FR2490783A1

FR2490783A1 - Procede et appareil pour l'incineration des boues residuaires

Info

Publication number: FR2490783A1
Application number: FR8117632A
Authority: FR
Inventors: Akira Suzuki; Yasumi Shioya; Keiichi Kimura
Original assignee: Shinryo Air Conditioning Co Ltd
Current assignee: Shinryo Air Conditioning Co Ltd
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1982-03-26
Also published as: GB2087054A; GB2087054B; US4398476A; DE3137227C2; DE3137227A1; FR2490783B1

Abstract

PROCEDE ET APPAREIL D'INCINERATION D'UNE BOUE DESHYDRATEE SANS UTILISER DE COMBUSTIBLE AUXILIAIRE, CONSISTANT A PASTILLER LA BOUE PARTIELLEMENT DESHYDRATEE, AYANT UNE TENEUR EN EAU DE 70 A 75, A SECHER LES PASTILLES AVEC UNE SOURCE DE CHALEUR OBTENUE EN BRULANT DES GAZ FORMES PAR DISTILLATION A SEC ET GAZEIFICATION, EN UTILISANT UNE PARTIE DU GAZ DISTILLE A SEC OBTENU DANS L'ETAPE DE SECHAGE, A DISTILLER A SEC LES PASTILLES PAR LA CHALEUR SENSIBLE D'UN GAZ FORME PAR GAZEIFICATION, A GAZEFIER LES RESIDUS DE DISTILLATION A SEC AVEC DE L'AIR, DE LA VAPEUR D'EAU ET LE RESTE DU GAZ DISTILLE A SEC.

Description

La présente invention concerne un procédé d'incinéra-

tion des boues déshydratées obtenues en déshydratant l'excès

de boue provenant du traitement des eaux d'égout par le procé-

dé à la boue activée. Elle concerne plus particulièrement un procédé d'incinération de la boue déshydratée dans lequel la

boue déshydratée est distillée à sec en atmosphère non oxy-

dante et gazéifiée, et les gaz obtenus sont utilisés comme

source de chaleur pour sécher la boue et pour d'autres appli-

cations. L'invention concerne en outre un appareil pour dis-

tiller la boue à sec et pour gazéifier le résidu de distilla-

tion sèche obtenu, principalement constitué de carbone fixe.

La boue provenant du traitement final des eaux d'égott

et des eaux-vannes était le plus souvent éliminée par en-

fouissement dans le sol ou déversement dans la mer après dé-

shydratation jusqu'à une certaine teneur en eau. A l'heure ac-

tuelle, cependant, il est difficile de trouver des terrains o

enfouir la boue, et la boue enfouie peut provoquer une pollu-

tion secondaire, la boue déversée dans l'océan peut le polluer.

C'est pourquoi la boue est aujourd'hui éliminée principalement

par incinération. En outre, pour éviter la formation de compo-

sés du chrome hexavalent dce à la combustion ainsi que la pol-

lution secondaire résultant de la formation de NOx et SOx

dans les gaz brAlés provoquée par le gaz de combustion, plu-

sieurs procédés (voir brevets japonais (KOKAI) Nos 98144/1976 et 36574/1977) sont actuellement utilisés pour la distillation

à sec de la boue.

La boue est difficile à déshydrater, et une déshydra-

tation efficace ou économique avec un bon appareil de déshy-

dratation produit une boue qui contient habituellement 70 à

75 % d'eau. Cette boue a une teneur en solides qui doit théo-

riquement fournir une quantité de chaleur plus que suffisante pour évaporer l'humidité qui y est contenue. Cependant, bien qu'il semble théoriquement possible de brûler ou de distiller à sec (ce dernier cas inclut une utilisation efficace de la

chaleur produite par le carbone fixe) sans exiger d'autre sour-

ce de chaleur, les propriétés des solides présents peuvent

ne pas permettre la production d'une quantité de chaleur aus-

si élevée, et dans la pratique, un combustible auxiliaire,

tel qu'une huile lourde, est nécessaire.

Un des buts de l'invention est de fournir un procédé d'incinération d'une boue déshydratée provenant du traitement des eaux d'égoût, dans lequel la boue est distillée à sec et gazéifiée par sa chaleur propre sans utiliser de combustible auxiliaire, le gaz résultant de la distillation à sec et de la gazéification étant utilisé comme source de chaleur pour

sécher la boue déshydratèe et pour d'autres applications.

Un autre but de l'invention est de fournir un appareil pour distiller à sec et gazéifier la boue déshydratée avec un rendement thermique élevé et pour incinérer complètement la

boue sans utiliser de combustible auxiliaire, et qui soit éga-

lement capable de récupérer les gaz résultant de la gazéifi-

cation et de la distillation à sec.

D'autres buts et avantages de l'invention apparattront

aux spécialistes à la lecture de la description ci-après.

- la Fig. 1 est un schéma de fonctionnement du procédé

de distillation à sec et de gazéification de la boue déshydra-

tée de l'invention; - la Fig. 2 est un schéma de circulation de la chaleur dans le procédé de distillation à sec et de gazéification de la boue déshydratée de l'invention;

- la Fig. 3 est un schéma d'un des modes de réalisa-

tion de l'appareil de l'invention.

Les buts de la présente invention sont atteints au

moyen d'un procédé d'incinération d'une boue déshydratée con-

sistant à déshydrater de la boue en excès provenant d'eaux

d'égoats traitées par le procédé de la boue activée, à pas-

tiller la boue partiellement déshydratée ayant une teneur en eau de 70 à 75 %, à sécher les pastilles avec une source de chaleur obtenue en brûlant des gaz décrits ci-après, qui sont formés par distillation à sec et gazéification, à distiller à sec les pastilles gràce à la chaleur sensible du gaz décrit ci-après qui est formé par la gazéification, à utiliser une partie du gaz de distillation à sec obtenu dans l'opération de séchage et le reste dans l'opération de gazéification qui sera décrite ci-après, à gazéifier le résidu de l'opération de distillation à sec avec le reste du gaz de distillation à sec, de l'air et de la vapeur d'eau, à évacuer le résidu sous

forme de cendres, à utiliser le gaz résultant de la gazéifi-

cation dans ce stade de séchage, pour réaliser ainsi l'inci-

nération de la boue déshydratée sans utiliser de combustible auxiliaire. Le procédé de l'invention sera décrit ci-dessous en se

référant au schéma de fonctionnement de la Fig. 1.

La boue déshydratée obtenue en déshydratant la boue en

excès provenant du traitement d'eaux d'égoûts contient géné-

ralement 70 à 75 % d'eau. Dans le procédé de l'invention,

cette boue contenant 70 à 75 % d'eau est incinérée directe-

ment sans utiliser de combustible auxiliaire. On préfère évi-

demment utiliser une boue déshydratée jusqu'à une teneur en eau plus faible. Dans ce cas, on n'utilise pas tout le gaz obtenu par gazéification pour incinérer la boue. Ce gaz peut être utilisé pour d'autres applications, par exemple dans une chaudière à chaleur résiduelle, ou conservé temporairement

dans un gazomètre.

Dans le procédé de l'invention, on commence par pastil-

ler la boue déshydratée. A cet effet, on utilise en général une pastilleuse du type extrudeuse. La taille des pastilles ou granules est de préférence d'environ 1 mm à environ 10 mm, de façon à obtenir un bon rendement thermique dans un appareil de distillation à sec, et pour éviter que les pastilles ne

soient entraînées par le gaz formé par distillation à sec.

Dans ses expériences, la Demanderesse a utilisé des pastilles

ou granules de 3 mm. On peut aussi utiliser des pastilles cy-

lindriques d'environ 5 mm à environ 10 mm de diamètre, et d'

environ 10 mm à environ 20 mm de long.

La boue déshydratée sous forme de-pastilles est en-

voyée dans un séchoir. On peut utiliser n'importe quel séchoir

classique pour sécher des pastilles de boue. Dans ses expé-

riences, la Demanderesse a utilisé un séchoir à agitateur à circulation forcée d'air chaud: un courant d'air chaud (à

400 0C environ) obtenu en brûlant les gaz résultant de la dis-

tillation a sec et de la gazéification est envoyé dans le sé-

choir o il s'écoule à contre-courant avec les pastilles de boue déshydratée, sous agitation, pour les sécher à une teneur

en eau d'environ 10 %. A la sortie, la température des pastil-

les de boue est d'environ 150 'C.

Les pastilles de boue séchées sont ensuite distillées à sec, par exemple dans un four de distillation à sec vertical à étages multiples. Dans le four, les pastilles de boue sont chauffées par le gaz chaud environnant qui est formé dans une

opération de gazéification ultérieure. Le four comporte un ar-

bre tournant à 0,5-3 t/min et comporte un empilement de pla-

teaux munis chacun d'une pale d'agitateur. Les pastilles de

boue sèches sont introduites par le haut sur le plateau supé-

rieur et elles tombent successivement sur les plateaux-sous-

jacents à travers les ouvertures pratiquées au centre et sur les pourtour, alternativement, dans leur mouvement du centre vers l'extérieur et viceversa sous des pales. Au cours de

leur descente dans le four, les pastilles de boue sont chauf-

fées à une température d'environ 400 à environ 600 'C, tempé-

rature à laquelle elles se décomposent et environ 63 % en poids de cellesci sont gazéifiées et récupérées en haut du four sous forme de gaz distillé à sec. Environ 37 % en poids

de la boue sont recueillis au bas du four sous forme de rési-

du de distillation à sec contenant du carbone fixe, de la ma-

tière organique non décomposée et de la cendre et sont en-

voyés au stade de gazéification suivant.

Dans le stade de gazéification, le carbone fixe du ré-

sidu de distillation à sec est gazéifié. A ce stade, la sour-

ce de chaleur est le gaz résultant de la distillation à sec.

Le gaz carbonique et la vapeur d'eau formés par la combustion

du gaz de distillation à sec, l'oxygène de l'air et le carbo-

ne fixe du résidu de la distillation à sec donnent lieu aux réactions suivantes, en produisant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène: C + 1/202 = CO + 29400 Kcal/Kmol C + CO2 = 2CO - 38200 Kcal/Kmol C + H20 = CO + H2 - 28200 Kcal/Kmol La matière organique non décomposée présente dans le résidu de distillation à sec et les hydrocarbures du gaz de distillation à sec sont mis à réagir avec de la vapeur d'eau

et de l'oxygène pour former de l'oxyde de carbone et de l'hy-

drogène en tant que produits de la gazéification secondaire.

2m + n CmHn I+mH20 ymCO + 2 H2 CmHn +o 22mi + nH

2 2 2 2C±

Les gaz obtenus lors des gazéifications primaire et secondaire sont renvoyés au stade de la distillation à sec o ils cèdent leur chaleur sensible aux pastilles de boue et

sont utilisés comme source de chaleur au stade du séchage.

Lorsque le bilan thermique global du processus d'incinération

de la boue déshydratée est positif, une partie des gaz résul-

tant de la gazéification sont stockés dans un gazomètre en

vue de leur utilisation ultérieure. La cendre (résidu de l'o-

pération de gazéification) est recueillie au bas du four.

On décrira à présent un des modes de réalisation du procédé de l'invention. La boue (teneur en solides: 2 à 3 %) provenant de l'épaississeur de boues d'une installation de traitement des eaux d'égots à Saitama, Japon, est déshydratée

à l'aide d'une machine de déshydratation du type presse à cy-

lindres jusqu'à une teneur en solides de 25 S%. La boue a la

composition élémentaire indiquée dans le tableau 1 ci-dessous.

TABLEAU 1

Composition élémentaire de la boue déshydratée (%o sur la base des poids secs) Carbone Hydrogène Oxygène azote chrome (III) autres

53,1 17,0 2,8 0,1 19,7

La boue est introduite dans une extrudeuse pastilleuse pour former des pastilles de 3 mml. On sèche les pastilles dans un séchoir à agitateur à circulation forcée d'air chaud avec un courant d'air chaud (400 OC) obtenu en brtlant des

gaz résultant de la gazéification et de la distillation à sec.

On obtient des pastilles de boue séchées ayant une teneur en eau de 10 %. On introduit les pastilles de boue sèches dans un appareil de distillation à sec o elles sont distillées à sec à 450 0C pendant 20 minutes, ce qui fournit des gaz de

distillation sèche, du carbone fixe et de la cendre. Les quan-

tités de gaz de distillation sèche par kilogramme de pastil-

les de boue déshydratée sur la base des poids secs sont don-

nées dans le tableau 2. Les valeurs indiquées dans ce qui suit (excepté celles indiquées en pourcentage) sont basées sur 1 kg de boue déshydratée. La température de sortie du gaz de distillation sèche est de 200 OC. La composition du produit

de la distillation sèche est indiquée dans le Tableau 3.

TABLEAU 2

Gaz de distillation sèche (elkg de boue sur la base des poids secs)

TABLEAU 3

Composition du produit de la distillation à sec (en pourcentage du produit de la distillation à sec) Matières volatiles Carbone fixe Cendres _56,7 23,4 19s7

La quantité de chaleur produite par les gaz de distil-

lation à sec respectifs est calculée au moyen des 3 formules suivantes, et elle est donnée dans le Tableau 4. Deux mille cinq cents litres d'air sont nécessaires pour br ler 713 1

des gaz de distillation à sec.

CO + 1/202 = C02 + 68,2 kcal/mole H2 + 1/202 = H20 + 57,6 kcal/mole

CmHn + (m + n/4)02 = mCO2 + H20 + Hg (Hg: quantité to-

2 2 tale de cha-

leur pro-

duite)

TABLEAU 4

Quantité de chaleur produite par les gaz de distillation à sec (kcal/kg de boue sur la base des poids secs)

CO H2 CmHn tot.

552 899 969 2420

(3394 kcal sont produites par m normal des gaz de distillation à sec) Le carbone fixe (234 g) du résidu de la distillation à sec est mis à réagir avec 180 g de vapeur d'eau et 440 g

de gaz carbonique à 1 000 C pendant 30 minutes. La gazéifi-

cation du carbone fixe, qui consiste en une réaction du gaz avec l'eau, est représentée par: C + H20 = CO + H2 - 28,2 kcal/mole et la réaction de production de gaz est représentée par C + C02 = 2C0 - 38,2 kcal/mole,

les deux réactions se produisant simultanément.

La quantité totale des gaz obtenus par gazéification est de 3573 litres/kg de la boue sur la base des poids secs. Les quantités des gaz respectifs et la quantité de chaleur produite par CO et H2 sont données respectivement dans les

tableaux 5 et 6.

TABLEAU 5

Composition des gaz résultant de la gazéification (</kg de boue sur la base des poids secs)

Co H2 H20 C02 | q2 tot.

672 224 448 25 t 1994I 3573

TABLEAU 6

Chaleur produite par CO et H2 (kcal/kg de boue sur la base des poids secs)

Co 1H2 tot.

2046- 576 2622

Le bilan thermique de chaque opération et le bilan

thermique global sont donnés ci-dessous. Les valeurs de cha-

que tableau sont exprimées en kcal par kg de la boue sur la

base des poids secs.

a) Opération de séchage Chaleur entrant Chaleur sortant (kcal) (kcal) Chaleur provenant Chaleur provenant de la boue 4372 de la boue 4372 Chaleur sensible Chaleur sensible de la boue 64 de la boue 33

Chaleur des gaz prove- Chaleurs latente et sen-

nant de la gazéifica- sible de la vapeur tion 2622 d'eau 1853 Chaleur sensible des Chaleur des gaz émis 1384 gaz provenant de la gazéification 701 I Chaleur provenant des Chaleur sensible des gaz de la distillation gaz émis 370 à sec 890

Chaleur sensible du Chaleur latente et sen-

gaz de distillation sible de la vapeur à sec 17 d'eau 73 Chaleurs latente et Pertes de chaleur 654 sensible de la vapeur d'eau 73 total 8739 total 8739 b) Opération de distillation à sec Chaleur entrant (kcal) Chaleur sortant (kcal) Chaleur provenant Chaleur provenant des de la boue 4372 gaz de distillation 2420 a sec Chaleur sensible Chaleur sensible des de la boue 33 gaz de distillation à sec 45 Chaleur sensible des Chaleurs latente et gaz résultant de la sensible de la vapeur gazéification 128 d'eau 73

Chaleur provenant du car-

bone fixe 1952 Chaleurs sensibles de la cendre et du carbone fiDe 39 __________ ___Pertes de chaleur 4 total 4533 total 4533 ,. C) Opération de gazéification Chaleur entrant (kcal) Chaleur sortant (kcal) Chaleur provenant Chaleur provenant du carbone fixe 1952 des gaz résultant de 2622 la gazéification Chaleurs sensibles du Chaleur sensible des carbone fixe et de la gaz provenant de la cendre 39 gazéification 701

Chaleur provenant des w.

gaz de la distillation distillés à sec 128 à sec 1530 Chaleur sensible des Chaleur sensible de gaz de distillation 28 la cendre 39 Chaleur sensible de l'air 14 Pertes de chaleur 73 total 3563 total 3563 d) Bilan global Chaleur entrant (kcal) Chaleur sortant (kcal) Chaleur provenant de la boue Chaleur sensible de la boue Chaleur sensible de l'air Chaleur- provenant des gaz émis Chaleur sensible des gaz émis Chaleurs sensible d'eau Chaleurs sensible d'eau latente et de la vapeur latente et de la vapeur Chaleur sensible de la cendre Perte de chaleur - 73 total 4450 total 4450 !

Le bilan thermique global ressort du schéma d'écoule-

ment de la chaleur de la Fig.2 (unité: kcal/kg de boue sur

la base des poids secs).

il

Le procédé de l'invention, qui présente les caracté-

ristiques précédemment indiquées, estcapable d'incinérer une

boue déshydratée en utilisant efficacement la chaleur poten-

tielle de la boue sans apport de chaleur externe. Il possède cet avantage supplémentaire que si l'on utilise une boue à faible teneur en eau, on recueille un surplus de chaleur, et les gaz résultant de la gazéification peuvent être stockés

en vue de leur utilisation ultérieure.

L'appareil conforme à l'invention présente les carac-

téristiques (a) à (d) suivantes:

(a) Un four de distillation à sec ayant la forme d'un cylin-

dre vertical est enfermé dans la partie supérieure d'un four de gazéification ayant la forme d'un cylindre vertical d'un

diamètre supérieur à celui du four de l'appareil de distilla-

tion à sec, la paroi du four de gazéification entourant le four de distillation à sec et s'étendant vers le haut jusqu4à un niveau légèrement inférieur à celui du pourtour supérieur du four de distillation à sec, emplacement auquel le four de gazéification est assemblé au four de distillation à sec, un arbre rotatif traversant le centre du four de distillation à

sec et le four de gazéification.

(b) Le four de distillation à sec comportant à son sommet un orifice d'entrée pour introduire les pastilles de boue, et un

orifice de sortie pour récupérer le gaz formé par la distil-

lation à sec, le four de distillation à sec étant divisé en un empilement de plateaux, les compartiments définis par les plateaux comportant des pales d'agitateur fixées sur l'arbre rotatif pour fairepasser la boue du centre vers l'extérieur et vice-versa, alternativement, les plateaux étant percés de trous en leur centre et sur leur périphérie alternativement, à travers lesquels tombent les pastilles de boue, le fond du four de distillation à sec ayant la forme d'un c8ne retourné, un dispositif d'alimentation pour faire tomber le résidu de

la distillation à sec dans le four de gazéification étant dis-

posé entre le fond du four de distillation à sec et l'arbre rotatif. (c) Le four de gazéification ayant une grille fixe et un bras pour niveler le résidu de distillation à sec retenu sur la grille, ce bras étant solidaire de l'arbre rotatif, le fond du four de gazéification constituant un réservoir de stockage de la cendre ayant la forme d'un c8ne inversé, un dispositif d'évacuation de la cendre étant disposé entre le fond du four de gazéification et l'arbre rotatif, le réservoir de stockage

de la cendre étant muni d'orifices d'entrée pour l'introduc-

tion du gaz de distillation à sec, d'air et de vapeur d'eau,

le sommet du four étant muni d'un orifice de sortie pour ré-

cupérer les gaz résultant de la gazéification; et

(a) de l'air de refroidissement étant envoyé dans l'arbre ro-

tatif pour refroidir l'arbre rotatif, et si on le désire au moins les pales d'agitateur ou le bras de nivellement, l'air chaud provenant de l'arbre rotatif étant utilisable dans le

four de gazéification.

La boue à traiter par l'appareil de l'invention pro-

vient du traitement de toutes les eaux résiduaires, y compris les eauxvannes. De la boue obtenue par traitement de déchets industriels peut aussi être utilisée si elle contient une grande quantité de matière organique. Les solides contenus dans la boue produisent en général au moins 4000 kcal/kg sur la base des poids absolument secs, ce qui suffit pour faire évaporer un poids d'eau environ sept fois supérieur à celui des solides présents. Par conséquent, en théorie, avec des

pertes de chaleur minimales, une boue déshydratée à une te-

neur en eau d'environ 85 % peut être séchée et incinérée sans combustible auxiliaire. Mais ceci est difficile à réaliser avec un appareil ordinaire. L'appareil classique peut traiter

une boue qui est déshydratée jusqu'à une teneur en eau d'en-

viron 65 Sa au maximum.

L'appareil de l'invention peut traiter une boue déshy-

dratée à une teneur en eau de 70 à 75 %. Mais dans ce cas, la boue doit être séchée dans le compartiment supérieur du four de distillation à sec, et ceci augmente la taille du four de distillation à sec. En outre, le gaz de distillation à sec obtenu contient beaucoup de vapeur d'eau, qui doit dans de nombreux cas être éliminée avant que le gaz de distillation

à sec soit utilisé comme combustible. La boue est de préfé-

rence traitée par l'appareil de l'invention après avoir été

séchée à une teneur en eau inférieure à 70-75 % dans un sé-

choir séparé efficace, à l'aide des gaz résultant de la dis-

tillation à sec et de la gazéification fournis par l'appareil

selon l'invention.

Un des modes de réalisation de l'appareil de l'inven-

tion sera décrit ci-dessous en se référant à la Fig.3. L'ap-

pareil comprend un four de distillation à sec 10 qui a la

forme d'un cylindre vertical enfermé dans la partie supérieu-

re d'un four de gazéification 30, qui a la forme d'un cylindre vertical dont le diamètre est supérieur à celui du four de distillation à sec 10. La paroi du four de gazéification 30 entoure le four de distillation à sec 10 et elle s'étend vers

le haut jusqu'à un niveau qui est légèrement inférieur à ce-

lui du pourtour supérieur du four de distillation à sec 10 et auquel le four de gazéification 30 est assemblé au four de distillation à sec 10. Un arbre rotatif 40 traverse le centre du four de distillation à sec 10 et le four de gazéification

30. L'arbre 40 est entraîné en rotation par des moyens dten-

trafnement 41 disposés au sommet du four 10 par l'intermé-

diaire d'un pignon 42.

Un orifice de sortie 11 pour récupérer le gaz de dis-

tillation à sec et un orifice d'entrée 12 pour introduire la

boue sont pratiqués en haut du four 10. Dans le mode de réa-

lisation représenté, un système d'alimentation à vis 13 est

monté à l'orifice d'entrée 12 et les pastilles de boue in-

troduites par une trémie 14 sont envoyées à l'intérieur du four 10 par un dispositif d'alimentation à vis 13 animé d'un mouvement de rotation par des moyens d'entra nement 15. Le four 10 est divisé en un empilement de plateaux (5 plateaux sont représentés dans le mode de réalisation illustré). Des compartiments 17 définis par les plateaux 16 comportent des pales d'agitateur 18 qui sont fixées à l'arbre rotatif 40 pour faire passer les pastilles de boue du centre vers l'ex- térieur et vice-versa, alternativement. Les plateaux 16 sont

percés de trous 19, au centre et à la périphérie alternati-

vement, à travers lesquels tombent les pastilles de boue. Le

fond 20 du four de distillation à sec 10 a la forme d'un c6-

ne inversé définissant un espace à section transversale cir-

culaire entre le fond-20 et l'arbre 40. Un dispositif d'ali-

mentation à vis 21 est disposé autour de l'arbre 40 dans le-

dit espace. Le diamètre du dispositif d'alimentation à vis 21 est tel que la vis vient au contact du fond 20. Le résidu

de distillation à sec tombant du dernier plateau est intro-

duit vers le bas par le dispositif d'alimentation 21 dans le

four de gazéification, tandis que ce dispositif d'alimenta-

tion empêche le passage du gaz. On préfère que le dispositif d'alimentation à vis 21 empoche complètement le passage du gaz. Les pastilles de boue introduites par le dispositif

d'alimentation à vis 13 sont transportées le long des pla-

teaux 16 du centre vers l'extérieur et vice-versa alternati-

vement sous l'action des pales 18 et elles tombent à travers

les trous 19 au fur et à mesure qu'elles sont distillées à -

sec. Le résidu est envoyé au four de gazéification 30 par le dispositif d'alimentation à vis 21 et le gaz de distillation

à sec est recueilli par l'orifice de sortie 11.

Une grille fixe 31 et un bras de nivellement 32 so-

lidaire de l'arbre 40 sont prévus dans le four de gazéifica-

tion 30. Le bras de nivellement 32 nivelle le résidu de dis-

* tillation à sec retenu sur la grille 31. Le four de gazéifi-

cation 30 comporte un réservoir de stockage de la cendre 33

sous la grille 31 lequel, comme le fond 20 du four de distil-

lation à sec 10, a la forme d'un cone inversé, et un disposi-

tif d'évacuation à vis 34 pour évacuer la cendre tout en in-

terrompant l'écoulement gazeux est installé entre le réser-

voir de stockage de la cendre 33 et l'arbre 40. Le dispositif

d'évacuation à vis 34 n'a pas besoin d'assurer une interrup-

tion complète du courant gazeux. Le réservoir de stockage de la cendre 33 est muni d'un orifice d'entrée 35 pour récupérer le gaz de distillation à sec et d'un orifice d'entrée 36 pour introduire de l'air pour la combustion partielle, et de la vapeur d'eau est en outre fournie si nécessaire. Un orifice

de sortie 37 pour récupérer les gaz résultant de la gazéifi-

cation est prévu au sommet du four de gazéification 30.

L'arbre rotatif 40 est creux. Si nécessaire, au moins une des pales 18 et le bras de nivellement 32 sont creux. De l'air est envoyé à travers la partie creuse de ces éléments par le haut de l'arbre 40; après avoir refroidi les divers

éléments, l'air chauffé est recueilli au bas de l'arbre 40.

Les canalisations de l'appareil de l'invention sont conçues de telle sorte que l'air chauffé puisse être utilisé comme

air dans le four de gazéification 30.

Comme il a été décrit ci-dessus, les pastilles de boue alimentées en continu par la trémie 14 sont envoyées vers le bas à travers le four de distillation à sec 10 en traversant

successivement les plateaux 16. Au cours de leur chute à tra-

vers les plateaux 16, les pastilles de boue sont d'abord sé-

chées par la paroi du four chauffée par les gaz chauds pro-

venant du four de gazéification 30, puis distillées à sec.

Les pastilles de boue peuvent aussi être distillées à sec pen-

dans leur séchage. La distillation à sec des pastilles de boue est pratiquement terminée à une température d'environ

400 OC, à environ 600 UC. La vapeur d'eau et le gaz de dis-

tillation a sec obtenus sont recueillis à l'orifice de sor-

tie 11. Le résidu de la distillation à sec est principalement constitué de carbone fixe et de cendre, et il contient une

faible quantité de matière organique non décomposée.

Le résidu de la distillation à sec évacué du four 10 séjourne sur la grille fixe 31 dans le four de gazéification 30. Le réservoir de stockage de la cendre 33 sous la grille 31 reçoit le gaz de distillation à sec et de l'air, et si on le désire de la vapeur d'eau, par les orifices d'entrée 35 et 36, et le gaz de distillation à sec est brûlé en don- nant un gaz chaud qui traverse la grille 31 pour atteindre

le lit de résidu de distillation à sec sur la grille. Le ré-

sidu est chauffé et mis à réagir avec le gaz carbonique et

la vapeur d'eau formés par la combustion du gaz de distilla-

tion à sec, ainsi qu'avec de ltoxygène et de la vapeur d'eau apportés, et le gaz chaud obtenu s'écoule entre la paroi du four de gazéification 30 etle four de distillation à sec 10 pour chauffer le four de distillation a sec 10. Le gaz, qui est alors â% basse température, est recueilli par l'orifice

de sortie 37. La cendre (résidu de gazéification) est élimi-

née par le dispositif d'évacuation 34. L'air chauffé venant

de l'arbre 40 peut être utilisé pour brêler le gaz de distil-

lation à sec.

L'appareil de l'invention, qui présente les caractéris-

tiques ci-dessus, peut distiller à sec, gazéifier et inciné-

rer la boue déshydratée sans utiliser de combustible auxi-

liaire, il récupère également la chaleur des gaz obtenus par

gazéification, ou la-chaleur des gaz résultant de la gazéi-

fication et de la distillation à sec. L'appareil de l'inven-

tion ne se borne pas à brêler la boue. Celle-ci est séchée,

distillée à sec puis brûlée, de sorte que le gaz émis ne con-

tient qu'une faible proportion de polluants et peut être trai-

té par un procédé simple. La cendre obtenue ne contient qu'une

faible quantité de composés du chrome hexavalent. Par consé-

quent, ltappareil de ltinvention présente de grands avanta-

ges pour l'industrie.

On donnera ci-dessous un exemple des spécifications

et des données de fonctionnement de l'appareil de l'invention.

1 - Spécifications de l'appareil 1) four de distillation à sec diamètre hauteur nombre de compartiments 270 mm 700 mm 2) four de gazéification diamètre 300 mm hauteur 1 000 mm (hauteur sur laquelle le four de distillation à sec est entouré par le four de gazéification: 500 mm) 3) arbre rotatif vitesse 2 tours/min 2 - Données de fonctionnement 1) boue introduite teneur en H20 10 % chaleur produite par les solides présents 4372 kcal/kg débit d'alimentation 2) gaz de distillation à sec quantité temp, teneur en H20 chaleur produite 3) temp.du four de distillation à haut milieu bas 4) gaz de gazéification quantité produite température teneur en H20 chaleur produite de solides secs 1,0 kg de solides secs/h sec 1/h Oc - % (en vol) kcal/m3N oC C Oc 2096 1/h

800 C

2,2 % (en vol) 1251 kcal/m3N ) cendres quantité 197 g/h temp.

1 000 C 6) four de gazéification apport de gaz de distillation à sec 4/1 1/h apport d'air 1 390 1/h apport de vapeur d'eau 81 1/h temp. du lit gazéifié 800 C 7) refroidissement de l'axe débit d'air 640 1/h temp. d'entrée 20 C temp. de sortie t 000 C

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1 - Procédé d'incinération de boues d'eaux d'égouts, caractérisé en ce qu'on pastille une boue déshydratée ayant

une teneur en eau de '/0 à 75 5o et qui est obtenue en déshy-

dratant une boue en excès provenant du traitement des eaux d'égotts; en ce qu'on sèche les pastilles avec une source de chaleur obtenue en brûlant des gaz décrits ci-après qui sont formés par distillation à sec et gazéification; en ce

qu'on distille à sec les pastilles grâce à la chaleur sensi-

ble du gaz décrit ci-après qui est formé par gazéification; en ce qu'on utilise une partie du gaz de distillation à sec obtenu dans l'étape de séchage et le reste dans une étape de

gazéification qui sera décrite ci-après; en ce qu'on gazéi-

fie le résidu provenant de l'étape de distillation à sec avec

le reste du gaz de distillation à sec, de l'air et de la va-

peur d'eau,en ce qu'on évacue le résidu sous forme de cendre; et en ce qu'on utilise le gaz résultant de la gazéification dans l'étape de séchage, réalisant ainsi l'incinération de

la boue déshydratée sans combustible auxiliaire.

2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en

ce que les pastilles ont environ 1 mm à environ 10 mm.

3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ces pastilles ont la forme de cylindres d'environ 5 mm à environ 10 mm de diamètre et d'environ 10 mm à environ 20mm

de long.

4 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la distillation à sec est effectuée à une température

d'environ 400 OC à environ 600 OC.

- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la distillation à sec est effectuée à 450 OC environ,

pendant 20 minutes environ.

6 - Appareil pour distiller à sec et gazéifier de la

boue, caractérisé en ce qu'il comprend un four de distilla-

tion à sec (10) destiné à distiller à sec des pastilles de boue, ayant la forme d'un cylindre vertical qui est enfermé dans

la partie supérieure d'un four de gazéification (30) des-

tiné à gazéifier le résidu de la distillation à sec, ayant la forme d'un cylindre vertical d'un diamètre supérieur à celui du four de distillation à sec (10), la paroi du four de gazéification (30) entourant le four de distillation à

sec (10) et s'étendant vers le haut jusqu'à un niveau légè-

rement inférieur à celui du pourtour supérieur du four de distillation à sec et auquel le four de gazéification est assemblé au four de distillation à sec, un arbre rotatif (40) traversant le centre du four de distillation à sec et du four de gazéification,le four de distillation à sec

comportant à son sommet un orifice d'entrée (12) pour in-

troduire des pastilles de boue et un orifice de sortie (11) pour recueillir le gaz formé par distillation à sec,

le four de distillation à sec étant divisé en un empile-

ment de plateaux (16), les compartiments (17) définis par les plateaux comportant des pales d'agitateur (18) qui

sont fixées à l'arbre rotatif pour faire passer les pas-

tilles de boue du centre vers l'extérieur et vice-versa alternativement, les plateaux (16) étant percés de trous (19), au centre et sur leur périphérie alternativement, à travers lesquels tombent les pastilles de boue, le fond (20) du four de distillation à sec ayant la forme d'un cône inversé, un dispositif d'alimentation (21) pour faire tomber le résidu de la distillation à sec dans le four de

gazéification étant prévu entre le fond du four de dis-

tillation à sec et l'arbre rotatif, le four de gazéifi-

cation (30) comportant une grille fixe (31) et un bras

(32) pour niveler le résidu de la distillation à sec re-

tenu sur la grille, le bras étant solidaire de l'arbre

rotatif.(40), le fond (33) du four de gazéification cons-

tituant un réservoir de stockage de la cendre ayant la forme d'un cône inversé, un dispositif d'évacuation (34)

de la cendre étant disposé entre le fond du four de gazé-

ification et l'arbre rotatif, le réservoir de stockage de la cendre étant muni d'orifices d'entrée (35,36) pour l'introduction du gaz de distillation à sec, d'air-et de

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vapeur d'eau, le sommet du four étant muni d'un orifice de sortie (37) pour recueillir les gaz résultant de la gazéification, de l'air de refroidissement étant envoyé dans l'arbre rotatif (40) pour refroidir l'arbre rotatif et éventuellement au moins une des pales d'agitateur (18),

et le bras de nivellement (32).