EP0699868A1 - Procédé d'incinération auto-thermique de boues et éventuellement en outre d'ordures ménagères - Google Patents

Procédé d'incinération auto-thermique de boues et éventuellement en outre d'ordures ménagères Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/001—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for sludges or waste products from water treatment installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/008—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor adapted for burning two or more kinds, e.g. liquid and solid, of waste being fed through separate inlets

Definitions

  • the present invention relates to a process for the auto-thermal incineration of sludge from urban and / or industrial water treatment plants. According to a second aspect of this invention, this method can be implemented so as to simultaneously incinerate such sludge and household waste.
  • the present invention proposes to provide a process which can be implemented in an extremely compact installation, which in particular makes it possible to reduce operating and maintenance costs, and to carry out automation, with relatively simple means, of all the operations leading to this auto-thermal incineration of the sludge, possibly simultaneously with household waste.
  • the present invention proposes to improve the method mentioned above lastly.
  • the invention relates to a process for the auto-thermal incineration of sludge from urban and / or industrial water treatment plants, characterized in that it consists in carrying out dewatering the sludge by centrifugation-drying, using the sensible heat of the fumes from the incineration furnace, said dehydrated sludge and in pulverulent form being introduced into the incineration furnace.
  • this invention relates to a process for the auto-thermal incineration of sludge from urban and / or industrial water treatment plants and household waste, characterized in that it consists in dehydrating the sludge by centrifugation-drying using the sensible heat of the fumes from the incineration furnace, said dehydrated sludge being introduced, in powder form, into the incineration furnace at the same time as household waste.
  • the sludge from the centrifugation-drying stage can be reintroduced into the incineration oven in order to destroy the incondensables and recirculate the combustion and dilution air necessary.
  • the fumes from the incineration oven are diluted before the centrifugation-drying step, by introduction of dilution air.
  • the fumes from the incineration oven are conditioned before recovery of their sensible heat during the centrifugation-drying step of the sludge, this conditioning, carried out in a reaction chamber, simultaneously ensuring a pre-dusting and a recrystallization of the purges coming from the final stage of smoke treatment.
  • the combustion gases from the incineration furnace are used to dry the liquid sludge, which is simultaneously subjected to centrifugation to obtain a high degree of dryness (greater than 65 %).
  • the dried sludge, reduced to a pulverulent state, is introduced into the incineration furnace at the same time as household waste.
  • the fumes and mists resulting from drying are then subjected to a treatment which may be conventional.
  • the method according to the present invention makes it possible to treat sludge and household waste simultaneously, according to an unlimited weight ratio, which is not the case with previously known methods.
  • a dilution of the fumes leaving the incinerator 10 is carried out using an air flow, which lowers the temperature of the fumes from 900 to around 200 ° C. while retaining the sensible heat, the energy required for drying being taken from this sensible heat as already mentioned.
  • the dilution chamber 12 serves both as a pre-dust collector and as a crystallization chamber for the purges originating from the final treatment of the fumes, these purges being introduced at 22 into the chamber 12 at from the processing unit 20, which makes it possible to dilute and eliminate solid pollution.
  • the vapors which come from the drying of the sludge in the dryer-centrifuge 16 can be reintroduced into the incineration oven 10, in order to destroy the incondensables and to recirculate the combustion and dilution air necessary while also making it possible to use the sensible heat contained in these vapors, which can make it possible to avoid preheating of the combustion and / or fluidization air when the incineration oven 10 is a fluidized bed oven.

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Abstract

Procédé d'incinération auto-thermique de boues provenant de stations d'épuration d'eaux urbaines et/ou industrielles et d'ordures ménagères, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une déshydratation des boues par centrifugation-séchage en utilisant la chaleur sensible des fumées provenant du four d'incinération, lesdites boues déshydratées étant introduites, sous forme pulvérulente, dans le four d'incinération en même temps que les ordures ménagères. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet un procédé d'incinération auto-thermique des boues provenant de stations d'épuration d'eaux urbaines et/ou industrielles. Selon un deuxième aspect de cette invention, ce procédé peut être mis en oeuvre de façon à incinérer simultanément de telles boues et des ordures ménagères.
  • La présente invention se propose d'apporter un procédé pouvant être mis en oeuvre dans une installation extrêmement compacte, ce qui permet notamment de réduire les coûts d'exploitation et de maintenance, et de réaliser une automatisation, avec des moyens relativement simples, de toutes les opérations conduisant à cette incinération auto-thermique des boues, éventuellement simultanément à des ordures ménagères.
  • On a déjà étudié la possibilité d'incinérer, par un traitement combiné, des boues liquides et des ordures ménagères. On a ainsi envisagé d'introduire des gâteaux de boues présentant une siccité suffisante, avec les ordures ménagères, directement dans le four d'incinération, mais un tel procédé comporte des limitations, notamment en ce qui concerne la proportion de boues séchées par rapport aux ordures ménagères, qui le rendent difficilement exploitable. On a également étudié des procédés mettant en oeuvre une récupération des calories provenant de l'incinération des ordures ménagères, pour réaliser le séchage des boues qui sont ensuite incinérées conjointement aux ordures ménagères.
  • La présente invention se propose de perfectionner le procédé mentionné ci-dessus en dernier lieu.
  • A cet effet, l'invention, selon son premier aspect, a pour objet un procédé d'incinération auto-thermique des boues provenant des stations d'épuration d'eaux urbaines et/ou industrielles, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une déshydratation des boues par centrifugation-séchage, en utilisant la chaleur sensible des fumées provenant du four d'incinération, lesdites boues déshydratées et sous forme pulvérulente étant introduites dans le four d'incinération.
  • Selon un second aspect, cette invention concerne un procédé d'incinération auto-thermique de boues provenant de stations d'épuration d'eaux urbaines et/ou industrielles et d'ordures ménagères, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une déshydratation des boues par centrifugation-séchage en utilisant la chaleur sensible des fumées provenant du four d'incinération, lesdites boues déshydratées étant introduites, sous forme pulvérulente, dans le four d'incinération en même temps que les ordures ménagères.
  • Selon la présente invention, les boues provenant de l'étape centrifugation-séchage peuvent être ré-introduites dans le four d'incinération afin de détruire les incondensables et faire recirculer l'air comburant et de dilution nécessaire.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, les fumées provenant du four d'incinération sont diluées avant l'étape de centrifugation-séchage, par introduction d'air de dilution.
  • Selon encore une autre caractéristique du procédé selon l'invention, les fumées provenant du four d'incinération sont conditionnées avant récupération de leur chaleur sensible lors de l'étape de centrifugation-séchage des boues, ce conditionnement, réalisé dans une chambre de réaction, assurant simultanément un prédépoussiérage et une recristallisation des purges provenant de l'étape finale de traitement des fumées.
  • On décrira maintenant en détail, le procédé objet de cette invention ainsi qu'une installation pour sa mise en oeuvre. Cette description se réfère au mode de mise en oeuvre selon lequel on incinère simultanément des boues séchées et des ordures ménagères. Il demeure bien entendu que le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre, ainsi qu'on l'a spécifié ci-dessus à l'incinération uniquement des boues séchées selon le procédé défini ci-dessus.
  • Au cours de la description qui suit, on se réfère au dessin annexé sur lequel:
    • la figure 1 est un schéma par blocs illustrant les étapes du procédé, objet de l'invention et,
    • la figure 2 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'une installation d'incinération auto-thermique mettant en oeuvre le procédé, objet de l'invention.
  • Comme on le voit schématiquement sur la figure 1, les gaz de combustion provenant du four d'incinération sont utilisés pour assurer le séchage des boues liquides, lesquelles sont simultanément soumises à une centrifugation permettant d'obtenir un degré de siccité élevé (supérieur à 65%). Les boues séchées, réduites à un état pulvérulent sont introduites dans le four d'incinération en même temps que les ordures ménagères. Les fumées et les buées résultant du séchage sont ensuite soumises à un traitement pouvant être classique.
  • Le procédé selon la présente invention permet de traiter simultanément des boues et des ordures ménagères, selon un rapport pondéral non limité, ce qui n'est pas le cas des procédés antérieurement connus.
  • La figure 2 est un schéma qui illustre un exemple de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus. On voit que cette installation comprend essentiellement les éléments suivants:
    • un four d'incinération 10, de préférence un four à lit fluidisé, recevant d'une part des ordures ménagères et d'autre part, les boues séchées selon le procédé spécifié ci-dessus;
    • une chambre de dilution et d'atomisation 12 permettant de réaliser un conditionnement des fumées dont la chaleur sensible est ensuite utilisée selon l'invention pour réaliser le séchage des boues liquides dans le sécheur-centrifugeur 16 décrit ci-après;
    • un filtre, de préférence à manche 14 permettant de séparer les cendres des fumées de combustion;
    • un dispositif sécheur-centrifugeur 16, pouvant être de tout type connu, auquel sont délivrées les boues liquides et qui, par centrifugation et séchage utilisant la chaleur sensible des gaz de combustion provenant de l'incinérateur 10, permet d'obtenir des boues séchées pulvérulentes, présentant un taux élevé de siccité. Ces boues pulvérulentes sont introduites dans l'incinérateur 10, avec les ordures ménagères, comme mentionné ci-dessus. La séparation des buées et des boues séchées s'effectue dans un cyclone 18, les fumées et les buées étant ensuite traitées dans une installation finale classique 20 avant d'être rejetées par une cheminée.
  • On remarque que le procédé, objet de l'invention, permet de réaliser des unités de traitement particulièrement compactes dans lesquelles la déshydratation des boues est intégrée en ligne dans le circuit de traitement des fumées de l'unité d'incinération.
  • Selon l'invention, on réalise une dilution des fumées sortant de l'incinérateur 10 à l'aide d'un débit d'air, ce qui abaisse la température des fumées de 900 à environ 200°C tout en conservant la chaleur sensible, l'énergie nécessaire au séchage étant prélevée sur cette chaleur sensible ainsi qu'on l'a déjà mentionné.
  • La chambre de dilution 12 sert à la fois de pré-dépoussiéreur et de chambre de cristallisation des purges provenant du traitement final des fumées, ces purges étant introduites en 22 dans la chambre 12 en provenance de l'unité de traitement 20, ce qui permet de réaliser la dilution et l'élimination des pollutions solides.
  • Selon l'invention, les buées qui proviennent du séchage des boues dans le sécheur-centrifugeur 16, peuvent être réintroduites dans le four d'incinération 10, afin de détruire les incondensables et de faire recirculer l'air comburant et de dilution nécessaire tout en permettant également d'utiliser la chaleur sensible contenue dans ces buées, ce qui peut permettre d'éviter un préchauffage de l'air de combustion et/ou de fluidisation lorsque le four d'incinération 10 est un four à lit fluidisé.
  • Parmi les avantages apportés par le procédé, objet de l'invention, on peut citer notamment:
    • Réalisation d'installations beaucoup plus compactes que les installations existantes (notamment, suppression de la chaudière de récupération);
    • Possibilité de réaliser une dilution (chambre 12) permettant le traitement du flux de déconcentration, un passage très rapide dans la zone de températures favorable à la formation des dioxines;
    • Simplification des systèmes d'alimentation du four : suppression des pompes à piston, l'alimentation du four 10 en boues séchées pulvérulentes étant effectuée par transport pneumatique.
    • Diminution des coûts d'investissement, grâce à la réalisation d'installations compactes, diminution des frais d'exploitation : la déshydratation et l'incinération étant combinées dans une unité compacte qui peut être facilement automatisée, ce qui permet de diminuer les coûts de maintenance et d'entretien.
  • Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre et à l'exemple de réalisation décrits ci-dessus mais qu'elle en englobe toutes les variantes.

Claims (6)

1- Procédé d'incinération auto-thermique de boues provenant de stations d'épuration d'eaux urbaines et/ou industrielles et d'ordures ménagères, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une déshydratation des boues par centrifugation-séchage en utilisant la chaleur sensible des fumées provenant du four d'incinération, lesdites boues déshydratées étant introduites, sous forme pulvérulente, dans le four d'incinération en même temps que les ordures ménagères.
2 - Procédé d'incinération auto-thermique de boues provenant de stations d'épuration d'eaux urbaines et/ou industrielles, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une déshydratation des boues par centrifugation-séchage en utilisant la chaleur sensible des fumées provenant du four d'incinération, lesdites boues déshydratées étant introduites, sous forme pulvérulente, dans le four d'incinération.
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de déshydratation des boues est intégrée en ligne dans le circuit de traitement des fumées du four d'incinération.
4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les buées provenant de l'étape centrifugation-séchage sont ré-introduites dans le four d'incinération afin de détruire les incondensables et de faire recirculer l'air comburant et de dilution nécessaire.
5 - Procédé selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que les fumées provenant du four d'incinération sont diluées avant l'étape de centrifugation-séchage par l'introduction d'air de dilution.
6 - Procédé selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que les fumées sont conditionnées avant récupération de leur chaleur sensible lors de l'étape de centrifugation-séchage des boues, ce conditionnement étant réalisé dans une chambre de réaction assurant simultanément un pré-dépoussiérage et une recristallisation des purges provenant de l'étape finale de traitement des fumées.
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