FR2690733A1 - Procédé et installation pour détruire des déchets solides par plasma. - Google Patents

Procédé et installation pour détruire des déchets solides par plasma. Download PDF

Info

Publication number
FR2690733A1
FR2690733A1 FR9205280A FR9205280A FR2690733A1 FR 2690733 A1 FR2690733 A1 FR 2690733A1 FR 9205280 A FR9205280 A FR 9205280A FR 9205280 A FR9205280 A FR 9205280A FR 2690733 A1 FR2690733 A1 FR 2690733A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
waste
pyrolysis chamber
pyrolysis
plasma
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9205280A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2690733B1 (fr
Inventor
Cretenot Didier
Bertrand Claude
Lambert Fabienne
Lambert Jean-Louis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Spie Batignolles SA
Original Assignee
Spie Batignolles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Spie Batignolles SA filed Critical Spie Batignolles SA
Priority to FR9205280A priority Critical patent/FR2690733B1/fr
Publication of FR2690733A1 publication Critical patent/FR2690733A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2690733B1 publication Critical patent/FR2690733B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/40Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by heating to effect chemical change, e.g. pyrolysis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/10Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation
    • A62D3/19Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by subjecting to electric or wave energy or particle or ionizing radiation to plasma
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/68Halogens or halogen compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/42Plasma torches using an arc with provisions for introducing materials into the plasma, e.g. powder, liquid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20Organic substances
    • A62D2101/22Organic substances containing halogen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2203/00Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
    • A62D2203/10Apparatus specially adapted for treating harmful chemical agents; Details thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Le procédé comprend les étapes suivantes: conditionner les déchets sous forme pâteuse; produire un dard plasma (3) au moyen d'une torche à plasma (18); et amener les déchets conditionnés au contact du dard plasma (3) dans une chambre de pyrolyse (2), de façon à réaliser une pyrolyse sensiblement instantanée des déchets dans la chambre de pyrolyse. On fait pénétrer les déchets conditionnés dans la chambre de pyrolyse (2) par un tube d'admission en matériau réfractaire débouchant dans la chambre de pyrolyse (2) transversalement à l'orientation de la torche à plasma (18). Les produits de la pyrolyse des déchets au contact du dard plasma sont évacués de la chambre de pyrolyse (2) sensiblement dans le prolongement du tube d'admission. Utilisation pour détruire des déchets dangereux ou toxiques.

Description

La présente invention concerne un procédé et une installation pour détruire des déchets solides, notamment des déchets toxiques ou dangereux relativement stables chimiquement.
Pour détruire de tels déchets, il est connu d'utiliser l'énergie contenue dans un plasma.
Selon le WO-A-82/00509, les déchets sont décomposés au contact du plasma par une réaction d'oxydation. Comme ce type de réaction d'oxydation est habituellement exothermique, il se produit un dégagement de chaleur três important autour de la zone de contact entre les déchets et le plasma. En pratique, la température atteinte rend ce procédé difficile à exploiter, d'autant plus que la zone de contact doit habituellement avoir des dimensions réduites pour assurer un rendement de décomposition suffisant.
Dans d'autres procédés, les déchets sont amenés au contact du plasma en condition de défaut d'oxygène, de sorte qu'ils sont décomposés par une réaction pyrolytique endothermique. Dans le FR-A-2 630 529, les déchets sont conditionnés sous forme pâteuse puis amenés au contact d'un dard plasma produit par une torche à plasma à arc non transféré. Les déchets arrivent dans l'axe du dard plasma par un conduit situé en face de celui-ci. Un inconvénient de ce procédé est qu'il tend à se former une accumulation de matière solide à l'intérieur du conduit par lequel arrivent les déchets, cette accumulation pouvant résulter des éléments métalliques compris dans les déchets ou dans les fûts qui les contiennent. Cette accumulation perturbe l'écoulement régulier des déchets et peut ainsi entraîner une détérioration de la zone de réaction due à l'énergie non absorbée du dard plasma. Le procédé ci-dessus poserait donc des problèmes de régularité et de tenue thermique des garnitures réfractaires si on cherchait à l'exploiter à échelle industrielle.
Un but principal de la présente invention est de résoudre les problèmes ci-dessus en proposant un procédé et une installation pour détruire des déchets solides au moyen d'un plasma, qui assurent un rendement de destruction élevé en minimisant les risques de détérioration des zones soumises à de très fortes températures.
L'invention propose ainsi un procédé pour détruire des déchets solides, comprenant les étapes suivantes
conditionner les déchets sous forme pâteuse
produire un dard plasma au moyen d'une torche à plasma ; et
amener les déchets conditionnés au contact du dard plasma dans une chambre de pyrolyse, de façon à réaliser une pyrolyse sensiblement instantanée des déchets dans la chambre de pyrolyse,
caractérisé en ce qu'on fait pénétrer les déchets conditionnés dans la chambre de pyrolyse par un tube d'admission en matériau réfractaire débouchant dans la chambre de pyrolyse transversalement à l'orientation de la torche à plasma, et en ce que les produits de la pyrolyse des déchets au contact du dard plasma sont évacués de la chambre de pyrolyse sensiblement dans le prolongement du tube d'admission
Les déchets conditionnés sont amenés jusqu'à la chambre de pyrolyse pour passer au contact du dard plasma. L'extrémité du dard plasma ne pénètre pas dans le tube d'admission, ce qui évite la formation d'un dépôt solide dans le tube d'admission. On peut donc obtenir un écoulement régulier des déchets conditionnés dans la chambre de pyrolyse Comme la pyrolyse, qui décompose les déchets, absorbe la majorité de la chaleur dégagée par le dard plasma, l'écoulement régulier des déchets assure la stabilité de la température dans la chambre de pyrolyse.
Malgré la puissance thermique du plasma, la chambre de pyrolyse peut avantageusement avoir des dimensions réduites pour garantir que la totalité des déchets passe au contact du dard plasma et obtenir ainsi un rendement de décomposition maximum.
Dans une version préférée du procédé selon l'invention, on injecte une quantité réglable de fluide dans la chambre de pyrolyse, pour régler les conditions réactionnelles de la pyrolyse.
On peut ainsi modifier localement les conditions de la réaction pyrolytique pour obtenir une température de décomposition souhaitée ou des conditions réductrices adaptées aux déchets à détruire.
L'invention vise également une installation pour détruire des déchets solides, comprenant des moyens de conditionnement pour conditionner les déchets sous forme pâteuse, une torche à plasma, une chambre de pyrolyse disposée pour recevoir le dard plasma de la torche à plasma, et des moyens d'alimentation installés entre les moyens de conditionnement et la chambre de pyrolyse pour amener les déchets conditionnés au contact du dard plasma dans la chambre de pyrolyse, de façon à réaliser une pyrolyse sensiblement instantanée des déchets dans la chambre de pyrolyse, caractérisée en ce qu'un tube d'admission en matériau réfractaire est relié aux moyens d'alimentation et débouche dans la chambre de pyrolyse transversalement à l'orientation de la torche à plasma, et en ce qu'un tube d'évacuation s'étend sensiblement dans le prolongement du tube d'admission audelà de la chambre de pyrolyse.
Cette installation est conçue pour la mise en oeuvre du procédé exposé ci-dessus.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ciaprès d'un exemple de réalisation préféré et non limitatif, lue conjointement aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est un schéma d'ensemble d'une installation selon l'invention ; et
- la figure 2 est une vue en coupe illustrant l'environnement de la chambre de pyrolyse dans l'installation de la figure 1.
L'installation selon l'invention illustrée à la figure 1 sert à détruire des déchets solides, notamment des déchets dangereux ou toxiques. La description du fonctionnement de cette installation fera apparaître les particularités du procédé selon l'invention.
Les déchets, initialement contenus dans des fûts métalliques 1, sont d'abord conditionnés sous forme pâteuse puis amenés dans une chambre de pyrolyse 2 au contact d'un dard plasma 3.
Pour conditionner les déchets sous forme pâteuse l'installation comprend deux cisailles 6, 7 montées en série et un malaxeur 8 placé en aval des deux cisailles 6, 7. Les fûts de déchets 1 sont fournis dans une trémie 9 et tombent dans la première cisaille 6 qui les broie, puis dans la seconde cisaille 7 qui réduit la granulométrie des matières broyées par exemple à une dimension de l'ordre de 10 à 20 mm. Après la seconde cisaille 7, les morceaux de déchets et de fûts tombent dans le malaxeur 8 qui comprend une double vis. Des adjuvants sont injectés entre la seconde cisaille 7 et le malaxeur 8, comme l'indique la flèche 11 à la figure 1.
Ces adjuvants comprennent typiquement de l'eau à laquelle on ajoute des agents anti-décantation et des agents mouillants destinés à augmenter l'homogénéité et la pompabilité (viscosité) de la matière pâteuse. On peut par exemple injecter 50 litres d'adjuvants en solution aqueuse pour chaque fût de 100 kg.
Pour amener les déchets conditionnés dans la chambre de pyrolyse, l'installation comprend des moyens d'alimentation comportant, dans l'exemple représenté, une pompe 12 débitant dans un conduit 13 et un dispositif à vis sans fin 14. La pompe 12 comprend au moins deux pistons 16 actionnés de manière alternée par des vérins hydrauliques non représentés. Chaque piston 16 coulisse en va-et-vient dans un cylindre respectif que le malaxeur 8 remplit de matière pâteuse lorsque le piston 16 est rétracté, cette matière pâteuse étant refoulée dans le conduit 13 lorsque le piston est poussé par son vérin d'actionnement. Le mouvement alterné des pistons 16 assure un débit régulier de matière pâteuse dans le conduit 13. Le conduit 13 peut comporter une dérivation 13a qui débouche entre la seconde cisaille 7 et le malaxeur 8 pour ramener une partie de la matière pâteuse pompée en amont du malaxeur 8 et favoriser ainsi l'homogénéité du mélange.
Le conduit 13 débouche au-dessus de la partie arrière de la vis sans fin 14. La vis sans fin 14 est disposée horizontalement et entraînée en rotation par un moto-réducteur 17 pour amener les déchets conditionnés jusqu'à la chambre de pyrolyse 2.
Le dard plasma 3 est produit par une torche à plasma 18, de préférence du type à arc non transféré.
Cette torche à plasma connue comporte deux électrodes refroidies par eau entre lesquelles on applique la décharge générant le plasma. Le gaz plasmagène circule entre ces électrodes et sort de la torche par une buse 19 pour former le dard plasma 3. Dans la présente invention, on utilise de préférence de l'air comme gaz plasmagène et le dard plasma 3 a typiquement une longueur naturelle de l'ordre de 300 mm. Par "longueur naturelle du dard plasma", on entend sa longueur lorsqu'il est produit à l'air libre, sans obstacle en regard de la buse 19.
La chambre de pyrolyse 2 est illustré de façon plus détaillée à la figure 2. Elle est formée à l'intersection des branches tubulaires d'un élément 21 en forme de croisillon. Cet élément 21 comporte quatre branches 22, 23, 24, 25 constituées par des segments de tube en matériau réfractaire (par exemple alumine) ayant chacun une extrémité ouverte vers la chambre de pyrolyse 2. Ces extrémités des branches sont mises en forme de façon que la chambre de pyrolyse 2 soit complètement entourée de matériau réfractaire.
La première branche 22 forme un tube d'admission des déchets conditionnés relié aux moyens d'alimentation de l'installation. La seconde branche 23 est perpendiculaire à ce tube d'admission 22 et reçoit la buse 19 de la torche à plasma 18. La troisième branche 24 s'étend dans le prolongement du tube d'admission 22 audelà de la chambre de pyrolyse 2 et forme un tube d'évacuation pour les produits de la pyrolyse. La quatrième branche 25, fermée par une plaque réfractaire 26, est située dans le prolongement de la seconde branche 23. Cette quatrième branche 25 forme une cavité 27 de la chambre de pyrolyse 2, située sensiblement dans l'axe de la torche à plasma 18, à l'opposé de celle-ci. Les quatre branches tubulaires 22, 23, 24, 25 sont réunies et scellées par du béton coulé 27 pour former l'élément en forme de croisillon 21. Les quatre branches tubulaires 22, 23, 24, 25 ont typiquement le même diamètre intérieur, par exemple de l'ordre de 220 mm, et le même diamètre extérieur, par exemple de l'ordre de 380 mm. La chambre de pyrolyse 2 peut ainsi avoir les dimensions réduites.
Du fait de l'agencement de l'élément en forme de croisillon 21, le tube d'admission 22 débouche dans la chambre de pyrolyse 2 transversalement à l'orientation de la torche à plasma 18. Il est particulièrement avantageux que la dimension intérieure du tube d'admission 22 parallèlement à l'orientation de la torche à plasma 18 (par exemple 220 mm) soit inférieure ou égale à la longueur naturelle du dard plasma 3 (par exemple 300 mm).
Ceci garantit que la totalité des déchets conditionnés fournis dans la chambre de pyrolyse 2 entreront en contact avec le dard plasma 3 et seront ainsi décomposés par pyrolyse sensiblement instantanée.
Dans l'exemple représenté, le tube d'admission 22 est horizontal et la torche à plasma 18 est orientée verticalement et vers le bas. Une partie des déchets conditionnés fournis dans la chambre de pyrolyse 2 peut se placer dans la cavité 27 pendant le fonctionnement de l'installation. La présence de ces déchets dans la cavité 27 protège la garniture réfractaire de la chambre contre la très haute température du dard plasma 3.
On voit à la figure 2 que la vis sans fin 14 pénètre dans le tube d'admission 22 sensiblement jusqu'à la chambre de pyrolyse 2. Cette disposition assure qu'il ne se forme aucun dépôt de matière solide à l'intérieur du tube d'admission 22. La vis sans fin 14, qui est typiquement réalisée en acier, ne subit pas de contact direct avec le dard plasma 3 du fait de la disposition transversale du tube d'admission 22 par rapport à la torche à plasma 18. Pour résister à la chaleur dégagée dans la chambre de pyrolyse 2, la vis sans fin 18 est refroidie en permanence, par exemple par une circulation d'eau à l'intérieur de son axe et de ses filets.
Autour de l'extrémité de la vis sans fin 14 pénétrant dans le conduit 22, les moyens d'alimentation de l'installation comprennent un conduit 31 dont la paroi est constituée par une double enveloppe d'acier 32, 33 l'épaisseur de cette paroi est exagérée à la figure 2 pour faciliter la lecture du dessin. Ce conduit 31 pénètre également dans le tube d'admission 22 jusqu'à la chambre de pyrolyse 2. L'enveloppe extérieure 33 du conduit 31 présente, à l'extérieur du tube d'admission 22, des orifices 34, 35 permettant de faire circuler de l'eau de refroidissement entre les deux enveloppes 32, 33 du conduit. Entre les deux enveloppes 32, 33 du conduit sont disposées une ou plusieurs canalisations 36 permettant d'injecter des fluides en quantité réglable à l'intérieur de la chambre de pyrolyse 2. Chaque canalisation 36 débouche dans la chambre de pyrolyse 2 à l'extrémité du conduit 31 et comporte une extrémité arrière 37 accessible à l'extérieur du tube d'admission 22 pour injecter la quantité désirée de fluide.
Ces fluides sont injectés dans la chambre de pyrolyse 2 pour réguler les conditions de la réaction pyrolytique des déchets au contact du dard plasma 3. Ils peuvent comprendre de l'eau lorsqu'on souhaite contrôler la température de réaction, du fuel lorsqu'on souhaite augmenter le pouvoir calorifique inférieur (PCI) des déchets, de l'air lorsqu'on souhaite se rapprocher des conditions stoechiométriques, de l'azote, ou divers effluents.
Les produits de la pyrolyse instantanée des déchets au contact du dard plasma 3 sont évacués de la chambre de pyrolyse 2 par le tube d'évacuation 24 dans le prolongement du tube d'admission 22. En aval de la chambre de pyrolyse 2, le tube d'évacuation 24 débouche dans un four 41 adapté pour effectuer un traitement pyrolytique complémentaire de ces produits. Ce four 41 peut par exemple être un four tournant permettant de maintenir les cendres en conditions pyrolytiques pendant quelques dizaines de minutes à des températures typiquement comprises entre 12000C et 16000C. Une canalisation 42 est reliée à l'extrémité amont du four 41 pour y injecter de l'air ou de l'oxygène comme l'indique la flèche 43, afin de régler les conditions pyrolytiques dans le four 41. De l'air peut également être injecté (flèche 44) directement dans le tube d'évacuation 24 par une canalisation 45 traversant l'élément en forme de croisillon 21 (figure 2). On peut également injecter des fluides (flèche 46) à l'extrémité amont du four 41 pour réguler la température ou les conditions pyrolytiques dans le four 41. Ces fluides notamment de l'eau, peuvent être injectés par des orifices 47 prévus dans une tubulure torique 48 entourant l'extrémité aval du tube d'évacuation 24 et reliée à une canalisation 49.
Le four 41 communique à son extrémité aval avec une chambre de post-combustion 51, adaptée pour traiter les produits de la pyrolyse à haute température (environ 12000C) en conditions oxydantes. De l'air ou de l'oxygène est injecté en excès dans la chambre de post-combustion 51 pour obtenir ces conditions oxydantes (flèche 52). On peut également y injecter d'autres fluides, par exemple de l'eau ou du propane, notamment pour réguler la température de la réaction d'oxydation. Certains des gaz produits par la pyrolyse (principalement H2, HCl, CO, hydrocarbures) brûlent dans la chambre de post-combustion 51 < tandis que les cendres liquides tombent dans une solution aqueuse 53 dont la neutralité est assurée par adjonction d'acide ou de base. Elles sont alors solidifiées puis évacuées comme l'indique la flèche 54.
Les fumées produites dans la chambre de postcombustion 51 sont ensuite trempées dans un quench en graphite 56 dans lequel on injecte de l'eau (flèche 57) ou la solution reprise par la pompe 59, ce qui bloque l'équilibre de destruction et évite tout phénomène de recombinaison. Les fumées ainsi saturées sont ensuite épurées dans une colonne de lavage à l'eau 58. L'acide chlorhydrique présent dans les fumées est absorbé et éliminé par une pompe 59 sous forme d'une solution aqueuse dont la concentration est comprise entre 5 et 10% (flèche 60).
Les fumées sortant de la colonne de lavage peuvent encore être traitées par d'autres équipements connus 61.
A titre d'exemple, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre pour incinérer de l'hexachlorocyclohexane non conforme. Ce déchet organochloré se présente sous la forme de grains de taille variable et a un pouvoir calorifique inférieur (PCI) d'environ 11100 kJ/kg (2650 kcal/kg). La demanderesse a effectué des essais d'incinération de ce déchet au moyen de l'installation décrite ci-dessus. Le déchet, conditionné sous forme pâteuse, est poussé dans la chambre de pyrolyse 2 par la vis sans fin 14 avec un débit régulier de 200 kg/h. La torche à plasma à arc non transféré 18 fonctionne avec un débit d'air plasmagène de 170 Nm3/h et une puissance thermique de 425 kw. Elle produit alors un dard plasma 3 dont la température est de l'ordre de 40000C. La température de pyrolyse s'établit autour de 13500C, la différence de température étant absorbée par la réaction endothermique. Les conditions pyrolytiques dans la chambre 2 sont réglées par injection simultanée de fuel et d'eau par les canalisations 36 avec un débit global d'environ 50 l/h. Les cendres liquides produites au contact du dard plasma 3 s'écoulent dans le four tournant 41 où elles sont maintenues en conditions pyrolytiques à une température comprise entre 16000C et 12000C pendant au moins 20 minutes. Elles sont ensuite brutalement refroidies et solidifiées dans la solution aqueuse 53 puis évacuées.
Les gaz produits au contact du dard plasma 3 contiennent principalement du H2 (environ 19), du HCl (environ 20%), du CO (environ 23%) et du CO2 (moins de 1090). Ces gaz sont aspirés par dépression dans le four 41 où ils sont enflammés presque instantanément grâce à une injection d'air secondaire (flèche 43) à un débit de l'ordre de 50 à 100 Nm3/h. La pyrolyse sensiblement instantanée dans la chambre 2 produit également des suies (environ 15%). L'adjonction d'eau dans la chambre de pyrolyse 2 régule la température de pyrolyse mais ne permet pas d'éviter la formation de ces suies. Les gaz de pyrolyse contenant les suies sont brûlés dans la chambre de post-combustion 51 à une température supérieure à 12000C avec un excès d'oxygène d'environ 5% réalisé par injection d'air ou d'oxygène gazeux en 52. Les fumées sont ensuite refroidies rapidement dans le dispositif de trempe 56 puis traitées dans la colonne de lavage 58.
Le procédé selon l'invention permet d'obtenir de meilleurs rendements de destruction que les procédés classiques. Dans le cas de l'exemple exposé ci-dessus, la demanderesse a observé un rendement de destruction DRE (Destruction Removal Efficiency) supérieur à 99,999%, un rendement de combustion CE (Combustion Efficiency) supérieur à 99,999%, une teneur résiduelle en carbone organique volatil COV inférieure à 5,5 mg/Nm3 (exprimé en équivalent hexane), et une teneur en poussières dans les gaz de sortie inférieure à 50 mg/Nm3 pour un débit gazeux d'environ 3300 Nm3/h à 800C en sortie des équipements de traitement des fumées.
Le traitement pyrolytique complémentaire dans le four tournant 41 est optionnel. Dans certains cas, il peut suffire de faire communiquer directement la chambre de pyrolyse 2 avec la chambre de post-combustion 51.
Toutefois, un avantage de ce traitement pyrolytique complémentaire est de favoriser l'élimination des oxydes d'azote (NOx) dégagés lors de la formation du plasma d'air. Dans l'exemple exposé ci-dessus, la demanderesse a observé une concentration en NOX inférieure à 50 mg/Nm3 dans les gaz sortant de l'installation. La présence de protoxyde d'azote (N2O) n'a pas été décelée.
Ces performances du procédé selon l'invention sont obtenues en minimisant les risques de détérioration des zones de l'installation soumises aux très fortes températures, notamment de la chambre de pyrolyse 2 qui reçoit un dard plasma 3 dont la température est de l'ordre de 40000C. Il permet en outre d'incinérer de façon régulière des quantités importantes de déchets. Il est donc parfaitement adapté à une mise en oeuvre à échelle industrielle de la destruction de déchets par plasma, contrairement aux procédés antérieurs qui restaient essentiellement expérimentaux.
Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à un exemple de réalisation préféré, on comprendra que cet exemple n'est pas limitatif et que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (22)

REVENDICATIONS
1. Procédé pour détruire des déchets solides comprenant les étapes suivantes
conditionner les déchets sous forme pâteuse ;
produire un dard plasma (3) au moyen d'une torche à plasma (18) ; et
amener les déchets conditionnés au contact du dard plasma (3) dans une chambre de pyrolyse (2), de façon à réaliser une pyrolyse sensiblement instantanée des déchets dans la chambre de pyrolyse,
caractérisé en ce qu'on fait pénétrer les déchets conditionnés dans la chambre de pyrolyse (2) par un tube d'admission (22) en matériau réfractaire débouchant dans la chambre de pyrolyse (2) transversalement à l'orientation de la torche à plasma (18), et en ce que les produits de la pyrolyse des déchets au contact du dard plasma (3) sont évacués de la chambre de pyrolyse (2) sensiblement dans le prolongement du tube d'admission (22).
2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la torche à plasma (18) est du type à arc non transféré.
3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la dimension intérieure du tube d'admission (22) parallèlement à l'orientation de la torche à plasma (18) est au plus égale à la longueur naturelle du dard plasma (3).
4. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on oriente le tube d'admission (22) selon une direction sensiblement horizontale.
5. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les produits de la pyrolyse des déchets sont ensuite traités à haute température en conditions oxydantes.
6. Procédé conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que, avant le traitement en conditions oxydantes, on effectue un traitement pyrolytique complémentaire des produits de la pyrolyse des déchets au contact du dard plasma.
7. Procédé conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le traitement pyrolytique complémentaire est effectué à une température de l'ordre de 1200 à 16000C.
8. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on injecte une quantité réglable de fluide dans la chambre de pyrolyse (2), pour régler les conditions réactionnelles de la pyrolyse.
9. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on amène un débit régulier de déchets conditionnés au contact du dard plasma.
10. Installation pour détruire des déchets solides, comprenant des moyens de conditionnement (6, 7, 8) pour conditionner les déchets sous forme pâteuse, une torche à plasma (18), une chambre de pyrolyse (2) disposée pour recevoir le dard plasma (3) de la torche à plasma (18), et des moyens d'alimentation (12, 13, 14) installés entre les moyens de conditionnement-et la chambre de pyrolyse pour amener les déchets conditionnés au contact du dard plasma (3) dans la chambre de pyrolyse (2), de façon à réaliser une pyrolyse sensiblement instantanée des déchets dans la chambre de pyrolyse, caractérisée en ce qu'un tube d'admission (22) en matériau réfractaire est relié aux moyens d'alimentation et débouche dans la chambre de pyrolyse (2) transversalement à l'orientation de la torche à plasma (18), et en ce qu'un tube d'évacuation (24) s'étend sensiblement dans le prolongement du tube d'admission (22) au-delà de la chambre de pyrolyse (2).
11. Installation conforme à la revendication 10, caractérisée en ce que la torche à plasma (18) est du type à arc non transféré.
12. Installation conforme à l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que la dimension intérieure du tube d'admission (22) parallèlement à l'orientation de la torche à plasma (18) est au plus égale à la longueur naturelle du dard plasma (3).
13. Installation conforme à l'une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que la chambre de pyrolyse (2) comprend une cavité (27) située sensiblement dans l'axe de la torche à plasma (18), à l'opposé de celle-ci.
14. Installation conforme à l'une des revendications 10 à 13, caractérisée en ce que la chambre de pyrolyse (2) est formée à l'intersection des branches tubulaires (22, 23, 24, 25) d'un élément (21) en forme de croisillon dont une première branche (22) forme le tube d'admission, et dont une seconde branche (23), transversale à la première branche (22), reçoit la buse (19) de la torche à plasma (18).
15. Installation conforme à l'une des revendications 10 à 14, caractérisée en ce que les moyens de conditionnement comprennent deux cisailles (6, 7) disposées en série.
16. Installation conforme à l'une des revendications 10 à 15, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation comprennent des moyens de pompage (12) à au moins deux pistons (16).
17. Installation conforme à l'une des revendications 10 à 16, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation comprennent une vis sans fin (14) pénètrant dans le tube d'admission (22) sensiblement jusqu'à la chambre de pyrolyse (2).
18. Installation conforme à l'une des revendications 10 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre de post-combustion (51) située en aval de la chambre de pyrolyse (2) pour traiter les produits de la pyrolyse à haute température en conditions oxydantes
19. Installation conforme à la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle comprend un four (41) situé entre la chambre de pyrolyse (2) et la chambre de post-combustion (51) pour effectuer un traitement pyrolytique complémentaire des produits de la pyrolyse des déchets au contact du dard plasma.
20. Installation conforme à l'une des revendications 18 ou 19, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de trempe (56) installé en aval de la chambre de post-combustion (51) et un dispositif de lavage de fumées (58) installé en aval du dispositif de trempe (56).
21. Installation conforme à l'une des revendications 10 à 20, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (36) pour injecter une quantité réglable de fluide dans la chambre de pyrolyse (2).
22. Installation conforme à la revendication 21, caractérisée en ce que les moyens d'alimentation comprennent un conduit (31) relié au tube d'injection (22), et en ce que lesdits moyens pour injecter du fluide comprennent au moins une canalisation (36) formée dans la paroi (32, 33) de ce conduit (31).
FR9205280A 1992-04-29 1992-04-29 Procede et installation pour detruire des dechets solides par plasma. Expired - Fee Related FR2690733B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9205280A FR2690733B1 (fr) 1992-04-29 1992-04-29 Procede et installation pour detruire des dechets solides par plasma.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9205280A FR2690733B1 (fr) 1992-04-29 1992-04-29 Procede et installation pour detruire des dechets solides par plasma.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2690733A1 true FR2690733A1 (fr) 1993-11-05
FR2690733B1 FR2690733B1 (fr) 1994-07-29

Family

ID=9429366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9205280A Expired - Fee Related FR2690733B1 (fr) 1992-04-29 1992-04-29 Procede et installation pour detruire des dechets solides par plasma.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2690733B1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10962222B2 (en) * 2009-11-27 2021-03-30 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Device for thermal destruction of organic compounds by an induction plasma

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982000509A1 (fr) * 1980-07-25 1982-02-18 I Faeldt Procede et appareil de decomposition thermique de composes stables
GB2152949A (en) * 1984-01-23 1985-08-14 Pyrolysis Systems Inc A method and apparatus for the pyrolytic destruction of waste materials
EP0338927A1 (fr) * 1988-04-22 1989-10-25 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Procédé et dispositif pour la destruction de déchets chimiquement stables
EP0426926A1 (fr) * 1989-11-07 1991-05-15 Ring Oil Investment N.V. Procédé, four et installation pour la destruction de déchets industriels

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1982000509A1 (fr) * 1980-07-25 1982-02-18 I Faeldt Procede et appareil de decomposition thermique de composes stables
GB2152949A (en) * 1984-01-23 1985-08-14 Pyrolysis Systems Inc A method and apparatus for the pyrolytic destruction of waste materials
EP0338927A1 (fr) * 1988-04-22 1989-10-25 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Procédé et dispositif pour la destruction de déchets chimiquement stables
EP0426926A1 (fr) * 1989-11-07 1991-05-15 Ring Oil Investment N.V. Procédé, four et installation pour la destruction de déchets industriels

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10962222B2 (en) * 2009-11-27 2021-03-30 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Device for thermal destruction of organic compounds by an induction plasma

Also Published As

Publication number Publication date
FR2690733B1 (fr) 1994-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0338927B1 (fr) Procédé et dispositif pour la destruction de déchets chimiquement stables
EP0707558B1 (fr) Procede de traitement de residus de combustion et installation de mise en oeuvre dudit procede
EP1716365B1 (fr) Dispositif et procede de destruction de dechets liquides, pulverulents ou gazeux par plasma inductif
US5653183A (en) Pyrolytic waste treatment system
FR2635170A1 (fr) Appareil et procede pour la destruction des dechets par incineration ou pyrolyse
EP2504624B1 (fr) Procédé et dispositif de destruction thermique de composés organiques par un plasma d&#39;induction
EP0934489B1 (fr) Installation pour le traitement par thermolyse et pour la valorisation energetique des dechets
FR2740860A1 (fr) Bruleur a gaz enrichi en oxygene et procede de traitement de dechets utilisant ce bruleur
FR2858570A1 (fr) Procede pour la thermolyse et/ou le sechage de dechets organiques utilisant un four a billes
FR2746037A1 (fr) Procede de traitement par vitrification de dechets amiantiferes, notamment issus du batiment, et installation de mise en oeuvre dudit procede
CA2564820A1 (fr) Systeme et procede pour recycler thermiquement des dechets
US5868085A (en) Pyrolytic waste treatment system
FR2690733A1 (fr) Procédé et installation pour détruire des déchets solides par plasma.
EP0426926A1 (fr) Procédé, four et installation pour la destruction de déchets industriels
CA2338165A1 (fr) Procede d&#39;incineration d&#39;un corps et incinerateur permettant la mise en oeuvre dudit procede
EP1235889B1 (fr) Procede de gazeification de composes carbones
WO1993002322A1 (fr) Procede d&#39;incineration de dechets organiques
WO2002084178A1 (fr) Systeme et procede d&#39;incineration de matieres organiques, notamment de farines et graisses d&#39;origine animale
AU697161B2 (en) Pyrolytic waste treatment system
KR20190058407A (ko) 폐플라스틱의 완전 연소를 위한 전처리 물질 및 전처리 방법
FR2624258A1 (fr) Procede et installation pour l&#39;elimination par pyrolise de boues activees
EP0080760A1 (fr) Procédé de chauffage pour un four de cimenterie et installation pour le réaliser
FR2769319A1 (fr) Procede et dispositif de traitement et de valorisation en continu de residus organiques contenant des metaux lourds, notamment des residus de tannerie
FR2734343A1 (fr) Four rotatif de pyrolyse des dechets
EP0738855A1 (fr) Procédé de traitement par combustion de solides à faible pouvoir calorifique

Legal Events

Date Code Title Description
TP Transmission of property
CL Concession to grant licences
ST Notification of lapse