FR2654021A1 - FLYING ASH VITRIFICATION PROCESS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION. - Google Patents
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Abstract
Le procédé de vitrification de cendres volantes selon l'invention consiste à réaliser: - le chauffage des cendres volantes quelle que soit leur origine de manière à atteindre leur point de fluidité à des températures comprises entre 1150degré C et 1450degré C; - la destruction de celles-ci à de très hautes températures (qui peuvent atteindre 2000degré C) permettant de transformer en plasma les produits nocifs; - le refroidissement brutal du produit liquéfié à la température ambiante pour assurer un éclatement conduisant à une pulvérisation de manière à obtenir des grains dont la granulométrie permet un bon débit de coulée. Le dispositif pour la mise en uvre comporte en combinaison - des moyens de cheminement 1 des cendres volantes; - une chambre de fusion 4, comportant des moyens de chauffage 5 pour atteindre une température supérieure à 1450degré C; - une chambre de solidification 12 comportant des moyens de refroidissement permettant la précipitation du produit liquéfié; - des moyens de récupération 14 et d'évacuation 16 des cendres vitrifiées; - une unité 19 de traitement des gaz de combustion avant leur évacuation dans l'atmosphère.The fly ash vitrification process according to the invention consists of: heating the fly ash regardless of its origin so as to reach their fluidity point at temperatures between 1150 ° C and 1450 ° C; - the destruction of these at very high temperatures (which can reach 2000 ° C) allowing the transformation of harmful products into plasma; - Abrupt cooling of the liquefied product to ambient temperature to ensure bursting leading to spraying so as to obtain grains whose particle size allows a good casting rate. The device for the implementation comprises in combination - means 1 for routing the fly ash; - a melting chamber 4, comprising heating means 5 to reach a temperature above 1450 ° C; - a solidification chamber 12 comprising cooling means allowing precipitation of the liquefied product; - Means for recovering 14 and evacuating 16 the vitrified ashes; a unit 19 for treating the combustion gases before they are discharged into the atmosphere.
Description
* 1 La présente invention concerne un procédé de vitrification deThe present invention relates to a vitrification process of
cendres volantes et un dispositif pour sa mise en oeuvre. fly ash and a device for its implementation.
Il est habituel, pour traiter les déchets industriels et ménagers de les éliminer dans un réseau d'incinération, et d'utiliser la combustion d'un matériau fossile, tel que le charbon, comme énergie dans les centrales thermiques. De telles solutions présentent l'inconvénient, dans le cas de centrales thermiques et de l'incinération des ordures ménagères, de conduire à deux grands types de résidus solides: les machefers, ou cendres de foyer qui sont des particules fondues ou ramollies dans le foyer qui s'agglomèrent et qui tombent à la base de la chambre de combustion It is usual, to treat industrial and household waste to eliminate them in an incineration network, and to use the combustion of a fossil material, such as coal, as energy in thermal power plants. Such solutions have the disadvantage, in the case of thermal power plants and the incineration of household waste, to lead to two main types of solid residues: machefers, or fireplace ashes that are melted or softened particles in the hearth that agglomerate and fall to the base of the combustion chamber
les cendres volantes qui sont des particules très fines, trans- fly ash which is very fine particles, trans-
portées par les fumées et captées avant l'évacuation dans l'atmosphère par carried by the fumes and captured before being discharged into the atmosphere by
divers procédés mécaniques et/ou électrostatiques de filtration. various mechanical and / or electrostatic filtration processes.
Les cendres volantes, provenant, en France, de l'incinération de 17 millions de tonnes de déchets ménagers, représentent 250 000 tonnes et sont des produits pulvérulents, constitués par des particules très fines, dont la masse volumique varie de 1900 à 2400 Kg/m 3 et dont la finesse, mesurée Fly ash, originating in France from the incineration of 17 million tonnes of household waste, represents 250 000 tonnes and is a powdery product consisting of very fine particles with a density ranging from 1900 to 2400 kg / m 3 and whose finesse, measured
par un perméabilimètre Blaine s'échelonne entre 2200 et 4000 cm 3/g. by a Blaine permeabilimeter ranges between 2200 and 4000 cm 3 / g.
La dimension de ces particules est comprise entre 0,5 JD et 200 gv avec une répartition en pourcentage, en fonction du type de procédé de captation ou de filtration, du type: de 50 à 70 % ont une taille inférieure à 50 pu de 50 à 80 % ont une taille comprise entre 50 j' et 80 de 10 à 25 % ont une taille supérieure à 80 La grande finesse de ces particules pose un problème pour leur stockage, et ceci, notamment en raison de la dissipation de ces produits et The size of these particles is between 0.5 JD and 200 gV with a percentage distribution, depending on the type of capture or filtration process, of the type: from 50 to 70% have a size less than 50 pu of 50 at 80% have a size between 50 and 80 from 10 to 25% are larger than 80 The great fineness of these particles poses a problem for their storage, and this, in particular because of the dissipation of these products and
du très grand risque de leur dispersion. very high risk of their dispersion.
L'étude de la composition chimique de ces cendres, dont l'humi- The study of the chemical composition of these ashes, including
dité du produit brut est de 1 % à 2 %, et la solubilité de 30 à 40 % a montré qu'elles comprennent les composants tels que Ca (OH)2 50 % Ca (CO 3) 10 % Ca C 2 10 % Ca SO 3 0,3 % Ca F 2 0,1 % Carbone traces Cl 4 à 6 % Cd 0,04 % Cu: 0,15 à 0,20 % Fe 3 à 8 % Mn: 0,2 % Ni: 0,02 % Pb: 0,3 à 0,4 % Zn 2 à 3 % Hg: traces Dioxine traces la présence de tels sels métalliques, très solubles, facilement entraînables par les eaux pluviales, est une source importante de pollution The crude product content is 1% to 2%, and the solubility of 30 to 40% has been shown to include components such as Ca (OH) 2 50% Ca (CO 3) 10% Ca C 2 10% Ca SO 3 0.3% Ca F 2 0.1% Carbon traces Cl 4 to 6% Cd 0.04% Cu: 0.15 to 0.20% Fe 3 to 8% Mn: 0.2% Ni: 0, 02% Pb: 0.3 to 0.4% Zn 2 to 3% Hg: traces Dioxin traces the presence of such highly soluble metal salts, easily drivable by rainwater, is an important source of pollution
des sols et des nappes phréatiques. soil and groundwater.
Ce risque est d'autant plus grand, que très souvent, ces cendres This risk is all the greater, as very often, these ashes
volantes sont mélangées à des machefers produits par l'incinération, l'en- are mixed with machefers produced by incineration, the
semble étant alors évacué et stocké sans précautions particulières. seems to be evacuated and stored without any special precautions.
Les cendres volantes, produites par les centrales thermiques brûlant du charbon peuvent être évaluées annuellement à 300 000 tonnes, en France Leur granulomètrie est semblable à celle des cendres volantes Fly ash produced by coal-fired power plants can be evaluated annually at 300 000 tonnes in France. Their particle size is similar to that of fly ash.
provenant de l'incinération des déchets ménagers. from the incineration of household waste.
L'analyse chimique de ces cendres a permis d'établir qu'elles sont généralement constituées par: Si O 2 42 à 45 % The chemical analysis of these ashes has established that they generally consist of: Si O 2 42 to 45%
AI 203 22 à 32 %AI 203 22 to 32%
Fe 203 + Ti O 2 4 à 15 % Ca O 1 à 8 % Mg O 1 à 3 % Fe 203 + Ti O 2 4 at 15% Ca O 1 at 8% Mg O 1 at 3%
K 20 2 à 5 %K 20 2 to 5%
Na 20 0,5 % à 1 % So 3: 0,2 à 2 % Carbone 2 à 8 % Traces de Pb, Mn, B, Mb Bien que, une telle composition chimique soit différente de celle Na 2 0.5% to 1% So 3: 0.2 to 2% Carbon 2 to 8% Traces of Pb, Mn, B, Mb Although such a chemical composition is different from that
des cendres volantes provenant des usines d'incinération des ordures ména- fly ash from household garbage incineration plants
gères et de ce fait ne présente pas les mêmes inconvénients de pollution et de toxicité, leur grande finesse les rend comparables à de la poudre de ciment, ce qui pose les mêmes problèmes pour leur manutention et leur stockage que ceux rencontrés par les cendres volantes issues des usines d'incinération. De plus, l'amélioration des moyens de mesure est susceptible à échéance de mettre en évidence des éléments toxiques présents à faible dose, de même que l'utilisation de combustible provenant d'exploitation de and therefore does not present the same drawbacks of pollution and toxicity, their great fineness makes them comparable to cement powder, which poses the same problems for their handling and storage as those encountered by the fly ash from incineration plants. In addition, the improvement of the means of measurement is likely to show evidence of toxic elements present at low doses, as well as the use of fuel from
nouveaux gisements, plus ou moins diversifiés, peuvent conduire à l'appa- new deposits, more or less diversified, can lead to
rition d'autres composés nocifs dans les résidus de combustion. other harmful compounds in the combustion residues.
Pour remédier à ces inconvénients, étant donné que ces cendres volantes ne sont pas admisssibles dans certaines décharges en raison de leur solubilité et de leur teneur en métaux lourds, il est connu de leur faire subir To overcome these drawbacks, since these fly ash are not admissible in certain landfills because of their solubility and their content of heavy metals, it is known to subject them to
un pré-traitement avant leur dépôt dans celles-ci. pre-treatment before depositing therein.
Ce pré-traitement a un double objectif, d'une part de donner de la cohésion à ce matériau pulvérulent, afin de faciliter son transport vers sa mise en décharge, et, d'autre part, de rendre inertes ou d'extraire les This pre-treatment has a twofold objective, on the one hand to give cohesion to this powdery material, in order to facilitate its transport to its disposal in a landfill, and, on the other hand, to render inert or to extract the
métaux souvent toxiques qu'elles contiennent. often toxic metals they contain.
Pour ce faire, un procédé suisse vise à solidifier ces cendres par adjonction de ciment et à les inerter en stabilisant le p H grâce à des adjuvants de type connu jouant le rôle de tampon Cette solution s'avère économique mais nécessite un lavage préalable des cendres avant le mélange au ciment de manière à éliminer toute trace de chlorure qui empêche sa solidification Il est alors nécessaire d'effectuer un traitement des eaux To do this, a Swiss process aims to solidify these ashes by adding cement and to inerter by stabilizing the p H using adjuvants of known type acting as a buffer This solution is economical but requires a prior washing of ashes before mixing with cement so as to eliminate any trace of chloride which prevents its solidification It is then necessary to carry out a water treatment
résiduaires afin d'écarter toute possibilité de pollution. in order to avoid any possibility of pollution.
Toutefois, étant donné la teneur élevée de ces cendres en métaux lourds, tels que le plomb ou le zinc, qui en raison du p H fortement alcalin se trouvent sous forme d'hydrocomplexes facilement solubles, le risque de pollution de ces substances par migration est très important, et ce même However, given the high content of these heavy metal ashes, such as lead or zinc, which due to the highly alkaline p H are in the form of readily soluble hydrocomplexes, the risk of pollution of these substances by migration is very important, and this same
après leur solidification avec du ciment. after solidification with cement.
Par ailleurs, d'autres procédés visent à conditionner ces cendres par stockage dans des sacs plastiques par ensachage, avant leur élimination dans une alvéole spécifique dans une décharge contrôlée de résidus urbains de ces sacs enrobés de chaux Quel que soit le mode de traitement choisi, ces résidus doivent être compactés dans une alvéole ou dans une partie bien délimitée de la décharge, afin de former une masse homogène et de faible Moreover, other processes are aimed at conditioning these ashes by storage in plastic bags by bagging, before their disposal in a specific cell in a controlled discharge of urban residues of these bags coated with lime Whatever the mode of treatment chosen, these residues must be compacted in a cell or in a well-defined part of the discharge, in order to form a homogeneous and weak mass
surface qui ne soit pas en contact avec des substances biodégradables. surface that does not come into contact with biodegradable substances.
En effet, le mélange, avec des ordures ménagères, entraîne des variations de p H tendant à solubiliser les sels métalliques, ce qui facilite la Indeed, the mixture, with household waste, causes variations of p H tending to solubilize the metal salts, which facilitates the
mobilité de substances toxiques telles que la dioxine. mobility of toxic substances such as dioxin.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé de vitrification de cendres volantes et un dispositif The present invention aims to overcome these disadvantages by providing a method of vitrification of fly ash and a device
pour sa mise en oeuvre qui permettent une augmentation de la granulo- for its implementation which allow an increase in the granulo-
mètrie des cendres, évitant ainsi la dissipation dans l'atmosphère et la dispersion dans le sol de celles-ci, tout en garantissant l'insolubilité des composants qui restent stables dans le temps, confinés dans les particules vitrifiées, et en allégeant les contraintes de manutention de stockage ou de emits ashes, thus avoiding the dissipation into the atmosphere and the dispersion in the soil thereof, while guaranteeing the insolubility of the components which remain stable over time, confined in the vitrified particles, and relieving the constraints of handling of storage or
recyclage de tels composés.recycling of such compounds.
De surcroît, ce procédé favorise la réduction de la quantité des déchets par l'élimination du carbone résiduel et par la combustion et la In addition, this process promotes the reduction of the amount of waste by the elimination of residual carbon and the combustion and
destruction à haute température des produits toxiques. high temperature destruction of toxic products.
A cette fin, le procédé selon l'invention consiste à réaliser le chauffage des cendres volantes quelle que soit leur origine et de manière à atteindre leur point de fluidité à des températures comprises entre 1150 'C et 1450 'C la destruction de celles-ci à de très hautes températures (qui peuvent atteindre 20000 C) permettant de transformer en plasma les produits nocifs le refroidissement brutal du produit liquéfié à la température ambiante pour assurer un éclatement conduisant à une pulvérisation de manière à obtenir des grains dont la granulometrie permet un bon débit de To this end, the process according to the invention consists in heating the fly ash irrespective of their origin and so as to reach their point of fluidity at temperatures between 1150 ° C. and 1450 ° C. the destruction thereof at very high temperatures (which can reach 20000 C) to transform into plasma harmful products the sudden cooling of the liquefied product at room temperature to ensure a burst leading to a spray so as to obtain grains whose particle size allows a good flow rate
coulée.casting.
Suivant une variante d'exécution, la deuxième étape du procédé consiste à traiter les cendres par adjonction de fondant de manière à maintenir et à confiner dans le résidu vitrifié les composants nocifs à la According to an alternative embodiment, the second step of the process consists in treating the ashes by adding flux so as to maintain and to confine in the vitrified residue the harmful components to the
température la plus basse possible (inférieure à 1450 C). lowest possible temperature (below 1450 C).
Ainsi, ces adjuvants servent d'une part à assurer la cohésion des produits,et d'autre part, joue le rôle de fondant de manière à permettre une liquéfaction à des températures inférieures à la température de fusion du produit "pur" en évitant ainsi le transfert de produits nocifs dans les gaz de combustion. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en Thus, these adjuvants serve on the one hand to ensure the cohesion of the products, and on the other hand, plays the role of fluxing so as to allow liquefaction at temperatures below the melting temperature of the "pure" product, thus avoiding the transfer of harmful products into the combustion gases. The invention also relates to a device for the implementation
oeuvre du procédé.process.
Suivant une forme d'exécution simple de l'invention ce dispositif comporte en combinaison: des moyens de cheminement des cendres volantes une chambre de fusion, comportant des moyens de chauffage, pour atteindre une température supérieure à 14500 C According to a simple embodiment of the invention this device comprises in combination: means for routing the fly ash a melting chamber, comprising heating means, to reach a temperature above 14500 C.
une chambre de solidification comportant des moyens de refroi- a solidification chamber comprising cooling means
dissement permettant la précipitation du produit liquéfié drainage allowing the precipitation of the liquefied product
des moyens de récupération et d'évacuation des cendres vitri- means for recovering and evacuating vitrified ashes
fiées une unité de traitement des gaz de combustion avant leur a flue gas treatment unit prior to their
évacuation dans l'atmosphère.evacuation into the atmosphere.
Suivant une forme de réalisation de ce dispositif, la fusion s'effectue à l'intérieur de la chambre de fusion dans un foyer permettant d'utiliser, soit un chauffage direct par combustible fossile du type charbon fuel ou gaz, ou encore par arcs électriques ou résistances électriques, soit According to one embodiment of this device, the melting takes place inside the melting chamber in a furnace allowing the use of either a direct heating by fossil fuel of the coal or gas type, or by electric arcs. or electrical resistors, either
un chauffage indirect.indirect heating.
Avantageusement, l'utilisation du chauffage direct permet aux Advantageously, the use of direct heating allows the
cendres volantes de subir directement l'opération de liquéfaction. fly ash to directly undergo the liquefaction operation.
Selon une autre forme de réalisation du procédé, le chauffage indirect peut être obtenu, soit par l'utilisation de combustible fossile du type charbon ou fuel ou gaz, ou encore par arcs électriques ou résistances According to another embodiment of the method, the indirect heating can be obtained either by the use of fossil fuel of the coal or fuel or gas type, or by arcs or resistors
électriques, soit par l'utilisation de brûleurs. electric, either by the use of burners.
En l'état actuel de la technique, les arcs électriques ou les résistances électriques permettent d'obtenir, grâce à leur simplicité de mise en oeuvre, une plage de température qui assure un bon fonctionnement du In the current state of the art, the electric arcs or the electric resistances make it possible to obtain, thanks to their simplicity of implementation, a temperature range which ensures a good operation of the
dispositif et une qualité optimale des cendres volantes liquéfiées. device and optimum quality of liquefied fly ash.
Avantageusement les brûleurs utilisés sont du type torche à plama Advantageously, the burners used are of the plume torch type
électrobrûleur ou encore brûleur à gaz classique. electroburner or conventional gas burner.
Les torches à plasma ne présentent de véritable intérêt que pour Plasma torches are of real interest only for
des températures supérieures à 2000 'C. temperatures above 2000 ° C.
Les électrobrûleurs associant généralement un brûleur à gaz ou un dopage de flamme par arc électrique présentent eux un intérêt pour une Electrobrulers generally combining a gas burner or an arcing flame doping are of interest to them.
température stable au dessus de 1600 VC. stable temperature above 1600 VC.
Enfin, les brûleurs classiques sont généralement suffisants pour ce type de vitrification, dans la mesure o ils fournissent une température Finally, conventional burners are generally sufficient for this type of vitrification, insofar as they provide a temperature
stable entre 14501 C et 1500 'C.stable between 14501 C and 1500 'C.
Avantageusement, l'utilisation de tels brûleurs sont d'un réglage facile de la combustion, ce qui permet de minimiser le volume de gaz produit. Toutefois, l'utilisation d'un procédé de chauffage classique est envisageable à condition de prévoir une adaptation des brûleurs Dans le cas de charbon pulvérisé, cette adaptation de la poche de fusion est alors constituée par une chaudière du type cyclone. Quelle que soit l'origine de la source de chaleur, celle-ci a pour but de permettre l'obtention de la température nécessaire à la fusion des cendres volantes, avec le réglage adapté au produit et susceptible d'assurer une marge de température permettant de garantir une qualité optimale du Advantageously, the use of such burners is an easy adjustment of combustion, which makes it possible to minimize the volume of gas produced. However, the use of a conventional heating method is feasible provided to provide an adaptation of the burners In the case of pulverized coal, this adaptation of the melting bag is then constituted by a cyclone type boiler. Whatever the origin of the heat source, it is intended to allow the obtaining of the temperature necessary for the fusion of the fly ash, with the adjustment adapted to the product and likely to ensure a temperature margin allowing to guarantee optimum quality of
produit.product.
Selon une caractéristique du dispositif, la vitrification se fait à l'intérieur d'une chambre de solidification dans un bac d'un cendrier hydraulique. Selon une autre caractéristique intéressante du dispositif, le bac comprend un orifice ménagé pour recevoir un conduit d'alimentation en eau According to a feature of the device, the vitrification is done inside a solidification chamber in a tray of a hydraulic ashtray. According to another advantageous feature of the device, the tray comprises an orifice arranged to receive a water supply conduit
et un trop plein.and one too full.
Avantageusement, le trop plein et l'alimentation en eau permet- Advantageously, the overflow and the water supply allow
tent de maintenir un niveau constant pour compenser l'évaporation ou diverses pertes, ainsi que d'obtenir une température de l'ordre 500 C qui favorise la bonne granulomètrie des cendres liquides, sous forme d'un magma, qui subissent un éclatement conduisant à leur pulvérisation dû à attempt to maintain a constant level to compensate for evaporation or various losses, as well as to obtain a temperature of about 500 C which favors the good granulometry of the liquid ashes, in the form of a magma, which undergo a burst leading to their spraying due to
leur refroidissement brutal.their brutal cooling.
Selon une caractéristique de l'invention, les grains vitrifiés ainsi According to one characteristic of the invention, vitrified grains and
obtenus ont une grosseur de quelques millimètres. obtained have a thickness of a few millimeters.
Avantageusement, une telle grosseur est obtenue grâce au réglage indépendant ou simultané de la température de la chambre de fusion et du Advantageously, such a size is obtained thanks to the independent or simultaneous adjustment of the temperature of the melting chamber and the
débit de la coulée du produit liquéfié. flow rate of the casting of the liquefied product.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les cendres sont amenées par des distributeurs adaptés à des produits pulvérulents du type According to another characteristic of the invention, the ashes are brought by distributors adapted to powdery products of the type
chaînes à raclette.raclette chains.
Ces cendres sont ensuite déversées dans la poche de fusion par These ashes are then dumped into the fusion pocket by
l'intermédiaire d'un système d'injection. via an injection system.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le système d'injec- According to another characteristic of the invention, the injection system
tion est un mécanisme à poussoir Cela permet de réaliser une parfaite This is a pusher mechanism that allows you to achieve a perfect
étanchéité de la poche de fusion. sealing of the melting pocket.
La coulée du produit se fait ensuite dans une enceinte revêtue de The casting of the product is then done in a chamber coated with
réfractaire du type bloc électro fondu ou silice. refractory type molten electro block or silica.
Selon une forme préférée de réalisation l'installation peut contenir According to a preferred embodiment, the installation can contain
des brûleurs latéraux, dont la technique dépend de la température recher- lateral burners, the technique of which depends on the temperature
chée. Selon une caractéristique, l'évacuation, à la sortie de l'extracteur mécanique du cendrier des cendres vitrifiées, peut se faire soit par voie chée. According to one characteristic, the evacuation, at the outlet of the mechanical extractor ashtray vitrified ash, can be done either by
hydraulique ou soit par un transporteur à table vibrante. hydraulic or by a vibrating table conveyor.
Ainsi, les cendres sont amenées jusqu'à une installation de stoc- Thus, the ashes are brought to a storage facility.
kage ou d'évacuation vers un moyen de transport. or evacuation to a means of transport.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de traite- According to another characteristic of the invention, the treatment unit
ment comprend des moyens d'épuration et de décantation qui permettent d'assurer le nettoyage du gaz de combustion avant sa libération dans l'atmosphère Cela limite au maximum le rejet de gaz toxique provenant de It includes cleaning and decanting means which ensure cleaning of the flue gas before it is released into the atmosphere. This minimizes the release of toxic gas from the atmosphere.
la combustion des cendres volantes.the burning of fly ash.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la Anyway, the invention will be well understood using the
description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, dont la description which follows, with reference to the appended schematic drawing,
figure unique représente, une forme de réalisation du dispositif pour la mise single figure represents an embodiment of the device for setting
en oeuvre du procédé.implementation of the method.
L'unité de vitrification de cendres volantes représentée dessin comprend une chambre de fusion 2, une chambre solidification 12, des The fly ash vitrification unit shown in drawing comprises a melting chamber 2, a solidification chamber 12,
moyens de transport 1 des cendres volantes, et des moyens de récupé- means of transport 1 of the fly ash, and means of recovery
ration 14 et d'évacuation 16 des cendres vitrifiées. 14 and evacuation 16 of vitrified ash.
Les cendres volantes sont acheminées par l'intermédiaire d'un convoyeur 1, adapté au produits pulvérulents, du type chaîne à raclettes, à The fly ash is conveyed via a conveyor 1, suitable for pulverulent products, of the type raclette chain, to
l'entrée d'une enceinte fermée constituant la chambre de fusion 2. the inlet of a closed chamber constituting the melting chamber 2.
Un injecteur, du type mécanisme à poussoir, non représenté sur la figure, pouvant se déplacer par translation par des moyens connus suivant un axe horizontal, permet leur introduction dans la chambre de combustion 4 par une ouverture adaptée 3 située sur la partie haute de la chambre de combustion Un brûleur 5, du type connu, inséré dans la chambre de An injector, of the pusher mechanism type, not shown in the figure, being able to move by translation by known means along a horizontal axis, allows their introduction into the combustion chamber 4 by an adapted opening 3 located on the upper part of the combustion chamber A burner 5, of known type, inserted in the chamber of
combustion 4 est alimenté par un conduit 6 extérieur d'arrivée en combus- 4 is fed by an external combustion inlet duct 6
tible et en alimentation électrique. tible and in power supply.
Un ventilateur 7, situé à l'extérieur de la chambre de fusion 2 par l'intermédiaire d'un circuit auxiliaire 8 à air, refroidit le brûleur Les cendres volantes emportées par gravitation tombent dans le bas de la chambre de combustion 4 Elles y sont liquéfiées sous forme de magma et par entraînement débouchent dans un puit de coulée 9 de forme tronconique disposé dans le bas de la chambre 4 contre l'une de ces faces internes Ce magma liquide arrive ensuite dans une cuve substantiellement remplie d'eau, A fan 7, located outside the melting chamber 2 via an auxiliary circuit 8 to air, cools the burner The fly ash carried by gravitation fall in the bottom of the combustion chamber 4 They are there liquefied in the form of magma and drive out into a truncated well of casting 9 arranged in the bottom of the chamber 4 against one of these internal faces This liquid magma then arrives in a tank substantially filled with water,
d'un cendrier hydraulique Il de la chambre de solidification 12. of a hydraulic ash box II of the solidification chamber 12.
Cette cuve 10 comporte dans sa partie haute une première ouverture 12 ménagée pour recevoir l'arrivée d'un conduit en alimentation en eau et dans sa partie médiane une seconde ouverture 13 destinée à un conduit de trop plein qui débouche sur un circuit d'évacuation en eau non This tank 10 has in its upper part a first opening 12 arranged to receive the arrival of a conduit water supply and in its middle part a second opening 13 for a overflow conduit which leads to an evacuation circuit in non-water
représenté sur la figure.shown in the figure.
Le magma liquide, au contact de l'eau se refroidit subitement, en se vitrifiant, puis se dépose dans le fond de la cuve 10 sous forme de grains de cendres vitrifiées Un extracteur mécanique 14 du type connu placé dans le fond de celui-ci convoie ces cendres vitrifiées vers une unité de décantation 15 du type connu Après leur passage dans celui-ci, ces cendres vitrifiées sont emportées par un convoyeur 16, du type transporteur à table The liquid magma, in contact with the water cools suddenly, by vitrifying, then is deposited in the bottom of the tank 10 in the form of grains of vitrified ash A mechanical extractor 14 of the known type placed in the bottom thereof conveys these vitrified ashes to a decanting unit 15 of the known type. After passing through them, these vitrified ashes are carried away by a conveyor 16, of the table conveyor type.
vibrante, jusqu'à des moyens de transport 17. vibrating, up to means of transport 17.
Un conduit extérieur 18 de sortie de gaz de combustion, placé en haut de la chambre de fusion permet l'évacuation des fumées vers une unité An external combustion gas outlet duct 18 placed at the top of the melting chamber allows the evacuation of the fumes to a unit
d'évacuation et de décantation 19. evacuation and settling 19.
Un conduit en eau 20 fournit son alimentation et débouche dans une cuve 21 o les particules se déposent dans le fond par gravitation A la sortie de celle-ci, les particules sont emmenées par un convoyeur 12 vers l'unité de décantation 15 avant d'être acheminées avec les cendres vitrifiées A water conduit 20 provides its feed and opens into a tank 21 where the particles are deposited in the bottom by gravitation At the outlet thereof, the particles are taken by a conveyor 12 to the decanting unit 15 before be transported with vitrified ashes
par des moyens de transport 17.by means of transport 17.
Les fumées, après épuration et filtration, sont évacuées dans The fumes, after purification and filtration, are evacuated
l'atmosphère par une cheminée 23 placée à la sortie de l'unité 19. the atmosphere by a chimney 23 placed at the exit of the unit 19.
Le procédé de vitrification des cendres volantes se déroule comme The process of vitrification of fly ash is proceeding as
décrit ci-dessous.described below.
Les cendres volantes, quelle que soit leur origine, sont amenées dans la chambre de combustion 2 par l'intermédiaire d'un convoyeur 1 Elles sont introduites dans la chambre de fusion 4 par une ouverture ménagée 3 Fly ash, regardless of its origin, is brought into the combustion chamber 2 via a conveyor 1 They are introduced into the melting chamber 4 through an opening 3
grâce à un système de d'injection. thanks to an injection system.
A l'intérieur de cette chambre de fusion 4, ces cendres sont chauffées par des brûleurs 5 adaptés de manière à atteindre leur point de fluidité à des températures comprises entre 11501 C et 14501 C puis sont transformées à une température de 20000 C en plasma afin de détruire les Inside this melting chamber 4, these ashes are heated by burners 5 adapted to reach their point of fluidity at temperatures between 11501 C and 14501 C and then are converted at a temperature of 20000 C in plasma to to destroy the
composés nocifs qu'elles contiennent Ce plasma est alors refroidi bruta- harmful compounds they contain. This plasma is then cooled
lement dans une cuve 10 du cendrier hydraulique Il au contact de l'eau, ce in a tank 10 of the hydraulic ash tray It in contact with water, this
qui permet un éclatement conduisant à une pulvérisation. which allows a burst leading to a spray.
Un extracteur 14 convoie ces cendres vitrifiées tombées par An extractor 14 conveys these vitrified ashes fallen by
gravitation dans le fond de la cuve 10 vers une unité de décantation 15. gravitation in the bottom of the tank 10 to a settling unit 15.
Après le passage dans celle-ci elles sont emmenées par un After the passage in this one they are led by a
transporteur à table vibrante 10 jusqu'à des moyens de transport 17. vibrating table conveyor 10 to means of transport 17.
Les fumées provenant de la combustion de ces cendres sont captées à la sortie de la chambre de fusion 4 et sont traitées par une unité d'épuration et de décantation 19 Les particules issues, de celle-ci, sont ensuite acheminées vers l'unité de décantation 15 avant d'être convoyées The fumes coming from the combustion of these ashes are captured at the outlet of the melting chamber 4 and are treated by a purification and settling unit 19. The particles derived from the latter are then conveyed to the unit of separation. decantation 15 before being conveyed
avec les cendres volantes vers des moyens de transport 17. with fly ash to means of transport 17.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé de It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiment of this device for the implementation of this method of
vitrification de cendres volantes qui a été décrite ci-dessus à titre d'exem- vitrification of fly ash which has been described above as an example
ple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation et ple, it embraces on the contrary all variants and
d'application en respectant le principe. application respecting the principle.
C'est ainsi que l'on ne s'éloignera pas du cadre de l'invention, par l'utilisation de tout type de refroidissement brutal des cendres liquéfiées sous forme de magma ou par l'emploi d'autres types de chauffages directs Thus we will not depart from the scope of the invention, by the use of any type of brutal cooling liquefied ash in the form of magma or by the use of other types of direct heaters
et indirects utilisés seuls ou en combinaison. and indirect, used alone or in combination.
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