EP0921352B1 - Procédé d'incinération de déchets, procédé de traitement des cendres volantes, et dispositif pour la mise en oeuvre de ces procédés - Google Patents

Procédé d'incinération de déchets, procédé de traitement des cendres volantes, et dispositif pour la mise en oeuvre de ces procédés Download PDF

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EP0921352B1
EP0921352B1 EP19980403008 EP98403008A EP0921352B1 EP 0921352 B1 EP0921352 B1 EP 0921352B1 EP 19980403008 EP19980403008 EP 19980403008 EP 98403008 A EP98403008 A EP 98403008A EP 0921352 B1 EP0921352 B1 EP 0921352B1
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EP
European Patent Office
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pulp
household
ash
furnace
waste
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP19980403008
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German (de)
English (en)
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EP0921352A1 (fr
Inventor
Frank Georges Jacques Tabaries
Guy Emile Chanty
Jean-Pierre Aubin Edmond Durand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CNIM Groupe SA
Original Assignee
Constructions Industrielles de la Mediterrane CNIM SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F23J3/06—Systems for accumulating residues from different parts of furnace plant
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/70—Blending
    • F23G2201/702—Blending with other waste
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00—Combustion
    • F23G2202/10—Combustion in two or more stages
    • F23G2202/106—Combustion in two or more stages with recirculation of unburned solid or gaseous matter into combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/10—Liquid waste
    • F23G2209/101—Waste liquor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/12—Sludge, slurries or mixtures of liquids

Definitions

  • the invention relates to a method for processing fly ash entrained by the fumes emitted during the incineration of household and / or industrial waste, to a household waste incineration process and / or manufacturers including such a process for processing entrained fly ash, and a device for the implementation of these methods.
  • fly ash are pulverulent solids made up unburnt particles, silicates and silico-aluminates calcium, inorganic chlorides in particular of heavy metals and alkaline earths such than sodium and potassium chlorides, oxides, sulfates and calcium carbonates as well as metals heavy. These fly ash are collected throughout along the smoke circuit from which they are separated, particular, by filters.
  • WO-A-8,909,253 describes a reduction method acid gas emissions by reducing agents put in contact with fly ash, this process involving the disposal of said ashes by their transformation into bottom ash in the incinerator.
  • the invention aims to overcome the drawbacks of the methods of the prior art by proposing a treatment method fly ash entrained by the fumes emitted during the incineration of household waste and / or industrialists by transforming these ashes into bottom ash by clinkérisation.
  • the invention uses a reverse reaction to WO-A-8,909,253 allowing the elimination of inorganic chlorides and leading to the formation of hydrochloric acid.
  • said supply of water is made by adding water alone.
  • said contribution water is made by adding wet sludge water, organic matter and mineral matter such as sludge from stations water purification or black liquors from paper mills.
  • said pulp has a dryness of between 20 and 40% by weight.
  • a mixture of said pulp is produced with household and / or industrial waste before introduction of this mixture by the normal means of introducing household and / or industrial waste.
  • household and / or industrial waste is introduced by normal means of waste introduction and the pulp is introduced by means of introduction separate located upstream and in the cold zone of the the incinerator.
  • the pulp and household waste and / or manufacturers are introduced by separate means, the household and / or industrial waste being introduced by the normal way of introducing waste and pulp being introduced directly into the hearth of the incinerator.
  • the invention also relates to an incineration process household and / or industrial waste, characterized in that that he understands the treatment of fly ash driven by the fumes emitted during this incineration by the process described above.
  • said means of transport is connected to the household by the means of introduction opening into the chute located under the normal hopper for the introduction of household waste and / or industrial.
  • said means of transport is connected to the household by the hopper normal introduction of household waste and / or industrial.
  • said introduction means is connected directly to the fireplace, in hot zone.
  • the means of transporting the pulp is a pump associated with a conduit.
  • the means of transporting the pulp is consisting of bulk mechanical conveyors, with belts or bucket.
  • the waste to be incinerated is introduced through the hopper 11 and the chute 9 in a combustion hearth 10 where they are cremated.
  • the incinerator used in this process can be either a oven without heat recovery, in which case all ash is collected under filter 2, i.e. a furnace-boiler that is to say an oven equipped with the hearth 10 and a heat recovery means constituted by the boiler 1, in which case the ashes are recovered from a partly under the boiler 1 and partly under the filter 2.
  • filter 2 i.e. a furnace-boiler that is to say an oven equipped with the hearth 10 and a heat recovery means constituted by the boiler 1, in which case the ashes are recovered from a partly under the boiler 1 and partly under the filter 2.
  • the fly ash is then further processed in another device, before storage.
  • the invention proposes to process the fly ash continuously and in the same installation as that planned for the treatment of waste themselves.
  • the invention proposes to collect the all of the ashes, and mix them in a mixer 5 with water from an introduction means 6.
  • a pulp is formed which is then injected by a means of transport 7, 8, into the hearth 10.
  • This reintroduction of ashes, in the form of pulp in focus 10 can be done either directly in the hearth 10 and in the hot zone, by a device sludge injection known per se, either with waste to be incinerated, in a cold zone.
  • the pulp may either be mixed with the waste to be incinerated before introduction of this pulp / waste mixture through the hopper 11, either injected by a separate introduction means, in the chute 9.
  • the process for handling fly ash from the invention is therefore particularly advantageous because it transforms ash into bottom ash, which is easily recyclable and therefore recoverable.
  • this process directly uses the thermal energy of the household and / or industrial waste incinerator and minimizes the thermal energy required to process ash which only affects the surface of the grains of ashes and not the whole mass of these grains, and this without addition of reagent.
  • the chlorine present in these ash is removed as hydrochloric acid by hydrolysis of alkali and alkaline earth chlorides and heavy metals, this hydrochloric acid then being retained in the smoke treatment system including the incineration plant is regulated equipped. This process also removes unburnt from carbon in the form of carbon dioxide.
  • Water to make an easily transportable pulp, preferably by a pump, and to hydrolyze the chlorides is supplied by either water alone or, advantageously, by the water contained in sludge wet from water treatment plant. In the latter case, we save the water that should have been used to make the pulp.
  • the clinkerization of ash and incineration of sludge from water treatment plants are performed in a single operation.
  • the waste is introduced through the hopper 11 and the ashes are collected under the boiler 1 and under the filter 2 and are routed by screws 3 and 4 to a mixer 5.
  • the ash represents approximately a weight of 20 kg of dry matter.
  • the mixer 5 is supplied with water by the means introduction 6.
  • Water is dosed by a system volumetric or classical mass so as to obtain out of the mixer a pulp having a dryness, that is to say a dry matter content, which allows it to be easily pumped by a pump 7 known per se.
  • the pump 7 is volumetric. She sends the pulp through the conduit 8 and the introduction means 15 located in the chute 9 in the hearth 10.
  • the pulp is introduced into the hearth 10 at the same time that the waste and we will make sure to distribute the pulp on the entire width of the chute 9.
  • the invention allows a continuous treatment and complete elimination of the need to dispose of fly ash.
  • the mixer 5 is fed, by the introduction means 6, with wet sludge from water treatment plants.
  • 150 kg of sludge at 20% by weight of materials are used dry, which gives a pulp with a dryness of 30% which is still easily transportable, for example by pumping.
  • a means of transport is used here mechanical consisting of a series of mass conveyors or belt and bucket elevator.
  • the pulp is mixed with the waste to be incinerated before introduction of this mixing by hopper 11.
  • the pulp / waste mixture to to be cremated is then sent to hearth 10 where the fly ash undergoes hydrolysis reactions and of clinkering described above and are integrated clinker resulting from waste incineration themselves.
  • Example 1 the clinkerized ashes have then the same physico-chemical characteristics as clinkers.
  • Example 2 The procedure is as in Example 1, except that the pulp is directly introduced into the hearth 10. Again, the pulp will be hydrolyzed and clinkered and integrated into the clink as in examples 1 and 2.
  • the ash treatment process and device flying driven by the fumes from the incineration of household and / or industrial waste according to the invention and as described above, can of course be integrated into a process and a waste incineration device, respectively industrial and / or household goods of the prior art.
  • the invention also encompasses all of the household waste and / or incineration processes manufacturers that include the processing step ash entrained by the fumes from the incineration of household and / or industrial waste and which consists of collecting these ashes, transforming them into aqueous pulp and to recycle them, in the incinerator of waste, to clinkerize it and integrate it into clinkers produced in this incinerator.
  • any device for the incineration of household and / or industrial waste which includes the ash treatment device entrained by fumes from the incineration of household waste and / or industrial and which includes a means of transformation, recovery and transformation of ash into pulp aqueous and a means of injection and recycling of this aqueous pulp in the incinerator is encompassed by the invention.
  • the method and the device of the invention are not limited to injection means, pulp transport, obtaining pulp and recycling this pulp in the fireplace described and illustrated here, as long as these means are used to recycle the ash entrained in the gases from the incineration of household waste and / or industrial, in the form of aqueous pulp, in the incinerator itself.

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Description

L'invention se rapporte à un procédé de traitement des cendres volantes entraínées par les fumées émises lors de l'incinération de déchets ménagers et/ou industriels, à un procédé d'incinération de déchets ménagers et/ou industriels comprenant un tel procédé de traitement des cendres volantes entraínées, et à un dispositif pour la mise en oeuvre de ces procédés.
Lors de l'incinération de déchets, qu'ils soient ménagers (ou assimilés) ou industriels, et quel que soit le procédé d'incinération (sur grille, en lit fluidisé, ou même en thermolyse), les gaz issus de la combustion ou de la thermolyse entraínent des "cendres volantes". Ces cendres volantes sont des solides pulvérulents constitués de particules imbrûlées, de silicates et silico-aluminates de calcium, de chlorures inorganiques en particulier de métaux lourds et d'alcalino-terreux tels que des chlorures de sodium et de potassium, d'oxydes, de sulfates et de carbonates de calcium ainsi que de métaux lourds. Ces cendres volantes sont recueillies tout au long du circuit des fumées dont elles sont séparées, en particulier, par des filtres.
Ces cendres contiennent de très nombreux éléments solubles et doivent donc être stabilisées avant mise en décharge. La stabilisation a pour but de réduire la fraction soluble qui entraíne avec elle de nombreux polluants.
On connaít un procédé de traitement de ces cendres volantes qui consiste à les laver de façon à dissoudre la fraction soluble, le solide résultant étant alors exempt de polluants. Mais dans ce cas, le problème n'est que déplacé et réside alors dans le traitement des liquides pollués résultant de ce lavage.
On a également proposé d'enrober les cendres volantes dans des matière plastiques ou du bitume.
On connaít actuellement des procédés de stabilisation des cendres volantes par des liants hydrauliques.
Cependant, ces procédés nécessitent la mise en oeuvre d'un appareillage ou d'une installation spéciale non intégrée au dispositif d'incinération des déchets ménagers et/ou industriels eux-mêmes. Ils nécessitent de plus d'amener sur le site et d'utiliser des réactifs tels que le liant hydraulique, le plastique, le bitume ou autre pour réaliser leur enrobage.
On connaít également une technique de vitrification de ces cendres volantes qui présente un inconvénient supplémentaire par rapport aux procédés d'enrobage ou de stabilisation décrits ci-dessus qui est un coût élevé dû à l'utilisation d'une température élevée.
On a également proposé d'hydrolyser ces cendres volantes mais là encore, il faut utiliser un appareillage ou une installation spéciale non intégrée au four d'incinération des déchets.
De plus, tous ces procédés présentent l'inconvénient de toujours nécessiter le stockage, dans des décharges de déchets industriels spéciaux, des cendres traitées ou stabilisées. Or, ce stockage est coûteux et les cendres ne peuvent être utilisées et donc valorisées par exemple dans des techniques routières.
Le document WO-A-8 909 253 décrit un procédé de réduction des émissions de gaz acides par des agents réducteurs mis en contact avec des cendres volantes, ce procédé impliquant l'élimination des dites cendres par leur transformation en mâchefers dans l'incinérateur.
L'invention vise à pallier les inconvénients des procédés de l'art antérieur en proposant un procédé de traitement des cendres volantes entraínées par les fumées émises lors de l'incinération de déchets ménagers et/ou industriels en transformant ces cendres en mâchefers par clinkérisation.
A cet effet, l'invention propose un procédé de traitement des cendres volantes entraínées par les fumées émises lors de l'incinération de déchets ménagers et/industriels, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
  • collecte desdites cendres le long du circuit des fumées,
  • formation d'une pulpe par apport d'eau à ces cendres,
  • introduction de la pulpe ainsi obtenue dans le foyer de l'incinérateur de déchets pour transformer les cendres en mâchefers par hydrolyse des chlorures inorganiques contenus dans les cendres, et clinkérisation,
  • récupération en sortie de l'incinérateur, par l'extracteur des mâchefers ainsi formés.
L'invention utilise une réaction inverse au document WO-A-8 909 253 permettant l'élimination des chlorures inorganiques et conduisant à la formation d'acide chlorydrique.
Selon une variante de l'invention, ledit apport d'eau est réalisé par ajout d'eau seule.
Selon une autre variante de l'invention, ledit apport d'eau est effectué par ajout de boues humides constituées d'eau, de matières organiques et de matières minérales comme par exemple les boues provenant de stations d'épuration des eaux ou les liqueurs noires de papeteries.
Selon une particularité du procédé de l'invention ladite pulpe a une siccité comprise entre 20 et 40 % en poids.
Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, on réalise un mélange de ladite pulpe avec les déchets ménagers et/ou industriels avant introduction de ce mélange par le moyen normal d'introduction des déchets ménagers et/ou industriels.
Selon un autre mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, les déchets ménagers et/ou industriels sont introduits par le moyen normal d'introduction des déchets et la pulpe est introduite par un moyen d'introduction séparé situé en amont et en zone froide du foyer de l'incinérateur.
Selon encore un autre mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, la pulpe et les déchets ménagers et/ou industriels sont introduits par des moyens séparés, les déchets ménagers et/ou industriels étant introduits par le moyen normal d'introduction des déchets et la pulpe étant introduite directement dans le foyer de l'incinérateur.
L'invention concerne également un procédé d'incinération des déchets ménagers et/ou industriels, caractérisé en ce qu'il comprend le traitement des cendres volantes entraínées par les fumées émises lors de cette incinération par le procédé décrit ci-dessus.
Elle vise également un dispositif pour la mise en oeuvre des procédés décrits ci-dessus comprenant :
  • un moyen d'introduction des déchets dans le foyer d'un incinérateur,
  • un extracteur situé en sortie basse du foyer, pour récupérer les mâchefers ainsi formés,
  • un moyen de séparation des cendres volantes des fumées, pour épurer ces fumées,
  • un moyen d'extraction et d'évacuation des fumées épurées,
caractérisé en ce qu'il comprend de plus :
  • au moins un moyen de récupération des cendres volantes le long du circuit des fumées, relié à un malaxeur,
  • un moyen d'alimentation en eau relié au malaxeur,
  • un moyen de transport de la pulpe formée dans le malaxeur, reliant la partie basse du malaxeur, directement ou indirectement, au foyer de l'incinérateur pour amener la pulpe dans le foyer afin de transformer les cendres en mâchefers par hydrolyse des chlorures inorganiques contenus dans les cendres et clinkérisation.
Selon une caractéristique du dispositif de l'invention, ledit moyen de transport est relié au foyer par le moyen d'introduction débouchant dans la goulotte située sous la trémie d'introduction normale des déchets ménagers et/ou industriels.
Selon une variante du dispositif de l'invention, ledit moyen de transport est relié au foyer par la trémie d'introduction normale des déchets ménagers et/ou industriels.
Selon une autre variante du dispositif de l'invention, ledit moyen d'introduction est relié directement au foyer, en zone chaude.
Selon une autre caractéristique du dispositif de l'invention, le moyen de transport de la pulpe est une pompe associée à un conduit.
Selon encore une autre caractéristique du dispositif de l'invention, le moyen de transport de la pulpe est constitué de transporteurs mécaniques en masse, à bandes ou à godets.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres avantages et buts de celle-ci apparaítront mieux à la lecture de la description explicative qui va suivre et qui est faite en référence à la figure unique annexée qui représente un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Tout d'abord, le procédé d'incinération des déchets ménagers et/ou industriels de l'art antérieur sera décrit en référence à la figure unique annexée.
Les déchets à incinérer sont introduits par la trémie 11 et la goulotte 9 dans un foyer de combustion 10 où ils sont incinérés.
L'incinérateur utilisé dans ce procédé peut être soit un four sans récupération de chaleur, auquel cas la totalité des cendres est récupérée sous le filtre 2, soit un four-chaudière c'est-à-dire un four équipé du foyer 10 et d'un moyen de récupération de chaleur constitué par la chaudière 1, auquel cas les cendres sont récupérées d'une part sous la chaudière 1 et d'autre part sous le filtre 2.
Lors de cette incinération, on obtient d'une part, des mâchefers qui sont évacués au bas du foyer 10 par un extracteur 12, et d'autre part, des gaz de combustion ou fumées dans lesquels sont entraínées les fines particules appelées cendres volantes. Ces fumées sont évacuées par le haut du foyer 10 et refroidies. Elles passent ensuite par un filtre 2 pour séparer les particules solides de la phase gazeuse et la phase gazeuse épurée dans le traitement de fumées 16 est rejetée à l'atmosphère par un ventilateur 13 et une cheminée 14. Les cendres retenues dans le filtre 2 sont récupérées sous ce filtre et sont acheminées, par exemple par des vis 3, 4, pour stockage, par exemple dans un conteneur non représenté.
Les cendres volantes sont alors traitées ultérieurement dans un autre appareillage, avant stockage.
En contraste à ce procédé classique, l'invention propose de traiter les cendres volantes en continu et dans la même installation que celle prévue pour le traitement des déchets eux-mêmes.
A cet effet, l'invention propose de recueillir la totalité des cendres, et de les mélanger dans un malaxeur 5 avec de l'eau provenant d'un moyen d'introduction 6. Dans le malaxeur 5, on forme une pulpe qui est ensuite injectée par un moyen de transport 7, 8, dans le foyer 10. Cette réintroduction des cendres, sous forme de pulpe dans le foyer 10 peut s'effectuer soit directement dans le foyer 10 et en zone chaude, par un dispositif d'injection de boues connu en soi, soit avec les déchets à incinérer, en zone froide. Dans ce cas, la pulpe peut être soit mélangée aux déchets à incinérer avant introduction de ce mélange pulpe/déchets par la trémie 11, soit injectée par un moyen d'introduction séparé, dans la goulotte 9.
Le fait d'introduire les cendres recyclées directement dans le foyer, sous forme de pulpe, évite avantageusement les entraínements immédiats de cendres par les gaz de combustion.
Dans le foyer 10, et quel que soit le site d'introduction de la pulpe, une hydrolyse des chlorures, en particulier de sodium et de potassium contenus dans les cendres se produit, lorsque la pulpe est portée à une température élevée d'environ 850°C, dans le foyer 10. Dans le même temps, les cendres sont clinkérisées et transformées en mâchefers.
Ainsi, avec le procédé de l'invention, il n'y a plus nécessité de traiter ou de stocker les cendres volantes circulant dans l'installation d'incinération.
En effet, les cendres volantes se transforment en mâchefers sous l'effet de la chaleur apportée directement par la combustion des déchets.
Le procédé de traitement des cendres volantes de l'invention est donc particulièrement avantageux car il permet de transformer les cendres en mâchefers, qui sont facilement recyclables et donc valorisables. De plus, ce procédé utilise directement l'énergie thermique de l'incinérateur des déchets ménagers et/ou industriels et minimise l'énergie thermique nécessaire au traitement des cendres qui n'affecte alors que la surface des grains des cendres et non toute la masse de ces grains, et cela sans ajout de réactif. De plus, le chlore présent dans ces cendres est éliminé sous forme d'acide chlorhydrique par l'hydrolyse des chlorures alcalins et alcalino-terreux et de métaux lourds, cet acide chlorhydrique étant ensuite retenu dans le système de traitement des fumées dont l'installation d'incinération est règlementairement équipée. Ce procédé élimine également les imbrûlés de carbone sous forme de dioxyde de carbone. Ainsi la mise sous forme de pulpe des cendres volantes, outre le fait d'apporter l'eau nécessaire pour obtenir une masse de cendres facilement transportable, plus particulièrement facilement pompable, pour simplifier le processus d'injection dans l'incinérateur, permet avantageusement l'hydrolyse des chlorures contenus dans ces cendres.
L'eau pour fabriquer une pulpe facilement transportable, de préférence par une pompe, et pour hydrolyser les chlorures est fournie par soit de l'eau seule soit, avantageusement, par l'eau contenue dans des boues humides provenant de station d'épuration des eaux. Dans ce dernier cas, on économise l'eau qui aurait due être utilisée pour fabriquer la pulpe. De plus, la clinkérisation des cendres et l'incinération des boues provenant des stations d'épuration des eaux sont réalisées en une seule opération.
Dans le procédé de l'invention, il faut noter que de plus les métaux lourds entraínés et fixés sur les cendres sont eux-mêmes ainsi fixés dans la matrice silico-alumineuse des cendres par substitution d'atomes de calcium lors de la clinkérisation. En effet, la clinkérisation est une vitrification de surface qui permet des réactions entre les particules de silicates et de silico-aluminates de calcium et les oxydes de sodium et potassium fondus. Lors de cette opération à température élevée (800 à 1000°C) les particules s'agglomèrent, deviennent plus grosses et plus lourdes et ne sont pas entraínées par le flux des fumées : elles restent dans les mâchefers dont les caractéristiques physiques ou chimiques sont identiques.
Ainsi du fait de cette clinkérisation ou vitrification de surface les métaux lourds sont fixés dans les silico-aluminates de calcium et ne sont pas solubles.
Afin de mieux faire comprendre l'invention, on en décrira maintenant à titre d'exemples purement illustratifs plusieurs modes de mise en oeuvre.
Exemple 1
Comme décrit en référence à la figure annexée, les déchets sont introduits par la trémie 11 et les cendres sont recueillies sous la chaudière 1 et sous le filtre 2 et sont acheminées par des vis 3 et 4 vers un malaxeur 5. Pour une 1 tonne de déchets, les cendres représentent approximativement un poids de 20 kg de matières sèches.
Le malaxeur 5 est alimenté en eau par le moyen d'introduction 6. L'eau est dosée par un système volumétrique ou massique classique de façon à obtenir en sortie du malaxeur une pulpe ayant une siccité, c'est-à-dire une teneur en matières sèches, qui lui permette d'être facilement pompable par une pompe 7 connue en soi. De préférence la pompe 7 est volumétrique. Elle envoie la pulpe par le conduit 8 et le moyen d'introduction 15 situé dans la goulotte 9 dans le foyer 10.
La pulpe est introduite dans le foyer 10 en même temps que les déchets et on veillera à répartir la pulpe sur toute la largeur de la goulotte 9.
Arrivée dans le foyer, la pulpe est soumise aux réactions d'hydrolyse et de clinkérisation décrites ci-dessus et est intégrée aux mâchefers dont elle possède les mêmes caractéristiques physico-chimiques.
Dans le cas où une partie de la pulpe est réentraínée par les fumées, parce que contenant des particules trop fines, les particules seront à nouveau arrêtées par le filtre 2 et recyclées vers le foyer 10 via le malaxeur 5 et la pulpe reformée. Ainsi, l'invention permet un traitement en continu et une élimination complète de la nécessité d'évacuer les cendres volantes.
Exemple 2
De la même façon qu'à l'exemple 1, 20 kg de cendres provenant de l'incinération de 1 tonne de déchets sont recueillis sous la chaudière 1 et sous le filtre 2 et sont acheminés par les vis 3 et 4 vers le malaxeur 5.
A la différence de l'exemple 1, le malaxeur 5 est alimenté, par le moyen d'introduction 6, en boues humides provenant de stations d'épuration des eaux. Dans ce cas, on utilise 150 kg de boues à 20 % en poids de matières sèches, ce qui donne une pulpe ayant une siccité de 30 % qui est encore facilement transportable, par exemple par pompage. Cependant, on utilise ici un moyen de transport mécanique constitué d'une suite de convoyeurs en masse ou à bandes et d'un élévateur à godets. La pulpe est mélangée aux déchets à incinérer avant introduction de ce mélange par la trémie 11. Le mélange pulpe/déchets à incinérer est alors envoyé dans le foyer 10 où les cendres volantes subissent les réactions d'hydrolyse et de clinkérisation décrites ci-dessus et sont intégrées aux mâchefers résultant de l'incinération des déchets eux-mêmes.
Comme à l'exemple 1, les cendres clinkérisées possèdent alors les mêmes caractéristiques physico-chimiques que les mâchefers.
Exemple 3
On procède comme à l'exemple 1, sauf que la pulpe est directement introduite dans le foyer 10. Là encore, la pulpe sera hydrolysée et clinkérisée et intégrée au mâchefer comme aux exemples 1 et 2.
Comme on peut le voir de ce qui précède, alors que dans les procédés de l'art antérieur, les cendres sont considérées comme des déchets spéciaux et évacuées, après stabilisation coûteuse, en décharges de déchets industriels spéciaux, grâce à l'invention, ces cendres sont débarrassées du chlore qu'elles contiennent et elles sont stabilisées thermiquement par clinkérisation et transformées en mâchefers valorisables.
Le procédé et le dispositif de traitement des cendres volantes entraínées par les fumées issues de l'incinération de déchets ménagers et/ou industriels selon l'invention et tels que décrits ci-dessus, peuvent bien entendu être intégrés dans un procédé et un dispositif, respectivement, d'incinération des déchets industriels et/ou ménagers de l'art antérieur.
Par conséquent, l'invention englobe également tous les procédés d'incinération de déchets ménagers et/ou industriels qui comportent l'étape de traitement des cendres entraínées par les fumées issues de l'incinération des déchets ménagers et/ou industriels et qui consiste à récolter ces cendres, à les transformer en pulpe aqueuse et à les recycler, dans l'incinérateur des déchets, pour les clinkériser et les intégrer aux mâchefers produits dans cet incinérateur.
De la même façon, tout dispositif d'incinération des déchets ménagers et/ou industriels qui comporte le dispositif de traitement des cendres entraínées par les fumées issues de l'incinération de déchets ménagers et/ou industriels et qui comporte un moyen de transformation, de récupération et de transformation des cendres en pulpe aqueuse et un moyen d'injection et de recyclage de cette pulpe aqueuse dans l'incinérateur est englobé par l'invention.
Le procédé et le dispositif de l'invention, ne sont pas limités aux moyens d'injection, de transport de pulpe, d'obtention de pulpe et de recyclage de cette pulpe dans le foyer décrits et illustrés ici, tant que ces moyens servent à recycler les cendres entraínées dans les gaz issus de l'incinération de déchets ménagers et/ou industriels, sous forme de pulpe aqueuse, dans l'incinérateur lui-même.

Claims (13)

  1. Procédé de traitement des cendres volantes entraínées par les fumées émises lors de l'incinération de déchets ménagers et/industriels,
       caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de:
    collecte desdites cendres le long du circuit des fumées,
    formation d'une pulpe par apport d'eau à ces cendres,
    introduction de la pulpe ainsi obtenue dans le foyer (10) de l'incinérateur (1) de déchets, pour transformer les cendres en mâchefers par hydrolyse des chlorures inorganiques contenus dans les cendres et clinkérisation,
    récupération en sortie de l'incinérateur (1) par l'extracteur (12) des mâchefers ainsi formés.
  2. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit apport d'eau est réalisé par ajout d'eau seule.
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit apport d'eau est effectué par ajout de boues humides constituées d'eau, de matières organiques et de matières minérales comme par exemple les boues provenant de stations d'épuration des eaux ou les liqueurs noires de papeteries.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite pulpe a une siccité comprise entre 20 et 40 % en poids.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réalise un mélange de ladite pulpe avec les déchets ménagers et industriels avant introduction de ce mélange, par le moyen d'introduction (11) des déchets industriels et/ou ménagers.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits déchets ménagers et/ou industriels sont introduits par le moyen normal d'introduction (11) et en ce que ladite pulpe est introduite par un moyen d'introduction séparé (15) situé en amont et en zone froide du foyer (10).
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite pulpe et lesdits déchets ménagers et/ou industriels sont introduits par des moyens d'introduction séparés, les déchets ménagers et/ou industriels étant introduits par le moyen normal d'introduction (11) et la pulpe étant introduite directement dans le foyer (10) de l'incinérateur (1).
  8. Procédé d'incinération des déchets ménagers et/ou industriels, caractérisé en ce qu'il comprend le traitement des cendres volantes entraínées par les fumées émises lors de cette incinération par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
  9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant :
    un moyen d'introduction (11) des déchets dans le foyer (10) d'un incinérateur (1),
    un extracteur (12) situé en sortie basse du foyer (10), pour récupérer les mâchefers ainsi formés,
    un moyen de séparation (2) des cendres volantes des fumées, pour épurer ces fumées,
    un moyen d'extraction (13) et d'évacuation (14) des fumées épurées et,
    caractérisé en ce qu'il comprend de plus :
    au moins un moyen de récupération (3, 4) des cendres volantes le long du circuit des fumées relié à un malaxeur (5),
    un moyen d'alimentation en solution aqueuse (6) relié au malaxeur (5),
    un moyen de transport (7, 8) de la pulpe formée dans le malaxeur (5), reliant la partie basse du malaxeur (5), directement ou indirectement, au foyer (10) de l'incinérateur (1) pour amener la pulpe dans le foyer (10) afin de transformer les cendres en mâchefers par hydrolyse des chlorures inorganiques contenus dans les cendres et clinkérisation.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de transport (7, 8) est relié au foyer (10) par le moyen d'introduction (15) débouchant dans la goulotte (9) située sous la trémie (11) d'introduction normale des déchets ménagers et/ou industriels.
  11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de transport (7, 8) est relié au foyer (10) par la trémie (11) d'introduction normale des déchets ménagers et/ou industriels.
  12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moyen de transport (7, 8) est relié directement au foyer (10) en zone chaude.
  13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le moyen de transport (7, 8) est une pompe (7) associée à un conduit (8).
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