FR2700605A1 - Sludge or sediment injection into waste incinerator - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif d'injection de boues dans un incinérateur de déchets ménagers ou industriels en vue de leur destruction. The present invention relates to a device for injecting sludge into an incinerator of household or industrial waste with a view to destroying it.
On connaît de tels dispositifs comprenant au moins un injecteur traversant la paroi de la chambre de combustion de l'incinérateur de façon à déverser dans celle-ci des boudins de boue à incinérer. Such devices are known comprising at least one injector passing through the wall of the combustion chamber of the incinerator so as to pour therein strands of mud to be incinerated.
Ces dispositifs connus, en introduisant les boues dans une zone chaude de la chambre de combustion, ont pour inconvénient de créer une croûte de boue séchée autour de chaque injecteur en forme de tube et dont l'épaisseur augmente dans le temps jusqu'à obstruer chaque injecteur. These known devices, by introducing the sludge into a hot zone of the combustion chamber, have the drawback of creating a crust of dried mud around each injector in the form of a tube, the thickness of which increases over time until it clogs each injector.
De plus, les dispositifs connus nécessitent obligatoirement des moyens de refroidissement de chaque injecteur ainsi que des moyens de nettoyage automatique de l'injecteur afin d'éviter son obstruction. In addition, the known devices necessarily require means for cooling each injector as well as means for automatic cleaning of the injector in order to avoid its obstruction.
La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs d'injection connus. The object of the present invention is to eliminate the above drawbacks of the known injection devices.
A cet effet, l'invention propose un dispositif d'injection de boues dans un incinérateur de déchets ménagers ou industriels par l'intermédiaire d'au moins un injecteur et qui est caractérisé en ce que chaque injecteur est disposé dans une zone froide du circuit des déchets à incinérer en communication avec la chambre de combustion et est raccordé à un collecteur de distribution de plus grande section dans lequel les boues sont introduites à une pression déterminée. To this end, the invention provides a device for injecting sludge into an incinerator of household or industrial waste via at least one injector and which is characterized in that each injector is placed in a cold zone of the circuit waste to be incinerated in communication with the combustion chamber and is connected to a distribution manifold of larger section into which the sludge is introduced at a determined pressure.
Les injecteurs précités sont sensiblement parallèles et répartis régulièrement sur la zone froide suivant un pas ou intervalle déterminé d'au moins 50 mm et ont chacun une section de passage des boues d'au moins 3 cm2 de façon à diviser finement les boues et les répartir uniformément dans les déchets. The aforementioned injectors are substantially parallel and distributed regularly over the cold zone at a determined pitch or interval of at least 50 mm and each have a sludge passage section of at least 3 cm2 so as to finely divide the sludge and distribute it evenly in the waste.
De préférence, le pas précité est compris entre 50 mm et 200 mm et la section de chaque injecteur est comprise entre 3 et 7 cm2. Preferably, the aforementioned pitch is between 50 mm and 200 mm and the section of each injector is between 3 and 7 cm2.
La pression d'introduction des boues dans le collecteur de distribution est comprise entre environ 8 x 105 Pa et 30 x 105 Pa. The pressure for introducing the sludge into the distribution manifold is between approximately 8 x 105 Pa and 30 x 105 Pa.
Le rapport entre la section transversale du collecteur de distribution et la somme des sections des injecteurs est au moins supérieur à 1,5 et est compris entre 1,5 et 3. The ratio between the cross section of the distribution manifold and the sum of the sections of the injectors is at least greater than 1.5 and is between 1.5 and 3.
Chaque injecteur est constitué d"un tube sensiblement cylindrique fixé d'une part à une paroi de la zone froide par l'intermédiaire d'un manchon à bride qu'il traverse solidaire de la paroi de la zone froide et auquel le tube est fixé par une contre-bride et un garnissage du type presse-étoupe et d'autre part au collecteur de distribution par un piquage solidaire de ce collecteur. Each injector consists of a substantially cylindrical tube fixed on the one hand to a wall of the cold zone by means of a flange sleeve which it passes through integral with the wall of the cold zone and to which the tube is fixed. by a counter-flange and a packing of the cable gland type and on the other hand to the distribution manifold by a connection integral with this manifold.
Selon une variante de réalisation, la zone froide est constituée par la trémie d'alimentation des déchets. According to an alternative embodiment, the cold zone is constituted by the waste supply hopper.
Selon une autre variante de réalisation, la zone froide est constituée par la goulotte d'alimentation des déchets dans la chambre de combustion. According to another alternative embodiment, the cold zone is constituted by the waste feed chute in the combustion chamber.
Avantageusement, la goulotte comporte une cavité élargissant la section de la goulotte et dans laquelle les injecteurs déversent les boues et ayant un profil tel que les boues y rencontrent une faible résistance de pénétration dans la goulotte. Advantageously, the chute has a cavity widening the section of the chute and into which the injectors pour the sludge and having a profile such that the sludge encounters a low resistance to penetration into the chute.
Selon encore une autre variante de réalisation, la zone froide est constituée par une voûte située au-dessus de l'alimentateur en amont de la chambre de combustion. According to yet another alternative embodiment, the cold zone is constituted by a vault situated above the feeder upstream of the combustion chamber.
Dans la variante où les injecteurs déversent les boues dans la trémie ou la goulotte précitée, ceux-ci sont situés dans un même plan sensiblement horizontal ou formant un angle dièdre avec la paroi de la goulotte. In the variant where the injectors pour the sludge into the aforementioned hopper or chute, these are located in the same substantially horizontal plane or forming a dihedral angle with the wall of the chute.
Dans la variante où les injecteurs déversent les boues au-dessus de l'alimentateur, ceux-ci sont situés dans un même plan sensiblement perpendiculaire à la paroi de la voûte et au sens de circulation des déchets. In the variant where the injectors pour the sludge over the feeder, they are located in the same plane substantially perpendicular to the wall of the vault and to the direction of circulation of the waste.
Chaque injecteur a sa section circulaire allant en augmentant vers son extrémité pour faciliter l'écoulement des boues dans la zone froide. Each injector has its circular section increasing towards its end to facilitate the flow of sludge in the cold zone.
Le collecteur de distribution comporte un moyen, tel qu'une vanne, pour la vidange et le nettoyage du collecteur. The distribution manifold includes means, such as a valve, for emptying and cleaning the manifold.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique partielle d'un incinérateur de déchets muni à certains emplacements de dispositifs d'injection de boues conformes à l'invention;
- la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif d'injection de l'invention dans le plan II-II de la figure 1;
- la figure 3 est une vue en coupe dans le plan III-III de la figure 2 ; et
- la figure 4 est une vue schématique semblable à celle de figure 1 représentant un dispositif d'injection à un endroit particulier de la goulotte d'alimentation des déchets.The invention will be better understood and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating several modes. of the invention and in which:
- Figure 1 is a partial schematic view of a waste incinerator provided at certain locations with sludge injection devices according to the invention;
- Figure 2 is a sectional view of an injection device of the invention in the plane II-II of Figure 1;
- Figure 3 is a sectional view in the plane III-III of Figure 2; and
- Figure 4 is a schematic view similar to that of Figure 1 showing an injection device at a particular location of the waste feed chute.
L'incinérateur de déchets ménagers ou industriels représenté en figure 1 comprend, comme cela est connu en soi, une trémie 1 alimentant en déchets 2 une chambre de combustion 3 des déchets au travers d'une goulotte 4 communiquant avec la chambre 3 par une partie coudée de liaison 5 contenant un alimentateur 6. The household or industrial waste incinerator shown in FIG. 1 comprises, as is known per se, a hopper 1 supplying waste 2 to a combustion chamber 3 of the waste through a chute 4 communicating with the chamber 3 through a part connecting cubit 5 containing a feeder 6.
Un dispositif d'injection 7 a au moins un injecteur 8 qui permet d'introduire des boues dans la chambre de combustion 3 en vue de leur destruction. An injection device 7 has at least one injector 8 which makes it possible to introduce sludge into the combustion chamber 3 with a view to their destruction.
Selon l'invention, le dispositif d'injection est disposé dans une zone froide en communication avec la chambre de combustion 3 et donc en amont de la chambre de combustion 3. According to the invention, the injection device is arranged in a cold zone in communication with the combustion chamber 3 and therefore upstream from the combustion chamber 3.
Comme représenté, le dispositif d'injection 7 est raccordé, au choix, à la trémie 1, à la goulotte 4 ou à la voûte 9 de raccordement de la goulotte 4 à la chambre 3 et située au-dessus de l'alimentateur 6. As shown, the injection device 7 is connected, as desired, to the hopper 1, to the chute 4 or to the vault 9 for connection of the chute 4 to the chamber 3 and located above the feeder 6.
De préférence, le dispositif d'injection des boues est raccordé à la goulotte d'alimentation 4 dans le cas présent de section rectangulaire, le raccordement de ce dispositif à la voûte 9 n'étant possible qu'à condition que la température dans cette zone soit suffisamment basse, c'est-à-dire inférieure à 350"C ( la température dans cette zone dépendant du procédé d'incinération). Preferably, the sludge injection device is connected to the feed chute 4 in the present case of rectangular section, the connection of this device to the vault 9 being possible only on condition that the temperature in this zone is sufficiently low, that is to say less than 350 "C (the temperature in this zone depending on the incineration process).
L'essentiel est que l'injection des boues s'effectue dans une zone froide en amont de la chambre de combustion 3 pour les mélanger avec les déchets 2 en vue de leur combustion. De la sorte, les effets de la température de la chambre de combustion 3 sur l'encrassement, voir même l'obstruction des injecteurs 8 du dispositif d'injection 7 sont supprimés. De plus, les moyens de refroidissement et de nettoyage des injecteurs 8 habituellement utilisés sont supprimés, d'où une grande simplification par rapport aux dispositifs d'injection connus. The main thing is that the injection of the sludge takes place in a cold zone upstream of the combustion chamber 3 in order to mix them with the waste 2 with a view to their combustion. In this way, the effects of the temperature of the combustion chamber 3 on the fouling, or even the obstruction of the injectors 8 of the injection device 7 are eliminated. In addition, the means for cooling and cleaning the injectors 8 usually used are eliminated, which greatly simplifies compared to known injection devices.
Comme représenté en particulier aux figures 2 et 3, le dispositif d'injection 7 comprend un certain nombre d'injecteurs sensiblement parallèles 8, dans le cas présent au nombre de deux, raccordés à la paroi plane verticale 10 de la goulotte 4 en s'étendant dans un plan sensiblement horizontal et donc perpendiculaire à la paroi 10 et espacés les uns les autres d'un pas ou intervalle déterminé compris entre 50 mm et 200 mm avec le diamètre de chaque injecteur 8 comprise entre 20 mm et 30 mm. En pratique, il n'est pas recommandé de réduire le diamètre de chaque injecteur en dessous de 20 mm afin d'éviter le bouchage de chaque injecteur 8 par des corps étrangers, ni de réduire le pas des injecteurs 8 en dessous de 50 mm afin de limiter les réagglomérations ou recombinaisons des boudins de boue sortant des injecteurs 8. As shown in particular in FIGS. 2 and 3, the injection device 7 comprises a number of substantially parallel injectors 8, in this case two in number, connected to the vertical flat wall 10 of the chute 4 in s' extending in a substantially horizontal plane and therefore perpendicular to the wall 10 and spaced from each other by a determined pitch or interval between 50 mm and 200 mm with the diameter of each injector 8 between 20 mm and 30 mm. In practice, it is not recommended to reduce the diameter of each injector below 20 mm in order to avoid clogging of each injector 8 by foreign bodies, nor to reduce the pitch of the injectors 8 below 50 mm in order to limit the re-agglomerations or recombinations of the mud flanges leaving the injectors 8.
Le dispositif d'injection 7 comprend également un collecteur de distribution 1 1 de section circulaire ou carrée dans lequel les boues sont amenées sous pression par une tuyauterie, non représentée, au collecteur 11 et à une pompe également non représentée de mise sous pression des boues. La pression d'introduction des boues dans le collecteur de distribution 1 1 est comprise entre environ 8 x 105Pa (Pascals) et 30 x 105Pa. Le rapport entre la section transversale du collecteur 1 1 et la somme des sections de passage des boues des injecteurs 8 est au moins supérieur à 1,5 et en tout cas compris 1,5 et 3. Le fond du collecteur 1 1 opposé à l'entrée des boues sous pression comporte un orifice 12 communicant avec une vanne 13 pour la vidange et le nettoyage du collecteur 11.Ce fond peut être constitué par une plaque 14 fixée amoviblement au collecteur 1 1 par l'intermédiaire de vis de fixation (non représentées) et à laquelle est solidarisée la vanne 13. The injection device 7 also comprises a distribution manifold 1 1 of circular or square section in which the sludge is brought under pressure by a pipe, not shown, to the manifold 11 and to a also not shown pump for pressurizing the sludge . The pressure for introducing the sludge into the distribution manifold 1 1 is between approximately 8 × 105 Pa (Pascals) and 30 × 105 Pa. The ratio between the cross section of the collector 1 1 and the sum of the cross sections of the sludge from the injectors 8 is at least greater than 1.5 and in any case between 1.5 and 3. The bottom of the collector 1 1 opposite to entry of the pressurized sludge comprises an orifice 12 communicating with a valve 13 for emptying and cleaning the manifold 11. This bottom can be constituted by a plate 14 removably fixed to the manifold 1 1 by means of fixing screws (not shown) and to which the valve 13 is secured.
Chaque injecteur 8 est raccordé au collecteur de distribution 1 1 par l'intermédiaire d'un piquage 15 fixé, par soudage, au collecteur 11, de préférence à un endroit proche de la partie inférieure du collecteur 1 1 afin de ne pas laisser de boues au fond de celui-ci lors de l'opération de lavage ou de rinçage en fin d'utilisation. Chaque injecteur 8 est fixé au piquage correspondant 15 par deux brides 16 et des vis de fixation (non représentées).Chaque injecteur 8 présente la forme d'un tube sensiblement cylindrique dont l'extrémité opposée au collecteur 11 traverse la paroi 10 de la goulotte 4 en pénétrant dans un manchon 17 solidaire, par soudage, de la paroi 10, et comportant une bride 18 à laquelle le tube de l'injecteur 8 est fixé par l'intermédiaire d'une contre-bride 19 et d'un garnissage 20 du type presse-étoupe qui assure l'étanchéité. La section circulaire du tube de l'injecteur 8 peut aller en augmentant vers la paroi 10 afin de faciliter l'écoulement des boues à travers l'injecteur 8. La référence 21 désigne une paroi parallèle à la paroi 10 de la goulotte 4 définissant avec cette dernière une chemise d'eau de refroidissement dans le cas où la goulotte 4 est du type devant être refroidie. Dans ce cas, les manchons 17 à brides 18 sont fixés aux parois 10 et 21 par soudage comme représenté aux figures 2 et 3. Each injector 8 is connected to the distribution manifold 1 1 by means of a nozzle 15 fixed, by welding, to the manifold 11, preferably at a location close to the lower part of the manifold 1 1 so as not to leave sludge at the bottom of it during the washing or rinsing operation at the end of use. Each injector 8 is fixed to the corresponding nozzle 15 by two flanges 16 and fixing screws (not shown). Each injector 8 has the shape of a substantially cylindrical tube whose end opposite to the manifold 11 crosses the wall 10 of the chute 4 by entering a sleeve 17 secured, by welding, to the wall 10, and comprising a flange 18 to which the injector tube 8 is fixed by means of a counter-flange 19 and a lining 20 of the cable gland type which ensures sealing. The circular section of the tube of the injector 8 can increase towards the wall 10 in order to facilitate the flow of the sludge through the injector 8. The reference 21 designates a wall parallel to the wall 10 of the chute 4 defining with the latter a cooling water jacket in the case where the chute 4 is of the type to be cooled. In this case, the sleeves 17 with flanges 18 are fixed to the walls 10 and 21 by welding as shown in FIGS. 2 and 3.
En prévoyant un diamètre de tube de chaque injecteur 8 ainsi qu'un pas des injecteurs 8 relativement réduits et avec une pression suffisante d'amenée des boues dans le collecteur de distribution 1 1 pour les faire passer dans les tubes de petit diamètre des injecteurs 8, les boues sont divisées le plus finement possible et réparties uniformément dans les déchets 2. By providing a tube diameter of each injector 8 and a relatively small pitch of the injectors 8 and with sufficient pressure to feed the sludge into the distribution manifold 1 1 to pass them through the small diameter tubes of the injectors 8 , the sludge is divided as finely as possible and evenly distributed in the waste 2.
L'effet technique ci-dessus est également obtenu en fixant les injecteurs 8 à la partie supérieure de la paroi plane définissant la trémie 1 par les mêmes moyens fixant les injecteurs à la paroi plane de la goulotte 4. Ainsi, les injecteurs 8 sont fixés à la paroi de la trémie 1 en étant situés dans un plan sensiblement horizontal perpendiculaire à cette paroi au moyen des manchons 17 àbrides 18 mentionnés ci-dessus. The above technical effect is also obtained by fixing the injectors 8 to the upper part of the flat wall defining the hopper 1 by the same means fixing the injectors to the flat wall of the chute 4. Thus, the injectors 8 are fixed to the wall of the hopper 1 while being situated in a substantially horizontal plane perpendicular to this wall by means of the sleeves 17 with flanges 18 mentioned above.
Selon une variante de réalisation représentée à la figure 4, la goulotte 4 comporte une paroi 1 0a définissant une section plus grande que celle définie par la paroi 10 de façon à créer une cavité facilitant l'introduction des boues dans la goulotte 4 car à cet endroit, la cavité réduit localement la pression des déchets sur les parois de la goulotte. De la sorte, les boues rencontrent une résistance moindre, voire nulle, en pénétrant dans la goulotte 4 à cet endroit. Les injecteurs 8 sont fixés à la portion de paroi de liaison entre les parois 10 et 1 0a par des moyens identiques à ceux représentés à la figure 3 et sont situés dans un même plan formant un angle dièdre avec la paroi 10 de la goulotte 4. Les extrémités des injecteurs 8 sont situées sur une droite perpendiculaire au sens de circulation des déchets. According to an alternative embodiment shown in Figure 4, the chute 4 has a wall 1 0a defining a larger section than that defined by the wall 10 so as to create a cavity facilitating the introduction of sludge into the chute 4 because at this location, the cavity locally reduces the waste pressure on the walls of the chute. In this way, the sludge encounters less, or even zero, resistance when entering the chute 4 at this location. The injectors 8 are fixed to the connecting wall portion between the walls 10 and 10a by means identical to those shown in FIG. 3 and are located in the same plane forming a dihedral angle with the wall 10 of the chute 4. The ends of the injectors 8 are located on a straight line perpendicular to the direction of circulation of the waste.
Dans la variante selon laquelle les injecteurs 8 déversent des boues dans les déchets 2 au-dessus de l'alimentateur 6, ceux-ci sont solidarisés à la voûte 9 par des moyens identiques à ceux représentés en figure 3 et sont situés également dans un même plan sensiblement perpendiculaire à la paroi de la voûte 9 et au sens de circulation des déchets 2 vers la chambre de combustion 3. In the variant according to which the injectors 8 pour sludge into the waste 2 above the feeder 6, these are secured to the roof 9 by means identical to those shown in FIG. 3 and are also located in the same plane substantially perpendicular to the wall of the roof 9 and to the direction of circulation of the waste 2 towards the combustion chamber 3.
L'arrivée des boues dans le collecteur 1 1 peut s'effectuer à une extrémité de celui-ci s'il n'est pas d'une longueur trop importante (par exemple une longueur inférieure à 1500 mm) ou au milieu du collecteur 1 1 si sa longueur est relativement importante (supérieure à 1500 mm), la vitesse des boues dans le collecteur 11 étant toujours inférieure à la vitesse de la boue dans les injecteurs 8, par exemple une vitesse de moitié ou du tiers de la vitesse des boues dans les injecteurs
L'introduction des boues dans les déchets 2 dans une zone froide en amont de la chambre à combustion de l'incinérateur permet ainsi d'éviter la formation de croûtes sur le boudin de boue sortant de chaque injecteur et donc ltobtruction des injecteurs. The arrival of the sludge in the collector 1 1 can take place at one end of the latter if it is not of too great a length (for example a length less than 1500 mm) or in the middle of the collector 1 1 if its length is relatively large (greater than 1500 mm), the speed of the sludge in the collector 11 always being less than the speed of the sludge in the injectors 8, for example a speed of half or a third of the speed of the sludge in the injectors
The introduction of the sludge into the waste 2 in a cold zone upstream of the combustion chamber of the incinerator thus makes it possible to avoid the formation of crusts on the mud flange leaving each injector and therefore the obstruction of the injectors.
Claims (14)
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Also Published As
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