FR2681719A1 - Procede et dispositif de traitement d'un effluent liquide provenant d'une installation industrielle telle qu'une centrale nucleaire, en vue de son elimination. - Google Patents

Abstract

On met en contact un courant d'effluent liquide sous forme divisée avec des gaz de combustion à haute température dans un réacteur thermique (41), de manière à réaliser l'évaporation de l'effluent et la combustion d'espèces chimiques nocives contenues dans l'effluent et à former un flux gazeux à haute température contenant des substances chimiques solides. On sépare les substances solides du flux gazeux dans au moins un séparateur (50, 61, 74) et on rejette le flux gazeux séparé des substances solides. On réchauffe et on évapore au moins partiellement l'effluent liquide dans un échangeur évaporateur (55), par mise en contact thermique de cet effluent avec le flux gazeux à haute température. On obtient une vapeur peu chargée en substances chimiques nocives et un concentrat. On condense la vapeur de manière à obtenir un condensat et des gaz incondensables. Ces gaz incondensables sont recyclés dans la chambre de combustion pour oxydation des espèces organiques.

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif de traitement d'un effluent liquide provenant d'une installation industrielle, de manière à réaliser l'élimination de cet effluent et le rejet de matière non polluante dans l'environnement de l'installation. En particulier, l'invention est relative au traitement d'un effluent liquide provenant d'une centrale nucléaire.

L'exploitation d'installations industrielles telles que des usines chimiques ou des unités de production d'énergie s' accompagne généralement de la formation de grandes quantités d'effluents liquides pouvant contenir des substances chimiques nocives pour l'environnement.

Dans le cadre de l'exploitation des centrales nucléaires utilisées pour la production d'énergie électrique, les effluents liquides produits par la centrale sont susceptibles d'être faiblement ou moyennement radioactifs.

Les effluents produits par les unités industrielles se présentent généralement sous la forme de liquides plus ou moins visqueux contenant des espèces chimiques et des substances solides en solution ou en suspension. Le stockage de ces effluents pose des problèmes techniques difficiles à résoudre dans la mesure où ces effluents contiennent des substances nocives et peuvent être produits en quantités importantes. Le stockage, le contrôle et la surveillance des effluents d'une unité industrielle peuvent donc se traduire par des frais importants.

Il est donc très souvent nécessaire d'effectuer un traitement des effluents liquides en vue de l'élimination des substances nocives qu'ils contiennent, afin de pouvoir rejeter dans l'environnement les effluents non polluants sous forme liquide ou gazeuse.

On connaît des procédés de traitement d'effluents liquides par évaporation et calcination qui permettent de réduire dans une très large proportion le volume des substances nocives dont on doit assurer le stockage ou l'élimination. Dans ces procédés, on réalise une évaporation pratiquement totale de l'eau et une combustion la plus complète possible des solvants ou espèces organiques contenues dans les effluents.

En définitive, seuls les rejets solides généralement récupérés sous forme de poudre qui représentent une faible proportion du volume total des effluents sont destinés à être stockés ; les rejets gazeux sont évacués à l'atmosphère après traitement d'épuration.

On connaît un procédé de traitement d'effluents par évaporation et calcination qui consiste à introduire dans une chambre de réaction, un combustible tel que du fuel-oil, du gaz naturel ou du propane, de l'air comburant sous pression et le courant d'effluent liquide à traiter et à assurer la combustion, d'une manière telle que le courant d'effluent liquide admis dans la chambre soit atomisé sous forme de particules très fines par les gaz de combustion à très haute température qui assurent une évaporation immédiate et intense des particules d'effluent ainsi qu'une combustion des substances nocives contenues dans l'effluent.

L'atomisation de effluent et son mélange intime avec les gaz de combustion sont obtenus en réglant la trajectoire et la vitesse des courants injectés dans la chambre.

Un tel procédé, généralement désigné comme procédé "flash", est décrit par exemple dans les brevets français FR-A-2.257.326, 2.422.435 et 2.501.525.

Les substances volatiles ou solides, généralement de nature organique, sont séparées de l'eau constituant la plus grande partie des effluents, au moment de l'évaporation des particules atomisées, et sont oxydées à 1 r intérieur de la chambre de séchage et de combustion à une température qui peut être comprise entre 500 et 1000"C, suivant la composition de l'effluent.

A la sortie de la chambre d'évaporation et de combustion, les gaz produits sont chargés en matières solides produites lors de la combustion. Ces gaz à haute température sont refroidis par de l'air de dilution provenant d'un ventilateur, puis introduits dans un séparateur cyclone.

Une partie des matières solides est récupérée sous forme de poudre à la partie inférieure du cyclone et stockée dans des conteneurs étanches. Le reste des matières solides est entraîné par le flux gazeux et envoyé dans un poste de filtration fine où la quasi totalité des matières sous forme de poudre est récupérée.

Dans certaines applications industrielles, le flux gazeux obtenu en sortie du filtre peut être évacué par un ventilateur d'extraction directement à l'atmosphère, par une cheminée.

Dans le cas de certains effluents particulièrement nocifs, il est nécessaire de réaliser une filtration poussée des gaz dans des filtres à très haute efficacité avant de les rejeter à l'atmosphère.

Un tel procédé présente des inconvénients. En effet, les effluents contenant des substances organiques nécessitent pour leur destruction de hautes températures qui sont souvent supérieures à 800 . Il en résulte une forte consommation de combustible. Le coût de l'énergie consommée représente une part importante du coût global du traitement.

En outre, les gaz produits par les procédés d'évaporation et de combustion sont à une température élevée et doivent être refroidis avant leur introduction dans les unités de filtration. En effet, les unités de filtration utilisées ne peuvent admettre que des gaz à une température inférieure à 220"C et généralement à une température comprise entre 180 et 200"C.

La température des gaz sortant de la chambre de combustion est, dans le cadre du procédé décrit ci-dessus, de l'ordre de 500 à 1000"C, si bien qu'il est nécessaire de les refroidir en les mélangeant à l'air de dilution qui doit être ajouté avec un très grand débit.

Les rejets gazeux qui sont en conséquence très importants nécessitent la mise en oeuvre d'un poste de filtration ayant une très grande surface filtrante, si bien que l'équipement utilisé est très encombrant et que les coûts d'implantation et d'exploitation de cet équipement sont très élevés
Dans le cas des effluents des centrales nucléaires, les difficultés de traitement des rejets gazeux sont encore accrues du fait de la radio-activité concentrée dans les poudres véhiculées par le flux gazeux.

D'autre part, du fait de la forte dilution des matières solides dans le flux gazeux dont le débit est important, les quantités de poudre récupérées dans le séparateur cyclone sont très faibles.

On a donc proposé des installations qui comportent en série deux chambres de combustion dont la première assure une certaine concentration des effluents liquides en substance polluantes et dont la seconde assure l'évaporation et la combustion d'un concentrat obtenu par l'intermédiaire de la première chambre.

A la sortie de la première chambre, on obtient un mélange de vapeur, de gaz et de concentrat liquide qui est séparé en deux phases par un séparateur cyclone. Le concentrat est envoyé dans la seconde chambre et la phase restante qui est une phase gazeuse tenant en suspens ion des particules de liquide est envoyée dans une unité de traitement assurant en particulier le séchage du rejet gazeux.

Une telle installation présente l'avantage de permettre un meilleur rendement du séparateur cyclone dans lequel on envoie le flux gazeux à la sortie de la seconde chambre, dans la mesure où ce flux gazeux provient d'un concentrat dont la teneur en substances solides ou susceptibles d'être transformées en substances solides lors de la combustion est sensiblement plus élevée que celle de l'effluent liquide de départ.

Ce rendement reste néanmoins faible en raison du débit élevé des rejets gazeux et en outre l'installation est plus complexe dans la mesure où elle nécessite l'utilisation de deux chambres d'évaporation et de combustion et d'une unité de traitement des rejets gazeux humides.

Dans ce cas, la faible récupération des poudres dans le séparateur cyclone conduit, comme dans le cas précédent, mais dans une moindre mesure, à la mise en oeuvre d'un poste de filtration ayant une grande surface filtrante et entraîne donc des contraintes d'exploitation particulièrement importantes dans les applications au traitement d'effluents d'une centrale nucléaire.

Par ailleurs, la consommation en combustible et en énergie électrique reste très élevée.

Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de traitement d'un effluent liquide provenant d'une installation industrielle, en vue de son élimination, par évaporation et calcination, dans lequel on met en contact un courant d'effluent liquide sous forme divisée avec des gaz de combustion, de manière à réaliser l'évaporation de l'effluent et la combustion d'espèces chimiques nocives contenues dans l'effluent et à former un flux gazeux à haute température contenant des substances chimiques sous forme solide, on sépare les substances solides du flux gazeux et on rejette le flux gazeux séparé des substances solides, ce procédé ayant un rendement énergétique amélioré, permettant de traiter un flux gazeux réduit, d'obtenir un rendement satisfaisant de l'opération de séparation des substances solides et d'éviter la formation de rejets gazeux humides.

Dans ce but, on réchauffe et on évapore au moins partiellement l'effluent liquide par mise en contact thermique de cet effluent avec le flux gazeux à haute température, de manière à obtenir une vapeur peu chargée en substances chimiques nocives et un concentrat, on condense la vapeur de manière à obtenir un condensat et des gaz incondensables. Ces gaz incondensables sont recyclés dans la chambre de combustion pour oxydation des espèces organiques.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, à titre comparatif, la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'art antérieur et suivant deux modes de réalisation et la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'invention, utilisés pour le traitement d'un effluent liquide d'un réacteur nucléaire.

La figure 1 est une vue schématique d'une installation permettant la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'art antérieur et suivant un premier mode de réalisation.

La figure 2 est une vue schématique d'une installation permettant la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'art antérieur et suivant un second mode de réalisation.

La figure 3 est une vue schématique d'une installation permettant la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'invention.

Sur la figure 1, on voit une installation de traitement d'un effluent liquide, connu de l'art antérieur, permettant la mise en oeuvre d'un procédé dans lequel l'effluent liquide est atomisé et mis en contact avec des gaz de combustion à très haute température.

L'installation comporte une enceinte de réaction désignée de manière générale par le repère 1 et délimitant une chambre d'évaporation et de combustion 2 ayant une disposition verticale et surmontée par une tête d'injection 3 dans laquelle sont introduits du combustible, un comburant et l'effluent liquide, de manière à réaliser l'atomisation du courant d'effluent et son mélange intime avec les gaz provenant de la combustion du combustible en présence du comburant sous pression.

Les flux de combustible, de comburant et d'effluent sont introduits dans la tête d'injection 3, par l'intermédiaire de conduites respectives 4, 5 et 6.

La conduite d'injection de combustible 4 est reliée à un réservoir contenant un gaz combustible sous pression tel que le gaz naturel ou le propane non représenté, par l'intermédiaire d'un organe de détente et de régulation assurant l'introduction d'un flux de combustible dans la tête d'injection 3, avec un débit et une vitesse parfaitement déterminée. La conduite 4 pourrait être également reliée à un réservoir renfermant un liquide tel que le fuel-oil par l'intermédiaire d'une pompe assurant l'envoi d'un débit réglé de combustible dans la tête 3.

La conduite d'injection de comburant 5 est reliée à un surpresseur 8 permettant d'injecter de l'air comprimé dans la tête 3.

La conduite 6 d'injection d'effluent liquide est reliée par l'intermédiaire d'une pompe de transfert 10 à un circuit ou à un réservoir d'effluent liquide radioactif provenant de la centrale nucléaire.

Lorsque l'installation représentée sur la figure 1 est en fonctionnement, le combustible injecté par la conduite 4 est enflammé en présence du comburant injecté par la conduite 5 et produit une flamme et des gaz de combustion à très haute température, le courant de gaz de combustion ayant une trajectoire et une vitesse telles que ce courant puisse réaliser l'atomisation du courant d'effluent liquide introduit par la conduite 6 dans la tête 3. Le courant d'effluent liquide est mis sous la forme de fines particules en suspension dans les gaz de combustion, à l'intérieur de la tête 3, le courant gazeux comportant les gaz de combustion et les particules d'effluent étant ensuite introduit dans la chambre 2 où se produit une évaporation très rapide de l'effluent et une combustion des substances chimiques gazeuses ou solides contenues dans 1'effluent.

A la sortie de la chambre de réaction 2, à la partie inférieure de cette chambre, le courant gazeux est constitué par le mélange des gaz de combustion et de la vapeur d'eau provenant de l'effluent tenant en suspension des particules solides formées par oxydation, lors de la combustion, des substances chimiques contenues dans l'effluent.

Le courant gazeux qui est à une température élevée de l'ordre de 500 à 1000"C est récupéré dans une conduite 12 qui est reliée par l'intermédiaire d'une conduite 13 à un ventilateur 14 permettant d'injecter de grandes quantités d'air de dilution dans le mélange gazeux, pour permettre son refroidissement jusqu'à une température inférieure à 200"C.

Le mélange gazeux refroidi circulant dans la conduite 12 est envoyé dans un séparateur cyclone 15 qui assure la séparation des particules solides oxydées et du courant gazeux. On récupère à la partie inférieure du cyclone 15, une poudre constituée par les particules oxydées qui sont introduites dans un conteneur de stockage étanche 16, par l'intermédiaire d'un extracteur rotatif 17.

Le courant gazeux récupéré à la partie supérieure de la cheminée du séparateur cyclone 15 qui ren ferme encore des particules solides est envoyé dans un poste de filtration 18 comportant des éléments filtrants 18a permettant d'arrêter les particules solides encore en suspension dans le courant gazeux qui se rassemblent dans la partie inférieure du poste de filtration en forme de trémie. Les particules solides récupérées sont introduites dans un conteneur étanche 19, par l'intermédiaire d'un extracteur rotatif 20.

Le courant gazeux épuré, récupéré à la partie supérieure du poste de filtration 18, est envoyé dans un filtre à très haute efficacité 21 qui permet de retenir les dernières particules solides renfermées par le courant gazeux. Le courant gazeux qui est aspiré par un ventilateur d'extration 22 à la sortie du filtre 21 est refoulé dans une cheminée d'évacuation 23 puis rejeté dans l'atmosphère.

L'installation telle que représentée sur la figure 1 nécessite de nombreux étages successifs de filtration, dans la mesure où les rejets gazeux à la cheminée ne doivent plus comporter de trace significative de substances polluantes qui peuvent être radio-actives.

Le rendement du séparateur cyclone 15 est faible, dans la mesure où la concentration des particules solides dans le courant gazeux est elle-même très faible du fait de la forte dilution par l'air introduit dans le courant gazeux par la conduite 13.

Les débits de gaz à traiter sont extrêmement importants du fait que la température du courant gazeux doit être abaissée fortement à la sortie de la chambre de réaction avant que ce courant gazeux ne pénètre dans les filtres. En outre, le réchauffage et la vaporisation de l'effluent liquide à l'intérieur de la chambre de réaction 2 nécessite d'utiliser de grandes quantités de combustible, ce qui réduit le rendement énergétique de l'installation.

Il est d'autre part nécessaire de dépenser une énergie non négligeable pour assurer la circulation des gaz à travers les différents étages successifs de 1 'ins- tallation.

Sur la figure 2, on a représenté une installation perfectionnée selon l'art antérieur qui comporte un ensemble d'éléments de traitement et de filtration identique à l'ensemble qui vient d'être décrit et qui est représenté sur la figure 1. Les éléments correspondants des installations représentées sur les figures 1 et 2 portent les mêmes repères avec cependant l'exposant (prime) en ce qui concerne les éléments de l'installation perfectionnée représentée sur la figure 2.

L'installation représentée sur la figure 2 comporte en plus des éléments déjà décrits en ce qui concerne l'installation de la figure 1, une chambre de réaction 25 comportant une tête d'injection 26 à sa partie supérieure, un cyclone séparateur 27 relié à la partie inférieure de sortie de la chambre de réaction 25 et un poste de séparation 28 relié à la partie supérieure de la cheminée du séparateur cyclone 27.

La tête d'injection 26, située au-dessus de la chambre de réaction 25, est reliée par l'intermédiaire d'une conduite 29 à une source de combustible permettant d'introduire le combustible à débit réglé dans la tête d'injection 26, par l'intermédiaire d'une conduite 30 à un surpresseur 31 permettant d'introduire de l'air comprimé comburant dans la tête d'injection 26 et par l'intermédiaire d'une conduite 32 à une pompe de transfert 33 reliée à un réservoir d'effluents liquides permettant d'introduire un courant d'effluents liquides à débit contrôlé dans la tête d'injection 26.

Le séparateur cyclone 27 est relié, par l'intermédiaire d'un extracteur rotatif 34, à un réservoir 35 lui-même relié à la conduite 6' débouchant dans la tête d'injection 3' du réacteur 1' qui est substituée, dans ce mode de réalisation, à la conduite 6 d'introduction de l'effluent liquide de l'installation représentée sur la figure 1.

L'effluent liquide de départ introduit dans la tête d'injection 26 par la conduite 32 est atomisé sous forme de fines particules par le courant gazeux formé lors de la combustion du combustible dans le comburant sous pression introduit dans la tête 26.

L'eau contenue dans l'effluent liquide est partiellement vaporisée dans la chambre de réaction 25, de sorte qu'on récupère à la sortie de la chambre 25, un mélange de vapeur d'eau, de gaz de combustion et de liquide constitué par la fraction restante de l'effluent.

Cette fraction restante dont la concentration en substances chimiques polluantes est sensiblement plus élevée que la concentration de l'effluent constitue un concentrat.

Le mélange est envoyé dans le séparateur cyclone 27 qui assure la séparation de ce mélange en deux phases
- la phase liquide ou concentrat qui est récupérée à la partie inférieure du cyclone dans le réservoir 35,
- et une phase gazeuse humide constituée par la vapeur, les gaz de combustion et des gouttelettes de condensat qui est envoyée dans le poste de traitement 28 qui permet de séparer les gouttelettes liquides des gaz et de la vapeur d'eau.

Le concentrat est envoyé, par la conduite 6', par exemple en utilisant une pompe de transfert, dans la tête d'injection 3' du réacteur 1'.

Le concentrat est atomisé et vaporisé dans la chambre de combustion 2' de la même manière que effluent dans le cas de l'installation représentée sur la figure 1.

L'avantage de l'installation représentée sur la figure 2 est que la concentration en substances polluantes solides dans les gaz obtenus à la sortie de la chambre de combustion 2' est sensiblement plus élevée que la concentration de substances polluantes solides dans les gaz récupérés à la sortie de la chambre de réaction 2 de l'installation représentée sur la figure 1.

Cependant, les gaz récupérés à la sortie de la chambre de combustion 2' sont à une température élevée de l'ordre de 500 à 1000"C, si bien qu'il est nécessaire de les refroidir en les mélangeant à des quantités importantes d'air de dilution refoulé dans la conduite de récupération 12' par le ventilateur 14' relié à la conduite 13'.

Le rendement du séparateur cyclone 15' n'est donc pas amélioré dans des proportions importantes.

En outre, il est nécessaire d'utiliser un poste de traitement complexe 28 pour séparer les gouttelettes de liquide de la phase gazeuse humide récupérée à la partie supérieure de la cheminée du cyclone 27, ce qui est particulièrement contraignant dans les applications au traitement d'effluents radio-actifs.

L'installation représentée sur la figure 2 est donc complexe et ne permet pas d'améliorer sensiblement les performances quant au rendement du cyclone séparateur.

De plus, le rendement énergétique de l'installation perfectionnée représentée sur la figure 2 reste faible.

Sur la figure 3, on a représenté une installation permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention.

Cette installation comporte un ensemble réacteur 41 comportant une enveloppe à disposition verticale délimitant une chambre de réaction 42 surmontée par une tête d'injection 43. Dans la tête d'injection 43, débouchent des conduites d'injection 44, 45 et 46 permettant d'introduire respectivement dans la tête d'injection 43, un combustible gazeux ou liquide, un comburant constitué par de l'air comprimé et un concentrat obtenu par évaporation partielle de l'eau d'un effluent liquide.

De plus, une conduite d'introduction des gaz incondensables 47 est reliée à la tête d'injection 43.

La conduite 44 est reliée à un moyen d'alimentation en combustible à débit réglé et la conduite 45 est reliée à un surpresseur 48 permettant d'injecter de l'air comprimé comburant dans la tête d'injection 43.

L'installation comporte un séparateur cyclone 50 relié par une conduite 52 à la partie inférieure de sortie de la chambre de réaction 42. La partie inférieure de sortie des produits solides du séparateur cyclone 50 est reliée à un conteneur de stockage 54, par l'intermédiaire d'un extracteur rotatif 53.

L'installation permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention représentée sur la figure 3 comporte en particulier un échangeur évaporateur 55 qui permet d'obtenir le concentrat qui est ensuite introduit dans la tête d'injection 43 par la conduite 46, par évaporation partielle de l'eau contenue dans l'effluent liquide à traiter.

L'échangeur évaporateur 55 comporte une enveloppe 56 délimitant une capacité reliée à une conduite 57 d'introduction d'effluent liquide dans laquelle est disposé un échangeur tubulaire 58. Les tubes d'échange de l'échangeur tubulaire 58 sont reliés à l'une de leurs extrémités, par l'intermédiaire d'une conduite 59, à la partie supérieure de la cheminée du séparateur cyclone 50 et à leur autre extrémité, par l'intermédiaire d'une conduite 60, à un poste de filtration 61.

La capacité de l'échangeur évaporateur 55 délimité par l'enveloppe 56 est reliée à sa partie inférieure constituant un puits de récupération 56a à un réservoir tampon 64, par l'intermédiaire d'une conduite d'évacuation 62. Le réservoir tampon 64 est lui-même relié à une pompe de transfert 63, par l'intermédiaire d'une conduite 65.

La partie de refoulement de la pompe 63 est reliée à l'extrémité de la conduite 46 opposée à la tête d'injection 43.

Un condenseur 67 est fixé sur la partie supérieure de l'enveloppe 56 de l'échangeur évaporateur, au niveau d'un ajutage 56b mettant en communication la capacité interne de l'échangeur évaporateur avec la capacité du condenseur 67.

Un faisceau tubulaire 68 dans lequel circule un fluide de réfrigération tel que de l'eau est disposé à l'intérieur de la capacité du condenseur 67 et constitue la source froide de ce condenseur
La capacité du condenseur 67 est reliée à sa partie supérieure à la conduite 47 à son extrémité opposée à la tête d'injection 43 et à sa partie inférieure à une conduite d'évacuation 69 débouchant dans un réservoir de récupération 70.

Le poste de filtration 61 comporte une enveloppe dont la partie inférieure en forme de trémie permet de récupérer les particules arrêtées par les éléments 61' du poste de filtration 61.

Ces particules récupérées peuvent être introduites dans un conteneur de stockage étanche 72, par l'intermédiaire d'un extracteur rotatif 71.

La partie supérieure de l'enveloppe du poste de filtration 61 est reliée à un filtre à très haute efficacité 74. Le filtre 74 est lui-même relié à un ventilateur d'extraction 75 dont la partie de refoulement est reliée à une cheminée 76 d'évacuation de gaz à l'atmosphère.

On va maintenant décrire le fonctionnement de l'installation représentée sur la figure 3.

Un courant d'effluent liquide est introduit en continu dans la capacité de l'échangeur évaporateur 55, de manière que le niveau supérieur 77 de l'effluent reste sensiblement constant.

Les gaz à très haute température (500 à 1000"C) récupérés à la sortie de la chambre de combustion 42 et séparés de la plus grande partie des particules solides qu'ils contiennent sont introduits dans l'échangeur tubulaire 58 qui est totalement immergé sous le niveau 77 de l'effluent.

Sous l'effet de la chaleur fournie par les gaz à très haute température à travers la paroi de l'échangeur tubulaire, l'effluent liquide s'échauffe et se trouve porté à ébullition.

La vapeur formée s'échappe par l'ajutage 56b à l'intérieur du condenseur 67. La fraction restante de l'effluent, après évaporation d'une partie de l'eau qu'elle contient constitue un concentrat qui est évacué par la conduite 62 reliée au fond de puits 56a de l'enveloppe de l'échangeur évaporateur.

Le concentrat est stocké dans le réservoir tampon 64 dans lequel il est prélevé à débit réglé par la pompe de transfert 63.

Le concentrat prélevé dont la concentration en substances polluantes nocives est nettement plus élevée que la concentration de l'effluent de départ du fait de l'évaporation d'une fraction importante de l'eau de l'effluent est introduite à débit réglé dans la tête d'injection 43 du réacteur thermique 41.

Le concentrat est atomisé, mélangé aux gaz de combustion dans la chambre d'injection 43, puis évaporé dans la chambre de réaction 42 où les gaz de combustion réalisent également la calcination des substances nocives gazeuses ou solides contenues dans le concentrat.

Les particules oxydées solides résultant de la combustion dans la chambre 42 sont entraînées par les gaz à très haute température (500 à 1000 ) et introduites dans l'échangeur cyclone 50.

Les particules solides sont séparées en proportion importante du flux gazeux dans l'échangeur cyclone 50 et évacuées dans le conteneur de stockage étanche 54.

Du fait que le flux gazeux résulte de l'évaporation et de la combustion d'un concentrat, la forte proportion de particules oxydées contenues dans ce flux gazeux permet d'obtenir un très bon rendement de l'échangeur cyclone 50.

Le flux gazeux à haute température et renfermant une faible proportion de produits solides récupérés à la partie supérieure de la cheminée de l'échangeur cyclone 50 est envoyé par la conduite 59 dans l'échangeur tubulaire 58 pour réaliser l'échauffement et l'évaporation de l'effluent.

Après avoir traversé l'échangeur tubulaire, le flux gazeux est à une température inférieure à 200"C, de sorte qu'il peut être envoyé directement, par la conduite 60, dans le poste de filtration 61, sans être mélangé avec de l'air de dilution.

Les débits à traiter sont donc considérablement réduits par rapport aux débits correspondants dans les procédés suivant l'art antérieur.

Les gaz épurés successivement dans le poste de filtration 61 et dans le filtre à très haute efficacité 74 peuvent être évacués à l'atmosphère.

La vapeur formée dans l'échangeur évaporateur 55 et pénétrant dans le condenseur 67 est partiellement condensée sous forme d'eau distillée qui est récupéré par la conduite 69 et évacué à l'intérieur du réservoir 70.

La vapeur résiduelle et les gaz incondensables en faible quantité qui contiennent encore des substances nocives sont recyclés à l'intérieur de la tête d'injection 43 du réacteur thermique 41.

Il apparaît donc que le procédé suivant l'invention qui peut être mis en oeuvre en utilisant l'installation représentée sur la figure 3 présente l'avantage de permettre d'obtenir un très bon rendement de l'échangeur cyclone situé à la sortie de la chambre de combustion, du fait que l'évaporation et la combustion à l'intérieur du réacteur thermique sont effectuées sur un concentrat.

En outre, les gaz sortant de la chambre de combustion à très haute température sont refroidis dans un échangeur évaporateur assurant la concentration de l'effluent, ce qui permet d'éviter une dilution de ces gaz par de grandes quantités d'air. Le rendement thermique du procédé et du dispositif suivant l'invention est donc très nettement amélioré. En outre, l'installation est peu complexe, dans la mesure où elle n'utilise qu'un seul réacteur thermique et qu'elle ne nécessite pas la présence et l'utilisation d'un séparateur complexe pour le traitement de l élimination des substances nocives sous forme de particules solides de petites dimensions.

Il est bien évident également qu'on peut utiliser tout type de séparateur et tout type de filtre pour réaliser la séparation des particules solides et du courant gazeux.

L'invention s'applique non seulement dans le cas des effluents radio-actifs d'une centrale nucléaire mais également dans le cas de tout effluent d'une installation industrielle renfermant des substances nocives qui peuvent être éliminées par calcination.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1.- Procédé de traitement d'un effluent liquide provenant d'une installation industrielle, en vue de son élimination, par évaporation et calcination, dans lequel on met en contact un courant d'effluent liquide sous forme divisée avec des gaz de combustion de manière à réaliser l'évaporation de l'effluent et la combustion d'espèces chimiques nocives contenues dans l'effluent et à former un flux gazeux à haute température contenant des substances chimiques sous forme solide, on sépare les substances solides du flux gazeux et on rejette le flux gazeux séparé des substances solides, caractérisé par le fait qu'on réchauffe et qu'on évapore au moins partiellement l'ef- fluent liquide par mise en contact thermique de cet effluent avec le flux gazeux à haute température avant la mise en contact de l'effluent avec les gaz de combustion, de manière à obtenir une vapeur peu chargée en substances chimiques nocives et un concentrat, qu'on condense la vapeur de manière à obtenir un condensat et des gaz incondensables et qu'on mélange aux gaz de combustion, sous forme divisée, le concentrat et les gaz incondensables.

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on sépare les substances solides du flux gazeux avant sa mise en contact thermique avec 1 'effluent liquide.

3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on réalise une séparation complémentaire par filtration des substances solides et du flux gazeux, après le refroidissement du flux gazeux par contact thermique avec effluent liquide.

4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le flux gazeux est évacué à l'atmosphère après la filtration complémentaire.

5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la température du flux gazeux avant échange thermique avec l'effluent liquide est comprise entre 500 et 1000" et que la température du flux gazeux après échange thermique avec effluent liquide est inférieure à 200"C.

6.- Dispositif de traitement d'un effluent liquide provenant d'une installation industrielle en vue de son élimination, par évaporation et calcination, comprenant un réacteur thermique (41) dans lequel l'effluent liquide est mis en contact sous forme divisée avec des gaz de combustion obtenus à partir d'un combustible et d'un comburant dans le réacteur thermique (41), de manière à réaliser l'évaporation de l'effluent et la combustion d'espèces nocives chimiques contenues dans l'effluent et à former un flux gazeux à haute température contenant des substances solides, au moins un séparateur (50, 61, 74) pour séparer du flux gazeux les substances solides qu'il contient et des moyens (75, 76) d'évacuation du flux gazeux séparé des substances solides, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un échangeur évaporateur (55) ayant une enveloppe délimitant une capacité (56) reliée à une conduite d'introduction d'effluent liquide dans laquelle est disposé un échangeur tubulaire (58) dont les tubes sont reliés à l'une de leurs extrémités à la sortie de la chambre du réacteur thermique et à leur autre extrémité aux moyens d'évacuation (75, 76) du flux gazeux, la capacité (56) de l'échangeur évaporateur (55) étant reliée d'une part à une conduite (46) d'introduction d'effluents concentrés dans le réacteur thermique et d'autre part à un condenseur (67) de récupération de la vapeur formée dans l'échangeur évaporateur (55), relié au réacteur thermique, par une conduite (47) d'introduction de gaz incondensables.

7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'un échangeur cyclone (50) est intercalé entre la sortie de la chambre de réaction (42) du réacteur thermique (41) et l'échangeur tubulaire (58) de l'échangeur évaporateur (55).

8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé par le fait qu'au moins un filtre (61, 74) est intercalé entre l'échangeur tubulaire (58) et les moyens d'évacuation (75, 76) du flux gazeux.

9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6, 7 et 8, caractérisé par le fait que le condenseur (67) est relié à une conduite (69) de récupération de condensat et d'évacuation du condensat dans un réservoir de stockage (70).