitée par un plan incliné 7
raccordé au bas de la zone 4 du four.D. A fusion zone 6 delimited by an inclined plane 7
connected to the bottom of zone 4 of the oven.

E. Les fumées provenant de la combustion, dans la zone 4 et
dans la zone 6, sortent par une sortie 8 de dégagement
des fumées, dans laquelle elles se mélangent avant de
passer dans une zone 9 de post-combustion oû est injecté,
si nécessaire, de l'air secondaire nécessaire à
l'oxydation et à la destruction complète des carbones des
matières organiques et des diverses molécules subsistant
encore et susceptibles de provoquer des nuisances.E. Fumes from combustion in zone 4 and
in zone 6, exit via an exit 8 for clearance
fumes, in which they mix before
pass into a post-combustion zone 9 where is injected,
if necessary, secondary air required to
oxidation and complete destruction of the carbon
organic matter and various molecules remaining
again and likely to cause nuisance.

Le bas du plan incliné 7 délimite une poche 10 munie dlun trop-plein 11. Un électrobrQleur 12 dirige sa flamme sur la surface libre du bain de cendres et d' imbrûlés contenus dans la poche. Ce bain déborde du trop-plein 11 et tombe dans un bassin 13 empli d'eau où le magma fondu se fractionne en petits morceaux vitrifiés sous l'effet du choc thermique brutal. Un extracteur 14 retire en permanence ces éléments vitrifiés. The bottom of the inclined plane 7 delimits a pocket 10 provided with an overflow 11. An electrobrQleur 12 directs its flame on the free surface of the ash and unburnt bath contained in the pocket. This bath overflows from the overflow 11 and falls into a basin 13 filled with water where the molten magma breaks up into small vitrified pieces under the effect of the brutal thermal shock. An extractor 14 permanently removes these vitrified elements.

Une sonde pyrométrique de teipérature 15 détecte la température du bain contenu dans la poche 10 et, par un circuit électrique de commande 16, commande le dispositif 17 d'alimentation électrique de 1'électrobrûleur 12. A temperature pyrometric probe 15 detects the temperature of the bath contained in the bag 10 and, by an electrical control circuit 16, controls the device 17 for supplying electrical power to the electroburner 12.

Comme illustré à la figure 2, l'électrobrûleur se compose essentiellement de deux parties. D'une part, un brûleur à gaz 18 ayant un conduit d'alimentation en combustible 19 et un conduit d'alimentation en air 20 et, d'autre part, un dispositif d'apport d'énergie électrique comportant essentiellement deux électrodes 21, 22, entre lesquelles jaillit un arc 23 qui porte la température de la flamme issue du brûleur 18 à une valeur que l'on peut régler par le dispositif 17. As illustrated in Figure 2, the electroburner essentially consists of two parts. On the one hand, a gas burner 18 having a fuel supply duct 19 and an air supply duct 20 and, on the other hand, an electrical energy supply device essentially comprising two electrodes 21, 22, between which an arc 23 which brings the temperature of the flame from the burner 18 to a value which can be adjusted by the device 17.

Lorsque les déchets ont un pouvoir calorifique inférieur trop bas, on peut leur ajouter un produit combustible avant de les introduire dans le four, ou bien assurer un apport complémentaire d'énergie grâce à un brûleur situé dans la zone de combustion 4. When the waste has too low a lower calorific value, it is possible to add a combustible product to it before introducing it into the furnace, or else to provide an additional supply of energy by means of a burner located in the combustion zone 4.

Claims

1. A method of incinerating waste by burning it in an oven at a temperature of about 1000 to 13000C to obtain smoke and ash and unburnt, characterized in that it consists in sending the ashes and unburnt in an ash bath and unburned maintained in the molten state.

2. A method of incinerating waste according to claim 1, characterized in that it consists in maintaining the bath temperature at least 15000C and, preferably, at least 17000C.

3. Waste incinerator having a loading zone (2) for waste, an inlet (5) for blowing air, a discharge outlet (8) for smoke and an unloading zone (6) for ashes and unburnt materials, characterized in that the area for discharging ash and unburnt matter communicates with a pocket (10) for receiving a bath provided with a burner (12) with high radiation energy intended to maintain the bath in the state molten.

4. Incinerator according to claim 3, characterized in that the burner (12) is a flame burner and is arranged so that its flame extends near the surface of the bath.

5. Incinerator according to one of claims 3 or 4, characterized in that the burner (12) is a gas burner.

6. Incinerator according to one of claims 3 to 5, characterized in that the bath overflows by an overflow (11) in a water tank (13).

7. Incinerator according to claim 6, characterized in that the burner (12) is closer to the overflow (11) than to the oven (1).