FR2575271A1

FR2575271A1 - Appareil d'incineration et de fusion

Info

Publication number: FR2575271A1
Application number: FR8519021A
Authority: FR
Inventors: Haruo Nishino; Yoshiharu Tanaka; Yoshiharu Matsui; Madoka Kawakami
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1984-12-24
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1986-06-27
Also published as: CN1004224B; US4728081A; CN85109352A; FR2575271B1

Abstract

APPAREIL D'INCINERATION ET DE FUSION POUR LE TRAITEMENT DE MATIERES TELLES QUE DES MATIERES ORGANIQUES, DES MATIERES NON ORGANIQUES ET DES METAUX, COMPRENANT UN CORPS DE FOUR 1 HORIZONTAL, CYLINDRIQUE OU POLYGONAL, COMPORTANT UN ORIFICE 13 DE CHARGEMENT DE MATIERE ET UN ORIFICE 16 D'EXTRACTION DE BAIN FONDU MENAGES DANS SA PAROI. UN BRULEUR 20 EST MONTE DANS LA SURFACE INTERIEURE DU CORPS DE FOUR ET CELUI-CI PEUT OSCILLER DANS UN SENS ET DANS L'AUTRE X AUTOUR DE SON AXE. UN RECEPTACLE DE BAIN 3 EST FIXE DE FACON DEMONTABLE A L'ORIFICE D'EXTRACTION DE BAIN. LE CORPS DE FOUR PEUT EGALEMENT ETRE AJUSTE DANS UNE HOTTE 2 DANS LAQUELLE DEBOUCHE L'ORIFICE D'EXTRACTION DE BAIN ET LE RECEPTACLE DE BAIN EST FIXE DE FACON DEMONTABLE A LA HOTTE.

Description

La présente invention se rapporte à un appareil pour l'incinération et la

fusion de matières, telles que des matières organiques, des matières non organiques et

des métaux.

On connaît divers appareils pour l'incinération et la fusion de matières telles que matières organiques, matières non organiques et métaux (appelées dans ce qui suit "matières à traiter" ou, plus simplement, "matières"), comprenant par exemple des fours de fusion de métal, des fours de fusion de boues d'égoat,des appareils de fusion de détritus et de rejets industriels, et des appareils pour la

combustion, la fusion et la solidification de déchets radio-

actifs de centrales nucléaires.

Ces appareils doivent généralement satisfaire aux trois conditions suivantes: (1) Facilité des opérations de coulée du bain fondu et d'arrêt de la coulée, et liberté de réglage du temps de,

séjour des matières à traiter dans le four. Ceci est néces-

saire pour débuter et arrêter facilement et en sécurité la coulée du bain fondu chaud et également pour débuter et arrêter librement la coulée du bain fondu indépendamment de la quantité de bain dans le four, de façon à permettre

l'optimisation du temps de chauffage et de mélange, c'est-

à-dire du temps de séjour du bain en fusion, selon la na-

ture des matières à traiter.

(2) Extraction régulière du bain fondu du four, sans incident. Tout blocage de l'orifice d'extraction du bain par des matières non fondues ou localement solidifiées

doit absolument être évité.

(3) Exécution dans une atmosphère isolée de l'air exté-

rieur d'une succession de traitements comprenant la combus-

tion, la fusion, la coulée et le refroidissement. Cela est

nécessaire pour éviter la dispersion des fumées et des pous-

sières qui se dégagent des matières à traiter pendant leur

fusion, et également pour empêcher le transfert de substan-

ces nocives libérées par les matières lorsqu'il y a un ris-

que de dégagement de telles substances.

Bien qu'on ait utilisé plusieurs types d'appa-

reils d'incinération et de fusion, ces appareils connus présentent les inconvénients ci-après.

A. Appareil du type qui comporte un orifice d'extrac-

tion à sa base et dans lequel le démarrage et l'arrêt de

la coulée du bain fondu sont commandés au moyen d'un obtu-

rateur coulissant prévu pour ouvrir et fermer l'orifice

d'extraction.

Ce type d'appareil tend à présenter l'inconvénient d'un blocage de la zone d'extraction et il nécessite un entretien préventif fréquent, du fait de l'usure rapide de

l'obturateur coulissant et des parties associées.

B. Appareil du type dans lequel l'orifice d'extraction du bain est prévu dans un côté ou la base de l'appareil,

la fermeture de l'orifice étant effectuée par solidifica-

tion du bain au moyen d'un refroidissement forcé de la zone

voisine de l'orifice d'extraction, le démarrage de l'extrac-

tion étant effectué par chauffage local de la zone autour de l'orifice d'extraction de manière à fondre les matières solidifiées. Cet appareil nécessite un équipement important et des

opérations compliquées pour débuter et arrêter la coulée.

C. Appareil du type dans lequel le bain fondu est évacué par déversement à travers un orifice de trop-plein prévu

dans un côté de l'appareil.

Ce type d'appareil tend à présenter un blocage de l'orifice de déversement et il nécessite un réglage précis du débit d'amenée de matières ainsi que de la nature du bain,

afin de déterminer effectivement le temps de séjour des ma-

tières dans le four.

B. Appareil du type dans lequel les matières à traiter sont chauffées, fondues et solidifiées dans une cuve ou dans

un moule.Dans ce cas, il faut veiller à la résistance ther-

mique et à l'isolation thermique de la cuve qui est chauf-

fée à la fois par une source de chaleur et par le bain

fondu, et cet appareil ne convient pas pour un fonctionne-

ment continu ou semi-continu.

E. Appareil du type dans lequel la surface libre des matières à traiter est fondue et on extrait continuellement

le bain fondu, par gravité, à la base de la chambre de chauf-

fage. Ce type d'appareil présente un inconvénient en ce que, puisqu'il n'y a pas de zone d'accumulation du bain fondu, le temps de séjour des matières à traiter tend à devenir

insuffisant, ce qui entraîne une fusion et un mélange in-

suffisants. F. Appareil du type dans lequel on chauffe et on fond

les matières à traiter dans une chambre de chauffage ou-

verte et, après la fusion, on bascule la chambre pour éva-

cuer le bain fondu.

Cet appareil permet de régler librement le temps de

séjour du bain et il permet d'évacuer sûrement le bain fon-

du. Toutefois, avec un appareil de ce type, il est diffi-

cile d'effectuer la coulée dans des conditions d'étanchéité à l'air et cet appareil ne convient pas pour un traitement

continu ou semi-continu.

Tous les appareils connus d'incinération et de

fusion comportent donc leurs inconvénients particuliers.

D'autre part, le traitement d'incinération, de fusion et de solidification des déchets radio-actifs exige que la masse fondue puisse être extraite du four en toute sécurité, sans risque d'incident, et que les opérations

successives soient effectuées dans des conditions d'étan-

chéité à l'air. Il existe donc un besoin pour un appareil

qui-puisse répondre à ces conditions.

La présente invention a pour premier objet un

appareil d'incinération et de fusion dans lequel le démar-

rage et l'arrêt de la coulée du bain fondu peuvent être ef-

fectués facilement et sans défaillance.

L'invention a pour deuxième objet un appareil d'incinération et de fusion qui permet un libre réglage du

temps de séjour des matières à traiter dans le four.

L'invention a pour troisième objet un appareil

d'incinération et de fusion dans lequel une suite d'opéra-

tions, comprenant l'incinération, la fusion,-la coulée et

la solidification, peuvent être effectuées dans des con-

ditions d'étanchéité à l'air.

L'invention a pour quatrième objet un appareil

qui convient pour l'incinération, la fusion et la solidi-

fication de déchets radio-actifs.

Suivant la présente invention, on obtient un appareil d'incinération et de fusion comprenant un corps de four horizontal, cylindrique ou polygonal, un orifice

de chargement de matières relié à ce corps, un brûleur pré-

vu sur la surface intérieure du corps, et un orifice d'ex-

traction du bain fondu, ménagé dans la paroi du corps, cet appareil étant caractérisé en ce que le corps de four

peut tourner dans un sens et dans l'autre autour de son axe.

L'invention sera mieux comprise à la lumière de

la description de ses modes de réalisation, non limitatifs,

représentés sur les dessins annexés dans lesquels:

Fig. 1 est une vue de côté d'un appareil d'inci-

nération et de fusion, conforme à un premier mode de réali-

sation de l'invention; Fig. 2 est une vue de côté en coupe d'un corps de four et d'une hotte faisant partie du premier mode de réalisation; Fig. 3 est une coupe du corps de four, suivant la ligne I-I de la figure 2;

Fig. 4 est une coupe d'un autre exemple de réa-

lisation du corps de four; Fig. 5A, 5B, 5C et 5D sont des coupes du corps de four, illustrant des stades de fonctionnement successifs;

Fig. 6 est une vue de côté et en coupe d'un deu-

xième mode de réalisation de l'invention; Fig. 7 est une vue de côté d'un troisième mode de réalisation de l'invention; Fig. 8 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 7; Fig. 9 est une vue de côté et en coupe du corps de four faisant partie du troisième mode de réalisation;

Fig. 10 est une coupe illustrant le fonctionne-

ment du troisième mode de réalisation Fig. 11 est une vue de côté d'un quatrième mode de réalisation; Fig. 12 est une vue en bout, du côté gauche, de l'appareil représenté sur la figure 11; et

Fig. 13 est un schéma illustrant le procédé d'in-

cinération et de fusion mis en oeuvre avec l'appareil de l'invention. On décrit maintenant l'invention de façon plus

détaillée, avec référence aux modes préférés de réalisation.

Les figures i à 5A-5D illustrent un premier mode de réalisation de l'appareil d'incinération et de fusion

conforme à l'invention. Cet appareil est composé principale-

ment d'un corps de four 1 et d'une hotte 2, comme représen-

té sur les figures 1 et 2.

Le corps de four 1 est du type horizontal, poly-

gonal ou cylindrique, et de préférence du type horizontal cylindrique. Comme représenté sur la figure 2, le corps de four 1 comporte une enveloppe métallique cylindrique 10 qui est revêtue d'un matériau 11 réfractaire et thermiquement isolant. Le corps de four 1 est conçu de sorte qu'il peut

recevoir un refroidissement forcé, si on le désire.

Le refroidissement forcé est effectué au moyen d'air ou d'eau de refroidissement, selon l'application pour

laquelle on utilise l'appareil.

Lorsque la matière à traiter contient une sub-

stance qui engendre de l'acide chlorhydrique par combustion;

par exemple le chlorure de vinyle, il y a un risque de cor-

rosion de l'enveloppe 10 du fait de la condensation de l'a-

cide chlorhydrique. Dans ce cas, le refroidissement forcé est de préférence effectué à I'air, afin que la températu- re de l'enveloppe soit maintenue au-dessus de 100 à 200 C,

de manière à éviter la condensation de l'acide chlorhydri-

que, et au-dessous de 300 à 400 C de manière à ne pas pro-

voquer de diminution de la résistance mécanique de l'en-

veloppe 10.

Un orifice 16 d'extraction de la masse fondue, ou bain, est prévu dans une paroi d'extrémité du corps de

four 1, à une position excentrée par rapport à l'axe princi-

pal O-O du corps de four 1, tandis qu'un orifice 13 de

chargement de matière est prévu dans l'autre paroi d'extré-

mité.

Le gaz engendré dans le corps de four 1 est di-

rigé vers la hotte 2, par l'intermédiaire d'un conduit de

fumées. Le conduit peut être constitué par l'orifice d'ex-

traction 16, comme représenté sur la figure 2, ou bien, en variante, un conduit spécifique 25 est prévu coaxialement

à l'axe O-O, séparément de l'orifice d'extraction 16.

Comme représenté sur la figure 1, le corps de four 1 est monté-sur deux galets 7 places sur un socle 30,

l'axe longitudinal du corps 1 étant maintenu horizontale-

ment ou légèrement incliné. Le corps de four 1 peut être

mis en rotation.

Une couronne dentée 6, prévue sur la périphérie extérieure du corps de four 1, engrène avec un pignon 21 qui est entraîné par un moteur réversible 8 supporté par le socle 30, de sorte que le corps de four peut tourner dans

un sens et dans l'autre.

La plage angulaire de rotation du corps de four 1

peut être telle que le bain fondu peut être évacué par l'o-

rifice d'extraction 16 du corps de four 1, et elle doit être

déterminée de façon appropriée selon les besoins.

Comme représenté sur les figures 3 et 4, un brû-

leur 20 pour chauffer la matière à traiter et une entrée 23 d'air secondaire pour incinérer la matière sont prévus dans le corps de four 1.

Comme on le voit sur les figures 3 et 4, le brû-

leur 20 et l'entrée 23 d'air secondaire peuvent être pla-

cés dans la paroi périphérique du corps de four 1 ou dans

la paroi d'extrémité axiale de celui-ci.

D'autre part, la hotte 2 est fixe et la paroi in-

térieure d'une enveloppe métallique 14 de la hotte est re-

vêtue d'un matériau 15 réfractaire et thermiquement iso-

lant. Le corps de four 1 s'ajuste dans la hotte 2 d'une manière telle que la rotation du corps de four 1 n'est pas gênée par la hotte 2 et l'assemblage est hermétiquement étanche de sorte que le gaz engendré dans le corps de four

1 ne peut pas s'échapper à l'extérieur à travers la jonc-

tion.

La hotte 2 comporte un brûleur 19 disposé en op-

position à l'orifice 16 d'extraction de bain du corps de four. La hotte 2 comporte également une entrée 24 d'air secondaire.

Le gaz engendré dans le corps de four 1 est éva-

cué par l'orifice 16 d'extraction de bain et il est dirigé

à l'extérieur de l'appareil par l'intermédiaire d'un con-

duit de fumées 22 prévu à la partie supérieure de la hotte 2. Le gaz sortant du conduit de fumée est envoyé à un autre équipement de traitement de gaz de rejet. Lorsque le

gaz engendré dans le corps de four contient des gaz combus-

tibles ou des poussières combustibles, il est souhaitable que la hotte 2 serve de chambre de combustion secondaire,

de sorte que les gaz et les poussières sont brûlés secon-

dairement par la chaleur fournie par le brûleur 19, avant

leur rejet.

Un orifice de coulée 17, constituant un passage

pour le bain fondu, est ménagé à la base de la hotte 2.

L'orifice de coulée est fermé sélectivement par un regis-

tre 18 de type coulissant qui est fabriqué en un matériau

réfractaire et thermiquement isolant.

Comme représenté sur la figure 1, un réceptacle 3 pour recevoir le bain est disposé en face de l'orifice de coulée 17. Le réceptacle 3 est prévu pour être soulevé vers la hotte 2 par des moyens connus; par exemple un vérin, afin d'être pressé de façon étanche à l'air contre la

hotte 2, en communication avec l'orifice de coulée 17.

- Lorsque le bain doit être refroidi et solidifié

dans le réceptacle 3, celui-ci est placé comme-décrit ci-

dessus. Lorsque le refroidissement et la solidification doivent être effectués dans un moule, le moule est mis en communication avec l'orifice de coulée 17, à la place du réceptacle 3. Lorsqu'on doit effectuer une solidification avec une granulation, on utilise un bac à eau de la même

façon que leréceptacle ou le moule. -

Comme représenté sur la figure 1, l'extrémité du corps de four 1 comportant l'orifice 13 de chargement de matière est raccordée à un chargeur de matière 4,de manière à ne pas gêner la rotation du corps de four 1. Le

chargeur de matière 4 peut être d'un type connu, par exem--

ple du type à vis d'alimentation, du type à poussoir, etc. On décrit maintenant le fonctionnement de ce premier mode de réalisation de l'appareil d'incinération

et de fusion conforme à l'invention, avec référence aux fi-

gures 5A à 5D.

En premier lieu, on fait tourner le corps de four 1, au moyen du moteur réversible 8, à une position angulaire

à laquelle l'orifice 16 d'extraction de bain se trouve au-

dessus de la surface du bain M de manière à empêcher le bain M de s'écouler à l'extérieur du corps de four 1, et on amène le réceptacle 3 en contact de pression avec le fond

de la hotte 2, comme décrit plus haut.

Ensuite, on allume le brûleur 20 et on introduit la matière dans le corps de four 1, de façon continue ou intermittente, par l'orifice 13 de chargement de matière et au moyen du chargeur 4, de sorte que la matière brûle et

est fondue.

Pendant ce temps, le moteur réversible 8 fonction-

ne par intermittence dans un sens et dans l'autre de maniè-

re à faire osciller alternativement le corps de four 1, ce

qui agite les matières à traiter dans le corps de four 1.

Cette agitation assure non seulement un chauffage uniforme des matières mais également une répartition uniforme de l'oxygène nécessaire pour la combustion des matières, de

sorte que celles-ci peuvent être parfaitement brûlées.

En outre, puisque. le bain M est agité, les ma-

tières à traiter peuvent avoir une structure homogène après

la solidification par refroidissement.

Le gaz engendré dans le corps de four 1 est in-

troduit dans la hotte 2, par l'orifice d'extraction 16

servant de conduit ou par un conduit de fumées 25 qui est.

prévu séparément. Dans le cas o le gaz contient des.compo-

sants gazeux combustibles ou des poussières combustibles, ilssont brûlés secondairement dans la hotte 2 à l'aide du brûleur 19, avant d'être envoyés à un autre équipement de traitement des gaz de rejet, par l'intermédiaire du conduit

de fumées 22.

Après un temps de chauffage prédéterminé, on ou-

vre le registre 18 du type coulissant et on met en service le moteur réversible 8 de façon à faire tourner le corps de

four 1 à une position dans laquelle l'orifice 16 d'extrac-

tion de bain se trouve au-dessous du niveau du bain M. Par

suite, le bain M s'écoule dans le réceptacle 3, par l'ori-

fice 16 d'extraction de bain et par l'orifice de coulée 17.

Puisque le réceptacle 3 est maintenu en contact étanche à l'air avec l'orifice de coulée 17, l'atmosphère de gaz dans

la hotte 2 ne s'échappe pas à l'extérieur.

Le débit d'extraction de bain peut être déterminé

par réglage de la position à laquelle l'orifice 16 d'extrac-

tion de bain débouche dans le bain M, par une commande ap-

propriée de la rotation et de l'arrêt du corps de four 1.

Il est avantageux que la partie du corps de four 1 au voi-

sinage de l'orifice 16 d'extraction de bain soit chauffée

au moyen du brûleur 19, afin d'éviter tout blocage de l'ori-

fice 16 d'extraction de bain du fait d'une augmentation de

viscosité ou d'une solidification du bain M autour de l'ori-

fice d'extraction 16.

Après achèvement de la coulée d'une quantité pré-

déterminée du bain M, on fait tourner le corps de four 1 à une position dans laquelle l'orifice 16 d'extraction de

bain est éloigné du niveau du bain M,ce qui arrête la cou-

lée du bain, comme représenté sur la figure 5C.

On renouvelle, de la manière décrite, la combus-

tion et la fusion, la coulée et l'arrêt de coulée du bain.

Pour remplacer le réceptacle 3, on ferme le registre 18 de type coulissant, comme représenté sur la figure 5D, de sorte que le remplacement est effectué sans permettre à

l'atmosphère dans la hotte 2 de communiquer avec l'extérieur.

La figure 6 illustre un deuxième mode de réali-

sation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, la hot-

te 2 est raccordée à un incinérateur 26 par un conduit de

fumées 33. Dans l'incinérateur 26, des matières combusti-

bles sont incinérées par la chaleur apportée par le gaz de

rejet chaud venant du corps de four 1.

L'incinérateur 26 comporte un orifice 27 de char-

gement de matière, un conduit de fumées 28 et un orifice 31 d'évacuation de cendres, ainsi qu'un brûleur 34 pour

aider à l'incinération et une entrée 29 d'air secondaire.

L'incinératàur 26 peut être d'un type vertical, comme représenté sur la figure 6, ou bien il peut être de tout autre type, par exemple à grille. Ce deuxième mode

de réalisation présente les avantages ci-après.

L'incinération de matières combustibles peut être effectuée à une température relativement faible mais elle nécessite un grand volume interne du four. Inversement, l'incinération et la fusion de matières non combustibles ou à retardement de combustion nécessitent le chauffage des matières à des températures élevées, tandis que le volume

interne du four peut être petit.

Par conséquent, on obtient un système rationnel et efficace,en ce que les matières non combustibles et à retardement de combustion sont brûlées et fondues dans le corps de four 1 et le gaz engendré dans le corps de four 1

est introduit dans l'incinérateur 26 de grand volume inté-

rieur o les matières combustibles sont incinérées.

L'opération d'incinération et de fusion dans le deuxième mode de réalisation est conduite d'une manière expliquée ci-après. On introduit une matière combustible dans l'incinérateur 26, par l'orifice 27 de chargement de matière, et cette matière est chauffée et incinérée par la chaleur du gaz chaud engendré dans le corps de four 1 et

introduit dans l'incinérateur par l'intermédiaire du con-

duit 33.

Lorsque la température du gaz engendré dans le

corps de four 1 est faible, par exemple dans le cas du dé-

* marrage du système, on met en service le brûleur 34 pour

aider à la combustion dans l'incinérateur 26.

Les cendres produites dans l'incinérateur 26 s'accumulent à la base de celui-ci et elles sont évacuées

par un orifice 31 d'évacuation de cendres, par l'intermé-

diaire d'un registre 32. Les matières non combustibles

et à retardement de combustion, ainsi que les cendres ex-

traites de l'incinérateur 26, sont chargées dans le corps de four 1, de sorte qu'elles sont incinérées et fondues de

la même façon que dans le processus décrit à propos du pre-

mier mode de réalisation.

On décrit maintenant un troisième mode de réali-

sation de l'invention, avec référence aux figures 7 à 10.

Dans ce troisième mode de réalisation, l'appareil d'incinération et de fusion est composé principalement d'un corps de four I et d'un réceptacle 43 qui est fixé de façon

séparable à une surface latérale du corps de four 1.

Comme représenté sur la figure 10, un orifice 16

d'extraction de bain fondu est ouvert dans la paroi laté-

raie du corps de four à section transversale circulaire,

de manière à déboucher dans la direction tangentielle O-O.

On fixe de façon démontable le réceptacle 43 pour le bain M,à la partie du corps de four 1 o débouche l'orifice 16

d'extraction de bain. Le réceptacle 43 contient, par exem-

ple, un fût 3 qui est revêtu sur sa surface périphérique intérieure avec un matériau réfractaire 11 et qui comporte sur sa périphérie extérieure une chemise de refroidissement 42 pour la circulation d'un fluide de refroidissement tel

que l'air ou l'eau. Le corps de four 11 présente à une ex-

trémité un orifice 13 de chargement de matière, comportant un couvercle 45, et, à son autre extrémité, un conduit de

fumée 25. Le corps de four 1 est supporté de façon tournan-

te par deux galets 7 sur un socle de machine 30, son axe

longitudinal étant maintenu horizontal ou incliné. Une cou-

ronne dentée 6, prévue sur la surface périphérique extérieu-

re du corps de four 1, engrène avec un pignon 21 relié à un

moteur réversible 8 monté sur le socle 30 de la machine.

Comme représenté sur la figure 10, un brûleur 44 comporte

une buse 44' qui débouche sensiblement à l'opposé de l'o-

rifice 16 d'extraction de bain, ménagé dans la paroi du

corps de four 1.

Le conduit 15 est relié à un système d'-évacuation de gaz usé (non représenté) qui peut éliminer parfaitement

les substances toxiques et les poussières.

L'incinération et la fusion des matières à traiter par l'appareil suivant ce troisième mode de réalisation sont effectuées de la manière décrite ciaprès. En premier lieu, on fait fonctionner le moteur réversible 8 dans un certain sens, de sorte que le corps de four 11 tourne, par l'intermédiaire du pignon 21 et de la couronne dentée 6, à une position dans laquelle l'orifice 16 d'extraction de bain est orienté verticalement. Après arrêt de la rotation du corps de four 1, le réceptacle 43, contenant un récipient approprié 3 tel qu'un fût, est fixé sur la partie du corps

de four 1 o débouche l'orifice i6 d'extraction de bain-.

On inverse ensuite le sens de rotation du moteur

8, de sorte que l'orifice 16 d'extraction de bain est bas-

culé comme représenté sur la figure 8, de façon à empêcher la sortie du contenu du corps de four 1. Ensuite, après enlèvement du couvercle 45, on introduit les matières à traiter dans le corps de four 'l et, après fermeture du couvercle 45, on allume le brûleur 44, ce qui commence à

chauffer les matières. -

Du fait du chauffage, la température dans le four s'élève de sorte que les matières combustibles et à retardement de combustion sont incinérées et réduites en cendres. Pendant ce temps, le moteur 8 fonctionne dans les deux sens, par intermittence, de manière à faire osciller le corps de four 1 autour de son axe 0-0 afin d'agiter le bain M, ce qui répartit uniformément l'oxygène nécessaire pour l'incinération. Le gaz de rejet, les poussières, les gaz nocifs et les gaz combustibles imbrûlés, engendrés par la combustion des matières, sont mis en contact direct

avec la flamme à haute température du brûleur 44, de fa-

çon à être suffisamment brûlés dans le corps de four 1 a-

vant d'être envoyés à un système d'évacuation de gaz de

rejet. Le gaz de combustion provenant du brûleur 44 tourbil-

lonne à l'intérieur du corps de four 1 de sorte que les ma-

tières introduites sont bien ventilées. Une partie des pous-

sières engendrées est retenue dans le corps de four 1, de sorte que ce système peut être utilisé très efficacement

également dans le but de l'élimination de matières à retar-

dement de combustion qui tendent à engendrer des poussières et des gaz.

Les mâchefers obtenus à la suite de l'incinéra-

tion des matières combustibles ou à retardement de combus-

tion sont à nouveau chauffés ensemble avec les matières incombustibles, de manière à être fondus ensemble. Après l'achèvement de la fusion, on démarre le moteur 8 pour faire tourner le corps de four 1 dans un certain sens,

comme représenté sur la figure 10, ce qui permet de déchar-

ger le bain fondu M dans le réceptacle 43, par l'orifice

16 d'extraction de bain.

On peut effectuer la coulée après l'achèvement de la fusion des matières ou, en variante, on fait tourner

progressivement le corps de four 1 dans le sens de la flè-

che Y tout en poursuivant le chauffage,de sorte que le bain

est déchargé peu à peu dans le réceptacle 43.

Les matières à traiter ayant des températures

de fusion très élevées, par exemple des métaux et des gra-

viers, peuvent être introduites dans le réceptacle 43 même

à l'état non fondu, en même temps que le bain fondu M d'au-

tres matières. Les matières non fondues sont cachées ou noyées dans la matière rejetée solidifiée provenant du bain M, sans affecter la réduction du volume et la stabilité du

rejet solidifié.

Après achèvement de l'introduction du bain fondu

M dans le réceptacle 43, on arrête le chauffage et on lais-

se refroidir le bain sans détacher le réceptacle 43 du corps de four 1, ce qui permet la solidification du bain M. Après la solidification du bain M, on détache le réceptacle 43 du corps de four 1 et on extrait le rejet solidifié du réceptacle 43 en même temps que le fût 3. Le fût 3 est ensuite fermé par un couvercle approprié et

stocké en un lieu de stockage convenable. Dans le troisiè-

me mode de réalisation décrit ci-dessus, il est prévu seu- lement un orifice 16 d'extraction de bain. Toutefois, cela n'est pas

impératif et la disposition peut être telle que le corps de four 1 comporte une pluralité d'orifices 16 d'extraction de bain en combinaison avec des réceptacles

correspondants 43.

On décrit maintenant un quatrième mode de réali-

sation de l'invention, avec référence aux figures 4, 11

et 12.

Le corps de four 1 est supporté,par une console 52,sur une base 51. La console 52 est supportée de façon tournante,par deux tourillons 53,sur deux embases d'appui 50 prévues sur le socle 30 de la machine. Le corps de four

1 est tenu de façon tournante sur la base 51 par l'intermé-

diaire de la console 54. Une couronne-dentée 55, fixée sur

la surface périphérique extérieure du corps de four 1, en-

grène avec un pignon 57 accouplé à un moteur réversible 56,

de sorte que le corps de four 1 peut être entraîné en rota-

tion de façon oscillante dans un sens et dans l'autre. Un couvercle 45 comportant un conduit de fumées 25 est fixé à une extrémité du corps de four 1, tandis qu'un réceptacle est fixé de façon démontable à l'autre extrémité du corps de

four.

D'autre part, l'un des tourillons 53 porte un en-

grenage 58 qui est relié en entraînement, par un train d'en-

grenages 61, à un pignon 60 d'un moteur réversible 59 qui est prévu sur l'embase d'appui 50, de sorte qu'on peut faire

basculer le corps de four 1 en même temps que la base sup-

port 51, au moyen du moteur 59.

Dans le fonctionnement de ce mode de réalisation, on charge les matières à traiter dans le corps de four 1, après enlèvement du couvercle 45, et, apres remontage du

couvercle 45, on allume le brûleur 44 pour chauffer et fon-

dre les matières. Pendant ce temps, le moteur 56 est en

servide de sorte que le corps de four tourne dans des direc-

tions désirées, par l'intermédiaire du pignon 57 et de la

couronne dentée 55. Le gaz de rejet est dirigé par le con-

duit 25 vers un système d'évacuation de gaz de rejet (non représenté).

Après la fusion des matières, on démarre le mo-

teur 59 de sorte que le tourillon 53 de la console 52 tour-

ne, par l'intermédiaire du pignon 60, de la transmission à engrenages 61 et du pignon 58. Par suite, le corps de

four 1 bascule en même temps que la base support 51, de -

sorte que le corps de four 1 se dresse verticalement, ce qui permet au bain fondu M de s'écouler dans le réceptacle 43. Après solidification du bain M, le réceptacle 43 est

détaché du corps de four 1.

On a décrit quatre modes de réalisation de l'ap-

pareil d'incinération et de fusion suivant la présente in-

vention. Dans l'incinération et la fusion des matières à traiter par l'appareil de l'invention, des gaz de rejet

contenant des gaz combustibles, des gaz nocifs et des pous-

sières sont engendrés.

Lorsque la matière à traiter est un polluant ra-

dio-actif, on effectue le traitement de combustion et de fusion à une température élevée, de sorte que les nucléides à bas point d'ébullition et leurs composés, par exemple

Cs, sont évaporés et se mélangent dans les gaz de rejet.

En conséquence, ces substances radio-actives s'accumulent

dans divers dispositifs et tuyaux.

On décrit ci-après le procédé de traitement des gaz de rejet, avec référence particulière à la figure 13, illustrant un exemple dans lequel le rejet contient des

substances radio-actives.

Des matières solides A, combustibles, à retarde-

ment de combustion et non combustibles, et des matières di-

verses et d'emballage B sont, soit les matières A seules, soit sous la forme d'un mélange de A et B, introduites dans l'appareil de combustion et de fusion C. Ensuite, on fournit

l'air et le combustible pour incinérer et fondre les matiè-

res. Les matières diverses B sont broyées si nécessaire.

Les gaz chauds engendrés dans le four sont envo- yés à une chambre D de combustion secondaire, telle que

l'incinérateur 26 représenté sur la figure 6 pour une com-

bustion secondaire, et les poussières dans la chambre de

combustion secondaire D sont mélangées aux cendres E à l'ai-

de d'un additif, le mélange étant renvoyé à l'appareil C d'incinération et de fusion. Le gaz de rejet évacué de la chambre D de combustion secondaire est mis en contact avec un liquide d'épuration ou un liquide de rejet G, au moyen d'un épurateur F du type à contact direct, de sorte qu'une

partie du gaz de rejet est refroidie et épurée immédiate-

ment. Le liquide de lavage peut être de l'eau de ville ou

de l'eau industrielle, ou bien on peut prévoir de conden-

ser la vapeur engendrée dans l'épurateur F et de recycler l'eau résultante comme liquide de nettoyage. Le liquide de rejet G est une eau de rejet de lavage, de l'eau de purge

ou un liquide condensé rejeté d'une installation de traite-

ment de substances radio-actives et c'est un rejet radio-

actif.

Du fait de l'opération d'épuration-refroidisse-

ment,les composants du gaz de rejet sont absorbés dans un liquide de nettoyage ou dans le liquide de rejet, tandis

que le liquide est concentré.

On renvoie le liquide de nettoyage concentré à

l'appareil C d'incinération et de fusion, par l'intermé-

diaire d'une cuve H de liquide de récupération, après mé-

lange avec les cendres E.

D'autre part, le gaz de rejet sortant de l'épura-

teur F est envoyé à une tour de lavage I et il est lavé par le condensat obtenu du fait du refroidissement du gaz de rejet. Le liquide de lavage est renvoyé à l'épurateur F.

Le condensat risque d'être acidifié par les compo-

sants SOx résiduels, ce qui entraîne une réduction du ren-

x dement d'absorption des SOx. Afin d'éviter cet inconvénient et également pour régler la valeur du pH de l'épurateur F à contact direct, on ajoute au condensat, comme neutrali- sant, au moins l'un des hydroxydes ou carbonates de Na,

K, Mg, Ca ou analogues.

On chauffe légèrement le gaz de rejet sortant de la tour de lavage I afin d'éviter la condensation de l'eau,

et on le fait ensuite passer dans un filtre J o les pous-

sières résiduelles sont complètement éliminées. Le gaz est ensuite évacué à l'atmosphère, à travers un appareil K de

contrôle de la radio-activité et des composants nocifs.

D'autre part, les matières qui ont été inciné-

rées et fondues par l'appareil C d'incinération et de fu-

sion des premier à quatrième modes de réalisation et qui ont été reçues et solidifiées dans le réceptacle 3 sont stockées dans une cuve de stockage, à travers l'instrument de contrôle N. L'appareil d'incinération et de fusion suivant l'invention présente les avantages remarquables suivants: (1) Le corps de four de l'appareil d'incinération et

de fusion suivant l'invention comporte l'orifice d'extrac-

tion de bain fondu, prévu à une partie du corps qui est excentrée par rapport à l'axe du corps de four, et il est

monté de façon tournante. Par conséquent, on peut facile-

ment et en sécurité commencer et arrêter la coulée du bain fondu et régler la vitesse de coulée par rotation et arrêt

du corps de four, sélectivement.

(2) Le démarrage et l'arrêt de la coulée sont effec-

tués sans dépendre de la quantité de bain résiduel dans le corps de four, de sorte qu'on peut régler librement le

temps de séjour des matières à traiter dans le four.

(3) Comme indiqué au paragraphe (1) ci-dessus, l'ori-

fice d'extraction de bain est situé à une position excen-

trée, de sorte que le bain ne peut pas sortir du corps de four pendant l'oscillation ou le balancement de celui-ci,

pourvu que l'orifice d'extraction soit dirigé vers- le haut.

La coulée du bain vers la hotte peut être effectuée facile-

ment, simplement par orientation de l'orifice d'extraction

de bain vers le bas.

(4) Puisque le corps de four est supporté de façon

tournante, les matières à traiter dans le corps de four peu-

vent être agitées efficacement de manière à assurer un chauf-

fage efficace et une bonne condition de ventilation, ce qui

procure un rendement élevé d'incinération des matières.

(5) Le mouvement d'oscillation ou de rotation du corps de four permet une agitation efficace et un mélange du bain, de sorte qu'on obtient une vitesse de fusion plus élevée et un mélange régulier. D'autre part, le dégazage du bain est favorisé,ce qui assure une structure homogène et fine des

matières solidifiées.

(6) Le réceptacle dans lequel le bain doit être re-

froidi et solidifié est fixé de façon démontable à l'orifice d'extraction de bain, sur le corps de four ou à la hotte

prévue du côté de sortie du corps de four, afin de permet-

tre d'effectuer les opérations successives,du chauffage à la solidification du bain, complètement dans des conditions

d'étanchéité à l'air. Cela procure un avantage,en-particu-

lier lorsque les matières à traiter sont radioactives, en

ce que les nucléides radioactifs sont confinés dans le sys-

tème étanche, sans s'échapper à l'extérieur, bien qu'une petite partie des nucléides puisse être transférée sous la forme de vapeur ou de poussières dans le gaz de rejet qui doit être envoyé, par l'intermédiaire du conduit de fumées, à un système d'évacuation de gaz de rejet dans lequel on

élimine en sécurité les nucléides radioactifs.

Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du

dispositif suivant l'invention,sans sortir du cadre de celle-

ci. -

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareil d'incinération et de fusion, compre-

nant un corps de four (1) horizontal, polygonal ou cylindri-

que, un orifice (13) de chargement de matière relié au corps de four, un brûleur (20) prévu sur la surface intérieure du corps de four, et un orifice (16) d'extraction de bain fon- du, ménagé dans la paroi du corps de four, caractérisé en ce que le corps de four peut tourner dans un sens et dans

l'autre autour de son axe (O-O).

2. Appareil suivant la revendication 1, carac-

térisé en ce que l'orifice (16) d'extraction de bain est prévu sur une paroi d'extrémité longitudinale du corps de four, à une position excentrée par rapport à l'axe (O-O) du corps de four, ce dernier étant ajusté dans une hotte (2) prévue du côté de sortie du corps de four de sorte que l'orifice d'extraction de bain débouche dans cette hotte, et en ce qu'un réceptacle de bain (3) est fixé de

façon démontable à la hotte.

3. Appareil suivant la revendication 2, carac-

térisé en ce que le corps de four (1) comporte un conduit

de fumées (25).

4. Appareil suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le brûleur est placé à une position

opposée à l'orifice (16) d'extraction de bain.

5. Appareil suivant l'une des revendications

2 à 4, caractérisé en ce que la hotte (2) est reliée à un incinérateur (26) par un conduit de fumées (33), et en ce

qu'un brûleur (34) est prévu dans cet incinérateur.

6. Appareil suivant la revendication 1, carac-

térisé en ce que l'orifice (16) d'extraction de bain est prévu dans la paroi périphérique du corps de four (1), un réceptacle de bain (3) est fixé de façon démontable à l'orifice d'extraction de bain et le corps de four comporte

un conduit de fumées (25).

7. Appareil suivant la revendication 6, caracté-

risé en ce que l'orifice (13) de chargement de matière est prévu sur une paroi d'extrémité longitudinale du corps de four, tandis que le conduit de fumées (25) est prévu dans l'autre paroi d'extrémité axiale du corps de four.

8. Appareil suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce que l'orifice d'extraction de bain est prévu dans une paroi d'extrémité longitudinale du corps de four, un réceptacle de bain (3) est fixé-de façon démontable à

cet orifice d'extraction de bain et le corps de four com-

porte un conduit de fumées (25), le corps de four étant

basculable vers le réceptacle.

9. Appareil suivant la revendication 8, carac-

térisé en ce qu'un orifice (45) de chargement de matière,

comportant un conduit de fumées (25), est prévu sur la par-

tie du corps de four opposée au réceptacle.