FR2569826A1 - INCINERATOR-PYROLYZER - Google Patents
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Abstract
Description
I 2569826I 2569826
La presente invention concerne un nouveau type de four pour The present invention relates to a new type of furnace for
l'incinération des déchets.incineration of waste.
L'on connrait actuellement principalement deux modes de fonc- At present, two modes of operation are mainly
tionnement pour les fours d'incinération, d'une part à haute tem- for incineration furnaces, on the one hand at high tempera-
pérature avec un important excès d'air comburant, et d'autre part with a large excess of combustion air, and on the other hand
avec effet dit pyrolitique c'est à dire à température relative- with a so-called pyrolitic effect, ie at a relative temperature
ment basse et quantité restreinte d'air comburant. Dans le premier mode, la destruction des déchets est très rapide et complète mais au prix d'une consommation élevée de combustible d'appoint et il se produit des envolées de poussières souvent accompagnées de low temperature and limited amount of combustion air. In the first mode, the destruction of waste is very fast and complete but at the cost of a high consumption of supplementary fuel and there are flights of dust often accompanied by
fumées colorées lors de la destruction de déchets de PCI élevé. colored fumes when destroying high PCI waste.
Dans le second cas, la consommation de combustible est sensible- In the second case, fuel consumption is
ment réduite, il y a peu d'entrainement de poussières et les fumées sont peu ou pas colorées, mais la durée de combustion est reduced, there is little entrainment of dust and fumes are little or not colored, but the burning time is
I5 sensiblement plus longue et surtout il subsiste parfois des imbru- I5 appreciably longer and, above all, there are sometimes imbru
lés dus à la température de combustion insuffisante. due to insufficient combustion temperature.
La présente invention concerne un nouveau type de four qui permet d'obtenir les avantages des deux modes de fonctionnement précedemment décrits en évitant leurs inconvénients. Par ailleurs, The present invention relates to a new type of furnace which makes it possible to obtain the advantages of the two modes of operation previously described while avoiding their disadvantages. Otherwise,
la conception du four selon l'invention permet une grande modula- the furnace design according to the invention allows a large modula-
rité et versatilité au niveau des équipements accessoires et de flexibility and versatility in ancillary equipment and
son implantation.its implantation.
Un four selon l'invention est constitué d'une chambre princi- An oven according to the invention consists of a main chamber
pale dite chambre de combustion, de relativement grand volume et said combustion chamber, of relatively large volume and
normalement garnie de matériaux isolants et réfractaires, compor- normally lined with insulating and refractory materials,
tant une porte de chargement des déchets conçue pour éviter les a waste loading door designed to prevent
entrées d'air ou les sorties de fumées lors de l'incinération. air inlets or flue gas outlets during incineration.
Des buses judicieusement disposées permettent l'injection dans cette chambre d'une partie de l'air de combustion dit air primaire Un ou plusieurs bruleurs peuvent être prévus pour amorcer ou entretenir la combustion des déchets. La forme de cette chambre peut être parallelépipedique ou cylindrique, de préférence à grand axe horizontal. La porte de chargement étant située en facade, la sortie des fumées se fait par la paroi opposée dans un carneau de Specially arranged nozzles allow the injection into this chamber of a portion of the combustion air called primary air One or more burners may be provided to initiate or maintain the combustion of waste. The shape of this chamber may be parallelepipedal or cylindrical, preferably with a large horizontal axis. The loading door being located in frontage, the exit of the fumes is done by the opposite wall in a flue of
section circulaire ou quadrilatère. circular or quadrilateral section.
Dans ce carneau ou gaine de fumées, des orifices sont prévus pour injecter de l'air dit air secondaire de telle manière que d'une part les fumées provenant de la chambre de combustion soient enrichies en oxygène et d'autre part que les poussières entrainées In this flue or smoke duct, orifices are provided for injecting said secondary air air such that on the one hand the fumes from the combustion chamber are enriched with oxygen and on the other hand that the dust trapped
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par les fumées soient refoulées vers la chambre de combustion, pour cela, l'air secondaire est injecté à contre courant des fumées les directions respectives des fumées et de l'air secondaire formant un angle obtus compris entre I00 et I400. Le débit d'air, sa vitesse et la répartition des orifices d'injection étant prévus de façon que le rideau d'air ainsi crée intéresse toute la section the fumes are forced back to the combustion chamber, for this, the secondary air is injected against the flue current the respective directions of the fumes and secondary air forming an obtuse angle between 100 and I400. The air flow, its speed and the distribution of the injection orifices being provided so that the air curtain thus created is of interest to the whole section.
de la gaine de fumées.of the smoke sheath.
La gaine de fumées relie la chambre de combustion à une autre chambre dite de post-combustion, de forme cylindrique et garnie de I0 matériaux isolants et réfractaires. Cette chambre est de grand volume afin que les fumées y séjournent suffisamment longtemps pour être totalement oxydées et décomposées. Le volume est calculé pour que le temps de séjour minimum soit de 0,6 secondes. La gaine The smoke duct connects the combustion chamber to another so-called post-combustion chamber, cylindrical in shape and lined with insulating and refractory materials. This chamber is of large volume so that the fumes stay there long enough to be completely oxidized and decomposed. The volume is calculated so that the minimum residence time is 0.6 seconds. Sheath
de fumées pénètre tangentiellement dans la chambre de post-combus- of smoke penetrates tangentially into the post-combustion chamber.
I5 tion. Un ou plusieurs brûleurs peuvent être prévus pour porter ou I5 tion. One or more burners may be provided to carry or
maintenir la chambre de post-combustion à une température suffi- keep the post-combustion chamber at a sufficient temperature
sante pour oxyder totalement les fumées, détruire toutes les parti- to completely oxidize the fumes, destroy all the
cules combustibles et craquer les molécules organiques. Ce ou ces brûleurs dirigent leur flamme tangentiellement dans la chambre de post- combustion. De l'air dit air tertiaire destiné à apporter le fuel and crack organic molecules. This or these burners direct their flame tangentially in the post-combustion chamber. Air called tertiary air intended to bring the
complément d'oxygène nécessaire et à accentuer le mouvement héli- additional oxygen needed and to accentuate the
coidal des fumées est injecté dans la chambre de post-combustion, d'une part grace à une série de buses disposées le long d'une génératrice, qui dirigent cet air tangentiellement dans la chambre et d'autre part grace à un orifice central selon l'axe principal de la chambre. Les débits d'air injectés par ces divers orifices coidal fumes is injected into the post-combustion chamber, firstly through a series of nozzles arranged along a generator, which direct this air tangentially in the chamber and secondly through a central orifice according to the main axis of the room. The air flows injected by these various orifices
étant réglables.being adjustable.
La chambre de post-combustion reliée à la chambre de combus- The afterburner chamber connected to the combustion chamber
tion par la gaine de fumées peut indifféremment avoir son axe principal vertical, horizontal ou incliné d'un angle quelconque et ceci par simple pivotement avec la gaine de fumées par rapport à l'orifice de sortie de la chambre de combustion. La chambre de post-combustion est également reliée à une cheminée pour permettre It is also possible for the flue gas duct to have its main vertical, horizontal or inclined axis of any angle and this simply by pivoting with the flue gas duct with respect to the outlet orifice of the combustion chamber. The afterburner chamber is also connected to a chimney to allow
l'évacuation des gaz.the evacuation of gases.
La configuration d'un tel ensemble permet au four de fonction- The configuration of such an assembly allows the oven to function
ner parfaitement selon un cycle en deux phases principales. perfectly according to a cycle in two main phases.
Tout d'abord, après introduction des dechets et allumage, alors que les matières volatiles et facilement combustibles sont encore abondantes, la combustion se fait avec effet pyrolytique, en First, after the introduction of waste and ignition, while volatile and easily combustible materials are still abundant, the combustion is done with pyrolytic effect, in
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maintenant une température relativement basse et en injectant peu d'air comburant, puis lorsque la combustion tendra à ralentir, le four passera en phase d'incinération à haute température avec injection de suffisamment d'air pour activer la combustion. Ainsi tout en bénéficiant des économies de combustible grace à l'effet pyrolytique, l'on obtiendra en fin de cycle une destruction totale now a relatively low temperature and injecting little combustion air, then when the combustion will tend to slow down, the furnace will go into the incineration phase at high temperature with injection of enough air to activate the combustion. Thus while benefiting from fuel savings thanks to the pyrolytic effect, we will obtain at the end of the cycle a total destruction.
et rapide de toutes les matières combustibles. and fast of all combustible materials.
Ce fonctionnement en deux phases n'est rendu possible sans inconvénient que par l'action des diffuseurs d'air secondaire This two-phase operation is made possible without inconvenience only by the action of the secondary air diffusers.
I0 situés dans la gaine de fumées entre les deux chambres, qui empe- I0 located in the smoke duct between the two rooms, which prevents
che les entrainements de poussières hors de la chambre de combus- dust trainings outside the combustion chamber.
tion lorsqu'on augmente le débit de l'air primaire, ainsi qu'à la conception particulière de la chambre de post-combustion de grand volume ou les fumées prennent un mouvement hélicoïdal engendré par la disposition de la gaine de fumées, du ou des brûleurs et des injecteurs d'air tertiaire, cette combinaison de moyens permettant de maintenir les fumées le temps nécessaire, à la température when the primary air flow rate is increased, as well as the particular design of the large-volume afterburner chamber where the fumes take a helical movement generated by the arrangement of the smoke duct, the burners and tertiary air injectors, this combination of means to maintain the fumes the time required, at the temperature
minimum nécessaire et en contact intime avec la quantité suffisan- necessary minimum and in intimate contact with the sufficient quantity
te d'oxygène pour totalement détruire les matières combustibles. oxygen to completely destroy combustible materials.
L'invention sera bien comprise grace à la description qui suit The invention will be well understood thanks to the following description
faite à titre d'exemple et se référant au dessin annexé. by way of example and with reference to the accompanying drawing.
La figure I représente une coupe longitudinale d'un incinéra- Figure I shows a longitudinal section of an incinerator
teur, comprenant une chambre de combustion (I) garnie de matériaux isolants et réfractaires, équipée d'un brûleur (2) et de buses d'injection de l'air primaire (3). Une porte de chargement (4) tor, comprising a combustion chamber (I) lined with insulating and refractory materials, equipped with a burner (2) and nozzles for injecting the primary air (3). A loading door (4)
hermétique permet l'introduction des déchets dans le foyer (5). Hermetic allows the introduction of waste into the home (5).
Les fumées de combustion (6) sont évacuées en passant par la gaine de fumées (7) dans laquelle est injecté l'air secndaire par une série de buses (8) orientées de façon à ce que le jet d'air forme un angle obtus avec les fumées. Les fumées pénetrent ensuite tangentiellement dans la chambre de post-combustion (9) également The combustion fumes (6) are discharged through the smoke duct (7) into which the secondary air is injected by a series of nozzles (8) oriented so that the air jet forms an obtuse angle with the fumes. The fumes then penetrate tangentially into the post-combustion chamber (9) also
garnie de matériaux isolants et réfractaires et ou l'action con- filled with insulating and refractory materials and where the action
jointe de l'air tertiaire injecté par les buses (IO) disposées le joined tertiary air injected by the nozzles (IO) arranged on
long d'une génératrice et du brûleur (II) dont la flamme est égale- along a generator and the burner (II) whose flame is equal
ment dirigée tangentiellement dans la chambre de post-combustion, directed tangentially in the afterburner chamber,
accentue le mouvement circulaire des fumées, transformé en mouve- accentuates the circular movement of fumes, transformed into movement
ment hélicoidal par l'effet conjoint de l'air tertiaire injecté axialement par l'orifice central (I2) et du tirage engendré par la helicoidal effect by the combined effect of tertiary air injected axially through the central orifice (I2) and the draw generated by the
cheminée (I3) d'évacuation des fumées. chimney (I3) for evacuation of fumes.
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La figure 2 est une vue de face de l'installation ou l'on reconnait la chambre de combustion (I) et la porte de chargement (4), la chambre de post-combustion (9) et la cheminée (I3) sont représentées en traits pleins dans une position verticale et en traits mixtes dans une position horizontale, ce changement de position etant obtenu par simple pivotement autour de l'axe de FIG. 2 is a front view of the installation where the combustion chamber (I) and the loading door (4), the afterburner chamber (9) and the chimney (I3) are shown. solid lines in a vertical position and in phantom lines in a horizontal position, this position change being obtained by simply pivoting about the axis of
la gaine de fumées (7).the smoke duct (7).
Un four d'incinération selon l'invention est particulièrement adapté à la destruction sans odeurs, fumées visibles ou nuisances An incineration furnace according to the invention is particularly suitable for destruction without odor, visible smoke or nuisance
IO de tous déchets combustibles et en particulier des déchets ména- IO of all combustible waste and in particular household waste.
gers, hospitaliers ou industriels.gers, hospitable or industrial.
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