EP0699868B1 - 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 self-thermal incineration process sludge from urban water treatment plants and / or industrial. According to a second aspect of this invention, this process 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 allows including reducing operating and maintenance costs, and perform automation, with relatively simple means, of all the operations leading to this auto-thermal incineration of sludge, possibly simultaneously with household waste.
  • WO-A 80/1407 discloses a method for removing sludge from water of sewage consisting in introducing them into a direct heating mill in order to dry, pulverize and classify them to obtain a dried product can be used as fuel. Hot gases from the oven are used for drying.
  • WO-A 93/00562 also discloses a method for dewatering sludge originating in particular from clarification installations.
  • the sludge is subjected to a centrifugation treatment, followed by grinding and shredding treatment during which the sludge is dried.
  • the drying gas can be constituted by the exhaust gases from the combustion of sludge.
  • the present invention proposes to improve the methods specified above.
  • the invention relates to an autothermal sludge incineration process from urban and / or industrial water treatment plants with a sludge dewatering stage using the sensible heat of the fumes from the incineration oven, the dewatered sludge being introduced, under pulverulent form, in said incineration furnace characterized in that the sludge dewatering is carried out by centrifugation - simultaneous drying and in that the fumes from the simultaneous centrifugation-drying step are reintroduced into the incineration oven to destroy the incondensables and recirculate the combustion and dilution air required.
  • the dehydrated sludge is introduced, in powder form, into the incineration furnace, at the same time as household waste.
  • the fumes from the oven incineration 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 stage sludge, this conditioning, carried out in a reaction, simultaneously ensuring a pre-dusting and a recrystallization of the purges from the final stage of treatment of fumes.
  • the combustion gases from the incineration oven are used to dry the liquid sludges, which are simultaneously subjected to a centrifugation to obtain a high degree of dryness (greater than 65%).
  • Dried sludge, reduced to a pulverulent state is introduced in the incineration oven at the same time as the household waste.
  • the fumes are then subjected to a treatment may be conventional.
  • the method according to the present invention makes it possible to simultaneously treat sludge and household waste, according to an unlimited weight ratio, this which is not the case with previously known methods.
  • a dilution of the fumes leaving from the incinerator 10 using an air flow which lowers the temperature of the fumes from 900 to around 200 ° C while retaining the sensible heat, the energy necessary for drying being taken from this sensible heat as already mentioned.
  • the dilution chamber 12 serves both as a pre-dust collector and purge crystallization chamber from the final treatment of flue gases, these purges being introduced at 22 into chamber 12 at coming from the processing unit 20, which allows dilution to be carried out and elimination of solid pollution.
  • the fumes which arise from the drying of the sludge in the dryer-centrifuge 16 are reintroduced into the oven of incineration 10, in order to destroy the incondensables and to recirculate the necessary combustion and dilution air while also allowing to use the sensible heat contained in these vapors, which can allow avoid preheating the combustion and / or fluidization air when the incineration oven 10 is a fluidized bed oven.

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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.
WO-A 80/1407 fait connaítre un procédé pour l'élimination des boues des eaux d'égout consistant à les introduire dans un broyeur à chauffage direct afin de les sécher, de les pulvériser et de les classer, en vue d'obtenir un produit séché pouvant être utilisé comme combustible. Les gaz chauds provenant du four d'incinération sont utilisés pour le séchage.
WO-A 93/00562 fait également connaítre un procédé de déshydratation des boues provenant notamment d'installations de clarification. Les boues sont soumises à un traitement de centrifugation, suivi d'un traitement de broyage et de déchiquetage au cours duquel les boues sont séchées. Le gaz de séchage peut être constitué par les gaz d'échappement issus de la combustion des boues.
La présente invention se propose de perfectionner les procédés spécifiés ci-dessus.
A cet effet, l'invention concerne un procédé d'incinération autothermique de boues provenant de stations d'épuration d'eaux urbaines et/industrielles comportant une étape de déshydratation des boues en utilisant la chaleur sensible des fumées provenant du four d'incinération, les boues déshydratées étant introduites, sous forme pulvérulente, dans ledit four d'incinération caractérisé en ce que la déshydratation des boues est effectuée par centrifugation - séchage simultanés et en ce que les buées provenant de l'étape de centrifugation-séchage simultanée sont réintroduites dans le four d'incinération afin de détruire les incondensables et de faire recirculer l'air comburant et de dilution nécessaire.
Selon un mode de mise en oeuvre de ce procéde, les boues déshydratées sont introduites, sous forme pulvérulente, dans le four d'incinération, en même temps que des ordures ménagères.
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 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 fumées et des buées, des boues séchées s'effectue dans un cyclone 18, les fumées 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 un mode préféré de 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 pennet 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, sont 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.

Claims (5)

  1. Procédé d'incinération autothermique de boues provenant de stations d'épuration d'eaux urbaines et/industrielles comportant une étape de déshydratation des boues en utilisant la chaleur sensible des fumées provenant du four d'incinération (10), les boues déshydratées étant introduites, sous forme pulvérulante, dans ledit four d'incinération (10) caractérisé en ce que la déshydratation des boues est effectuée par centrifugation - séchage simultanés (16) et en ce que les buées provenant de l'étape de centrifugation-séchage simultanée sont introduites dans le four d'incinération (10) afin de détruire les incondensables et de faire recirculer l'air comburant et de dilution nécessaire.
  2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les boues déshydratées sont introduites, sous forme pulvérulente, dans le four d'incinération en même temps que les ordures ménagères.
  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 (18, 20) de traitement des fumées du four d'incinération (10).
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les fumées provenant du four d'incinération (10) sont diluées avant l'étape de centrifugation séchange simultanée par introduction d'air dilué (12).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les fumées sont conditionnées avant récupération de leur chaleur sensible lors de l'étape de centrifugation-séchange simultanée des boues, ce conditionnement étant réalisé dans une chambre de dilution (12) assurant simultanément un prédépoussiérage et une recristallisation des purges provenant de l'étape finale (20) de traitement des fumées.
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