FR2711077A1 - Procédé de vitrification de déchets, et four de vitrification. - Google Patents

Procédé de vitrification de déchets, et four de vitrification. Download PDF

Info

Publication number
FR2711077A1
FR2711077A1 FR9312063A FR9312063A FR2711077A1 FR 2711077 A1 FR2711077 A1 FR 2711077A1 FR 9312063 A FR9312063 A FR 9312063A FR 9312063 A FR9312063 A FR 9312063A FR 2711077 A1 FR2711077 A1 FR 2711077A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
bath
oven
waste
enclosure
wall element
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
FR9312063A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2711077B1 (fr
Inventor
Pantel Daniel
Martenot Michel
Najem Fadi
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.)
DELOT INT FOURS
Original Assignee
DELOT INT FOURS
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 DELOT INT FOURS filed Critical DELOT INT FOURS
Priority to FR9312063A priority Critical patent/FR2711077B1/fr
Publication of FR2711077A1 publication Critical patent/FR2711077A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2711077B1 publication Critical patent/FR2711077B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/26—Outlets, e.g. drains, siphons; Overflows, e.g. for supplying the float tank, tweels
    • C03B5/265—Overflows; Lips; Tweels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/20—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
    • B09B3/25—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
    • B09B3/29—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix involving a melting or softening step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B1/00—Preparing the batches
    • C03B1/02—Compacting the glass batches, e.g. pelletising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B3/00—Charging the melting furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/005—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture of glass-forming waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/04—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in tank furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/26—Outlets, e.g. drains, siphons; Overflows, e.g. for supplying the float tank, tweels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de vitrification de déchets renfermant des constituants volatils et notamment des métaux lourds, le procédé comprenant la fusion des déchets solides dans l'enceinte (1) d'un four (F) pourvu d'au moins un brûleur (B1, B2), pour former un bain de verre, la coulée du verre fondu par un ouvreau (13) et le traitement des gaz chauds (G) ou fumées avant rejet dans l'atmosphère. Selon le procédé, on ajuste conjointement le volume, la viscosité et la turbulence du bain (V) ainsi que la cinétique des flux de matière dans l'enceinte (1) du four (F) pour réaliser au moins l'une des deux opérations consistant à piéger de façon quasiment complète la fraction inorganique, et notamment les métaux lourds dans le bain (V) ou à séparer de manière sélective au moins certains constituants volatils. L'invention concerne également un four de vitrification mettant en œuvre un tel procédé.

Description

Procédé de vitrification de déchets, et four de vitrification.
La présente invention concerne un procédé de vitrification de déchets ainsi qu'un four de vitrification.
Plus particulièrement, le procédé de l'invention s'intéresse aux déchets inorganiques renfermant des constituants volatils et notamment, des métaux lourds.
I1 existe déjà des procédés de vitrification de déchets de diverses natures qui consistent d'une part à introduire des déchets solides dans un four pour former un bain de verre et d'autre part à effectuer la coulée du verre fondu et le traitement des gaz chauds ou fumées avant rejet dans l'atmosphère.
Cependant, les fours utilisés ne permettent pas d'ajuster le niveau, la viscosité et la turbulence du bain de verre fondu ni le coefficient de partage entre la phase gazeuse constituée des fumées et d'éléments volatils et la phase liquide constituée du bain de verre fondu.
Par conséquent, il est difficile de contrôler l'homogénéité du bain et donc la qualité du verre formé à partir de déchets hétérogènes de nature et de composition très diverses.
De plus, la structure des fours traditionnels est étroitement liée aux caractéristiques spécifiques des déchets qu'ils sont destinés à traiter et ils ne peuvent être utilisés de manière efficace pour d'autres déchets.
I1 en résulte des coûts excessifs.
La présente invention a pour but de résoudre les problèmes techniques précédents de manière satisfaisante.
Ce but est atteint au moyen d'un procédé de vitrification de déchets renfermant des constituants volatils et notamment des métaux lourds, le procédé comprenant la fusion desdits déchets solides dans l'enceinte d'un four pourvu au moins d'un brûleur pour former un bain de verre, la coulée du verre fondu par un ouvreau et le traitement des gaz chauds ou fumées avant rejet dans l'atmosphère, caractérisé en ce qu'on ajuste conjointement le volume, la viscosité et la turbulence du bain ainsi que la cinétique des flux de matière dans l'enceinte du four pour réaliser au moins l'une des deux opérations consistant à piéger de façon quasiment complète la fraction inorganique et notamment les métaux lourds, dans le bain ou à séparer de manière sélective au moins certains constituants volatils.
Selon une première variante avantageuse on ajuste le volume du bain en fixant au préalable la position de l'ouvreau de coulée.
Selon une seconde variante, on ajuste le volume du bain en y disposant un élément de paroi formant déversoir.
Selon une caractéristique avantageuse, on choisit la cinétique des flux de gaz chauds ou fumées selon les constituants que l'on souhaite piéger en déterminant au préalable les dimensions du passage libre audessus du bain.
Selon une autre variante, on ajuste la viscosité du bain par modification de la température interne du four en agissant sur les brûleurs.
Selon encore une autre variante, on ajuste la viscosité ou la qualité du bain par ajout d'additifs spécifiques.
Selon une autre caractéristique, on ajuste la turbulence du bain en immergeant au moins un élément de paroi formant chicane dont la position, le profil et les dimensions sont déterminées au préalable en fonction de l'écoulement recherché.
Selon une première variante on délimite le passage libre audessus du bain par positionnement du bord inférieur d'un élément de paroi verticale.
Selon des variantes, on effectue une coulée verticale ou bien on effectue une coulée horizontale ou inclinée.
Selon des modes complémentaires, on effectue en outre un refroidissement brutal des gaz chauds ou fumées à la sortie du four et un recyclage d'au moins une partie des poussières préalablement séparées desdites fumées refroidies pour capter la fraction restante des métaux lourds et dépoussiérer les fumées.
Le refroidissement des fumées est par exemple effectué par injection d'air.
En fonction de la composition des fumées, on peut également effectuer une séparation complémentaire du mercure par absorption ou des composés acides par lavage.
Un autre objet de l'invention est un four de vitrification de déchets comprenant une enceinte destinée à contenir un bain de verre mis en fusion par au moins un brûleur, ladite enceinte étant pourvue d'au moins une entrée de déchets, d'au moins une sortie de gaz chauds ou fumées et d'au moins un ouvreau de coulée caractérisé en qu'il comporte au moins un élément de paroi verticale interne destiné à modifier la cinétique des flux de matière à l'intérieur de I'enceinte.
Selon une première caractéristique avantageuse, l'enceinte comporte un fond incliné selon deux directions respectivement longitudinale et transversale de telle sorte que l'ouvreau de coulée se trouve au point le plus bas.
Selon une seconde caractéristique, ledit élément de paroi est interrompu pour délimiter au-dessus de la surface libre du bain un passage pour les gaz chauds dont les dimensions sont prédéterminées.
Selon une autre caractéristique, ledit élément de paroi comporte au moins une lumière pour le passage des gaz chauds et/ou du verre fondu.
Selon un premier mode de réalisation le four comporte au moins deux éléments de paroi au moins partiellement en regard, délimitant entre eux une chicane de perturbation du flux de gaz et/ou de verre fondu.
Selon une variante, ledit élément de paroi est immergé dans le bain de façon à ce que son bord supérieur forme un déversoir pour le verre fondu.
Selon un autre mode de réalisation, le four comporte deux brûleurs disposés dans l'enceinte. De préférence les deux brûleurs sont des brûleurs oxygaz permettant d'obtenir des températures de bain d'au moins 1300' C.
Selon une autre caractéristique avantageuse le nombre, la position et les dimensions des éléments de paroi sont déterminés en fonction des valeurs attribuées aux paramètres de turbulence et/ou de volume du bain et/ou de coefficient de partage de certains constituants entre la phase gazeuse et la phase liquide constituée du bain de verre fondu.
Selon une autre variante, le four comporte deux orifices d'entrée des déchets dont l'un au moins débouche dans une zone dépourvue de turbulence pour l'introduction des déchets les plus légers, tels que des cendres volantes.
Il est également prévu que ledit ouvreau de coulée et/ou ledit élément de paroi sont démontables et interchangeables au moins partiellement.
Selon une autre variante avantageuse, le four comporte des moyens d'alimentation en déchets associés à des moyens de conditionnement et de compactage desdits déchets préalablement à leur introduction dans l'enceinte.
Le procédé et le four de l'invention permettent de traiter par fusion et vitrification des déchets solides de nature et de composition différentes et, plus particulièrement, des déchets ayant une fraction inorganique élevée et de proportions variables.
Le procédé de l'invention permet d'obtenir un verre inerte, stable, non polluant, et débarrassé des matières organiques ainsi que des r w w o fumées épurées.
Il permet de privilégier en fonction du type de déchets à traiter, soit le piégeage le plus complet possible de la fraction inorganique et notamment des métaux lourds dans le bain, soit un piégeage plus sélectif et la séparation d'au moins certains constituants volatils.
La souplesse du procédé est particulièrement avantageuse, compte-tenu de la variété des déchets susceptibles d'être traités, de l'évolution des normes relatives à l'environnement, des coûts et des possibilités de stockage et de mise en décharge.
Le caractère modulable du four de l'invention permet une adaptation rapide de l'unité de vitrification existante en fonction du nouveau type de déchets à traiter, sans qu'il soit nécessaire de construire une nouvelle installation.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre accompagnée des dessins sur lesquels:
la figure 1 représente une vue schématique générale du procédé de vitrification,
la figure 2 représente une vue en coupe partielle d'un premier mode de réalisation du four de l'invention,
la figure 3 représente une vue en coupe partielle d'un second mode de réalisation du four de l'invention,
la figure 4 représente une vue en coupe partielle d'un troisième mode de réalisation du four de l'invention,
la figure 5 représente une vue en coupe partielle d'un quatrième mode de réalisation du four de l'invention,
la figure 6 représente une vue en coupe partielle selon A-A du four de la figure 2,
la figure 7 représente une vue en coupe partielle selon B-B du four de la figure 2,
la figure 8 représente une vue en coupe partielle selon C-C du four de la figure 3,
les figures 9a, 9b, et 9c représentent des vues partielles de face de l'ouvreau de coulée,
les figures 10a et 10b montrent, suivant deux coupes perpendiculaires, les moyens de compactage et de conditionnement des déchets en amont du four (déchets fins, cendres volantes),
la figure 11 représente un schéma du procédé de traitement des fumées.
Le dispositif représenté de manière schématique sur la figure 1 est destiné au traitement des déchets renfermant notamment des métaux lourds toxiques et des constituants volatils polluants, et contenant également des produits organiques. Ce dispositif comprend un premier four f qui peut être statique ou rotatif, horizontal ou vertical et dans lequel les déchets D solides et grossiers sont incinérés et débarrassés de la fraction la plus importante des matières organiques. Les mâchefers obtenus M sont ensuite introduits dans le four de vitrification F, où les matières inorganiques vont être mises en fusion pour former un verre fondu V.
Les déchets fins et légers d, notamment les cendres volantes CV, ainsi que divers additifs sont éventuellement traités et préparés par ailleurs puis introduits séparément dans le four de vitrification F. La fusion des mâchefers M et des cendres volantes CV est effectuée dans le four de vitrification F en ambiance oxydante contrôlée De ce fait, les imbrûlés contenus dans les mâchefers M et les centres volantes CV sont éliminés et ne se retrouveront pas dans le verre formé.
La fusion en ambiance oxydante contrôlée permet de traiter les cendres volantes avec ou sans mâchefers.
Les gaz chauds ou fumées G s'échappent du four de vitrification
F soit par l'orifice d'entrée des mâchefers M soit par un orifice de sortie indépendant et sont récupérés par une unité de traitement T comportant éventuellement une chambre de postcombustion avant d'être rejetés dans l'atmosphère. L'unité de traitement T est propre au four de vitrification F ou commune avec le premier four f.
Pour des applications particulières, compte tenu de la nature de certains déchets, il peut être opportun d'entraîner le maximum de métaux lourds et de produits volatils dans le courant gazeux G afin d'obtenir un verre de meilleure qualité.
Dans ce cas, les produits fins sont introduits directement dans le premier four f. Le temps de séjour, le chauffage, le contact des déchets légers dans le courant gazeux G et, par voie de conséquence, le taux de vaporisation sont ainsi augmentés, ce qui réduit la concentration des constituants volatils ou gênants dans le courant de verre fondu V.
Le verre fondu V est ensuite coulé, conditionné et calibré pour former des lingots, briques, pavés ou des granulés......
Le procédé de l'invention permet d'agir sur la qualité du verre formé en agissant sur différents paramètres.
Ainsi, dans le cas où l'on ne prend en considération que les métaux lourds on ajuste conjointement le volume, la viscosité et la turbulence du bain de verre fondu V, ainsi que la cinétique des flux de matière, comprenant les gaz chauds ou fumées G, dans l'enceinte du four F pour réaliser, en fonction du type de déchets à traiter, soit le piégeage quasiment complet de la fraction inorganique, notamment des métaux lourds, dans le bain, soit un piégeage plus sélectif et la séparation d'au moins certains constituants volatils.
Dans le cas où l'on prend en considération la totalité des produits constituant le bain, tels que silice, alumine, sels de calcium, de sodium ou de potassium, oxydes métalliques, métaux lourds ou additifs éventuels, on ajuste conjointement le volume, la viscosité et la turbulence du bain V, ainsi que la cinétique des flux de matière, comprenant les gaz chauds ou fumées G, dans l'enceinte du four F pour réaliser le piégeage d'au moins 90 % des métaux lourds et des composés inorganiques non volatils dans le bain V et la séparation sélective d'au moins certains constituants volatils.
En agissant sur le volume du bain, on modifie le temps de séjour des déchets dans le verre fondu V et on favorise ainsi la séparation entre la phase légère riche en sels et la phase lourde riche en métaux.
La figure 2 représente une vue en coupe d'un mode de réalisation du four F de l'invention.
Le four F reçoit des mâchefers M provenant du premier four f et des déchets fins et légers (cendres volantes CV) qui sont éventuellement introduits séparément.
L'orifice d'introduction des déchets fins débouche de préférence, dans une zone du four F où les turbulences sont nulles ou minimales.
Le four F comprend une enceinte 1 destinée à contenir un bain de verre V mis en fusion par au moins un et de préférence deux brûleurs
B1, B2. L'enceinte 1 possède deux entrées 11, 12 de déchets et un ouvreau de coulée 13. L'orifice d'entrée il qui est le plus large est réservé aux déchets grossiers (mâchefers M).
Sur la figure 2, la sortie des gaz chauds et fumées G se fait par l'orifice d'entrée 11 des déchets grossiers.
L'enceinte 1 comporte un élément de paroi interne 10 s'étendant verticalement depuis la voûte 16 entre les orifices d'entrée 11, 12.
L'élément de paroi 10 est destiné à modifier la cinétique (parcours et vitesse) des flux de matière à l'intérieur de l'enceinte 1.
Sur la figure 2, seuls les flux de gaz chauds G sont modifiés par la présence de l'élément de paroi 10 puisque ce dernier est interrompu vers le bas, avant d'atteindre le niveau de la surface libre du bain de verre V.
L'interruption de l'élément de paroi 10 délimite aussi un passage 100 pour les gaz chauds entre son bord inférieur et la surface du bain.
Cest donc le positionnement du bord inférieur de l'élément de paroi 10 qui délimite le passage 100.
Dans ces conditions, les courants de gaz chauds G turbulents peuvent circuler dans l'enceinte 1 au-dessus du bain V de part et d'autre de l'élément de paroi 10. Le fond ou sol 14 de l'enceinte 1 est incliné selon deux directions perpendiculaires respectivement longitudinale et transversale, de telle sorte que l'ouvreau de coulée 13 se trouve au point le plus bas. L'ouvreau 13 est prévu dans les parois latérales de l'enceinte 1 de façon à permettre une coulée horizontale ou inclinée.
L'enceinte 1 du four représenté sur la figure 3 comporte un orifice d'entrée 1 1 des déchets (grossiers et fins) et un orifice de sortie 15 des gaz chauds G et fumées.
L'enceinte 1 comporte également deux brûleurs B1, B2, un élément de paroi interne 110 et un ouvreau 13 qui permet une coulée inclinée. L'élément de paroi 110 s'étend verticalement depuis la voûte 16 jusqu'au fond 14 de l'enceinte 1, entre les orifices d'entrée 11 et de sortie 15 en délimitant ainsi deux compartiments la, lb. Cet élément de paroi 110 comporte des lumières 101, 102 destinées respectivement au passage des gaz chauds G et à celui du verre fondu V du compartiment amont la au compartiment aval lb dans le sens des flux de matière.
La lumière 101 pour les gaz chauds G est située au-dessus du niveau de la surface libre du bain tandis que la lumière 102 pour le verre fondu V est située en-dessous.
Les lumières 101, 102 constituent des étranglements ou des chicanes pour les flux de matière (gaz chauds G, fumées et/ou verre fondu V) dont la position, le profil et les dimensions sont déterminés en fonction du régime d'écoulement et des cinétiques recherchés. On peut ainsi établir des turbulences dans les compartiments la, lb tant pour le flux de verre fondu V que pour les flux gazeux G ce qui améliore l'homogénéité de phases liquide et gazeuse.
Le four F représenté sur la figure 4 possède une enceinte 1 divisée en trois compartiments la, lb, lc au moyen de deux éléments de paroi 110a, 110b. La distance séparant les éléments de paroi 110a et 110b correspond donc à la largeur du compartiment central lb.
Chacun des éléments de paroi 110a, 110b comporte deux lumières 101 a, 102a, 101b, 102b dont l'une 102a, 102b est située sous la surface du bain V tandis que l'autre 101 a, 101b est située au-dessus du bain.
Les lumières immergées 102a, 102b sont ici placées dans l'alignement l'une de l'autre mais pourraient éventuellement être décalées. Les lumières 101 a, 101b sont décalées pour perturber les flux gazeux et augmenter les phénomènes de turbulence interne.
Le four F représenté sur la figure 5 possède une enceinte 1 à l'intérieur de laquelle sont prévus trois éléments de paroi 10a, 10b, 10c s'étendant verticalement et parallèlement entre eux.
L'élément de paroi 10a fait saillie sensiblement à mi-hauteur dans l'enceinte 1 à partir de la voûte 16.
Il en est de même de l'élément de paroi 10c.
L'élément de paroi central 10b est disposé à mi-distance entre les éléments de parois 10a et 10c. Le bord supérieur de l'élément de paroi 10b est situé à distance de la voûte 16 de façon à former une chicane pour les flux gazeux G, entre les trois éléments de parois.
Le bord inférieur de l'élément de paroi central 10b plonge légèrement dans le bain de verre V sans rejoindre le fond 14 de l'enceinte 1 et crée ainsi des turbulences dans le verre fondu V. Dans ces conditions, le passage libre défini dans le bain par cet élément de paroi 10b fait toute la largeur de l'enceinte 1. L'ouvreau 13 est réalisé de façon à produire une coulée verticale du verre. A cet effet, un élément de paroi 120 formant déversoir est disposé sur le fond 14 immédiatement en amont de l'ouvreau 13. La hauteur de l'élément de paroi 120 détermine ainsi un volume maximum pour le bain V.
Dans les modes de réalisation des figures 2 à 5, les profils des passages libres 100 et des lumières 101, 102, 101 a, 102a, 101b, 102b sont à bord sensiblement rectilignes.
Dans le mode réalisation de la figure 2 représenté en coupe transversale A-A sur la figure 6, le passage libre 100 qui est délimité vers le bas par le fond ou sol 14 incliné selon une direction X d'un angle a et vers le haut par le bord inférieur de l'élément de paroi 10, a un profil courbe. Ce passage 100 est restreint latéralement par des avancées 17, 18 de la paroi latérale du four F.
La figure 7 est une autre coupe transversale B-B du four des figures 2 et 6 dans laquelle sont représentés le fond ou sol 14 incliné d'un angle '3selon une direction Y et l'ouvreau de coulée 13.
La figure 8 est une vue en coupe selon C-C du four de la figure 3. La coupe est effectuée au niveau de l'élément de paroi 110 et montre la lumière supérieure 101 pour le passage des flux gazeux G et la lumière inférieure 102, pour l'écoulement de verre fondu V.
L'élément de paroi est ici réalisé en deux parties séparables et démontables 110' et 110".
Les figures 9a à 9c représentent diverses positions d'un même ouvreau de coulée 13. Sur la figure 9a, l'orifice de coulée 130 est excentré et déplacé vers le bas pour constituer un bain de verre fondu V de niveau bas et donc de faible volume. Sur la figure 9b, l'orifice de coulée 130 est placé à mi-diamètre sur l'ouvreau 13 ce qui correspond à un niveau et un volume moyen du bain V. Sur la figure 9c, l'orifice 130 est en position haute ce qui correspond à un volume maximum du bain
V.
Le passage d'une position à une autre peut être effectué par démontage de l'ouvreau 13 puis remontage du même ouvreau ou d'un autre ouvreau dans une nouvelle position.
Selon un autre mode de réalisation, l'ouvreau est monté mobile en rotation et peut être réglé en position sans qu'il soit nécessaire d'arrêter complètement le four F.
La figure 10a représente, en coupe verticale, les moyens de conditionnement et de compactage des déchets fins préalablement à leur introduction dans le four de vitrification F.
Ces moyens de conditionnement et de compactage comportent une chambre de remplissage 140 reliée à une trémie d'alimentation 142 par une ouverture 141.
Les déchets fins tels que des cendres volantes CV et d'éventuels additifs A destinés à améliorer la tenue mécanique des cendres volantes ou la qualité de verre obtenu, sont introduits par la trémie 142 dans la chambre 140.
Dans la position de remplissage illustrée par la figure 10a, cette chambre est délimitée par une paroi interne 146 d'un corps creux 148 et, latéralement, par les extrémités en regard de deux pistons P1 et P2 mobiles dans ledit corps creux 148. Les pistons Pl et P2 sont respectivement commandés par les vérins V1 et V2. Dans la position de remplissage, les pistons P1 et P2 sont placés de telle sorte que l'ouverture 141 débouche dans la chambre 140, tandis qu'une fenêtre d'éjection 150 est masquée par le piston P2.
La figure 10b représente les moyens de conditionnement et de compactage en coupe horizontale et juste avant l'éjection d'une pastille
P formée à partir des déchets fins.
Le procédé mettant en oeuvre ces moyens comprend donc une première phase d'alimentation de la chambre de remplissage en déchets fins, illustrée par la figure 10a. Cette première phase se poursuit jusqu'à ce que ladite chambre 140 soit remplie.
Vient ensuite une seconde phase dans laquelle le piston P1 est déplacé par le vérin V1 vers le piston P2 qui reste fixe. L'ensemble
V1,P1 constitue alors un système actif tandis que l'ensemble V2,P2 est un système passif. Durant cette phase, le piston P1 vient boucher l'ouverture 141 et le volume de déchets fins remplissant initialement la chambre 140 se trouve compacté jusqu'à former une pastille P.
La troisième phase est une phase de translation de la pastille P par déplacement simultané et dans le même sens des pistons P1 et P2 jusqu'à ce que ladite pastille P se trouve en regard de la fenêtre d'éjection 150. Ce déplacement simultané peut être obtenu par le montage en tiroir des pistons P1 et P2, reliés par des tiges 149 à travers le corps creux 148.
L'éjection de la pastille P et son introduction dans le four de vitrification F se déroulent pendant la quatrième phase. Comme on le voit sur la figure 10b, un poussoir P3 susceptible d'être actionné par un vérin V3 est placé sur la paroi du corps creux 148 dans une position diamétralement opposée à la fenêtre d'éjection 150, de telle sorte que la pastille P se trouve entre l'extrémité active du poussoir P3, calibrée à la forme de la pastille P, et la dite fenêtre 150.
La course du poussoir P3 actionné par le vérin V3 vers l'intérieur du corps creux 148, décolle la pastille P des extrémités en regard des pistons P1 et P2 et l'introduit dans un canal 152 d'introduction dans le four de vitrification F.
Le canal 152 représenté à la figure 10b peut être coudé et déboucher verticalement dans le four F. L'introduction de la pastille P jusque dans le four F peut se faire par gravité, une fois ladite pastille P décollée des pistons P1 et P2.
Suivant la qualité des cendres volantes, on peut régler le volume de la chambre de remplissage 140, l'épaisseur de la pastille P et la pression de compactage en jouant sur les courses de V1 et V2 et les dimensions de P1 et P2.
Le remplissage de la trémie 142 est contrôlé par des détecteurs de niveau (non représentés).
La capacité peut être optimisée par variation (manuelle ou automatique) de la fréquence des cycles de travail des vérins V1, V2 et
V3.
La figure 1 1 représente un schéma de traitement des gaz chauds et fumées G après le four de vitrification F dans une unité T (voir figure 1).
Les gaz chauds G (environ 1600. C) provenant du four F sont refroidis brutalement par dilution d'air (complétée éventuellement par un échangeur de chaleur 2, une injection d'eau et d'additifs).
Les poussières les plus grosses sont récupérées dans un cyclone 3 qui assure également un mélange efficace de l'air et des gaz, ainsi que la protection du filtre à manches 4 situé en aval. Une fraction des poussières récupérées, refroidie par l'air de transport à 15. C est recyclée au moyen d'un ventilateur 5 en amont du cyclone 3. Ces poussières forment des noyaux froids susceptibles de favoriser avantageusement le phénomène d'agglomération avec les poussières plus chaudes, et notamment les métaux lourds et les produits volatils.
Les gaz venant du cyclone 3, refroidis par dilution complémentaire avec une injection d'air à 15.C sont dépoussiérés dans le filtre à manches 4 qui capte les poussières les plus fines. Une partie des poussières captées dans ce filtre, refroidie par l'air de transport (éventuellement additionné d'une partie des gaz chauds prélevés en aval du filtre afin d'éviter de descendre en-dessous du point de rosée tout en conservant un débit suffisant d'air de transport des poussières), est recyclée en amont du filtre. La "croûte" qui se dépose à la surface du média filtrant améliore le rendement sur les produits ultrafins et volatils.
Selon une variante de mise en oeuvre, on effectue dans une unité 6 un traitement secondaire des poussières récupérées pour séparer par extraction la fraction soluble (sels) de la fraction insoluble (métaux lourds).
Selon une autre variante complémentaire on effectue dans une unité 7 située en aval du filtre 4, le piégeage du mercure par absorption ou d'autres composés polluants (HCl, SO2..) par lavage et traitement spécifique approprié à la nature des fumées avant rejet dans l'atmosphère par la cheminé= 8.

Claims (29)

REVENDICATIONS
1. Procédé de vitrification de déchets renfermant des constituants volatils et notamment des métaux lourds, le procédé comprenant la fusion des déchets solides dans l'enceinte (1) d'un four (F) pourvu d'au moins un brûleur (B1,B2), pour former un bain de verre, la coulée du verre fondu par un ouvreau (13) et le traitement des gaz chauds (G) ou fumées avant rejet dans l'atmosphère,
caractérisé en ce qu'on ajuste conjointement le volume, la viscosité et la turbulence du bain (V) ainsi que la cinétique des flux de matière dans l'enceinte (1) du four (F) pour réaliser au moins l'une des deux opérations consistant à piéger de façon quasiment complète la fraction inorganique, et notamment les métaux lourds dans le bain (V) ou à séparer de manière sélective au moins certains constituants volatils.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajuste conjointement le volume, la viscosité et la turbulence du bain (V) ainsi que la cinétique des flux de matière dans l'enceinte (1) du four (F) pour réaliser le piégeage d'au moins 90 % des métaux lourds et des composés inorganiques non volatils dans le bain (V) et la séparation sélective d'au moins certains constituants volatils.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'on ajuste le volume du bain (V) en fixant au préalable la position de l'ouvreau (13) de coulée dans l'enceinte (1).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en qu'on choisit la cinétique des flux de gaz chauds (G) ou fumées selon les constituants que l'on souhaite piéger en déterminant au préalable les dimensions du passage libre (100,101) audessus du bain.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'on ajuste la viscosité du bain (V) par modification de la température interne du four (F) en agissant sur le brûleur (B1,B2).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé on ajuste la turbulence du bain (V) en immergeant au moins un élément de paroi (110) formant chicane dont la position, le profil et les dimensions sont déterminés au préalable en fonction de l'écoulement recherché.
7. Procédé selon la revendication 4,
caractérisé en ce que l'on délimite le passage libre (100) audessus du bain (V) par positionnement du bord inférieur d'un élément de paroi verticale (10).
8. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que l'on ajuste le volume du bain en y disposant un élément de paroi (120) formant déversoir.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que l'on effectue une coulée verticale.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que l'on effectue une coulée horizontale ou inclinée.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on ajuste la viscosité du bain (V) par ajout d'additifs spécifiques.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11,
caractérisé en que l'on effectue, en outre, un refroidissement brutal des gaz chauds (G) ou fumées à la sortie du four (F) et un recyclage d'au moins une partie des poussières préalablement séparées desdites fumées refroidies pour agglomérer et condenser la fraction restante des métaux lourds.
13. Procédé selon la revendication 12,
caractérisé en ce que l'on effectue le refroidissement des fumées par injection d'air.
14. Procédé selon l'une des revendications 12 ou 13,
caractérisé en que l'on effectue également la séparation du mercure par absorption.
15. Procédé selon l'une des revendications 12 ou 13,
caractérisé en ce que l'on effectue également la séparation de certains composés polluants par lavage.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15,
caractérisé en ce qu'il comporte une étape de conditionnement et de compactage des déchets préalablement à leur introduction dans le four (F).
17. Four de vitrification de déchets comprenant une enceinte (1) destinée à contenir un bain de verre (V) mis en fusion par au moins un brûleur (B1,B2), ladite enceinte (1) étant pourvue d'au moins une entrée (11) de déchets (M,CV) d'au moins une sortie (11,15) de gaz chauds (G) ou fumées et d'au moins un ouvreau de coulée (13),
caractérisé en qu'il comporte au moins un élément de paroi (10 110; 110a, 110b ; 10a, 10b, 10c) verticale interne destiné à modifier la cinétique des flux de matière à l'intérieur de l'enceinte (1).
18. Four selon la revendication 17,
caractérisé en que l'enceinte (1) comporte un fond incliné (14) selon deux directions respectivement longitudinale et transversale de telle sorte que l'ouvreau de coulée (13) se trouve au point le plus bas.
19. Four selon la revendication 17 ou 18,
caractérisé en que ledit élément de paroi (10 ; 110 ; 110a, 110b 10a, 10b, 10c) est interrompu pour délimiter au-dessus de la surface libre du bain un passage (100 ; 101; 101 a, 101b) pour les gaz chauds (G) dont les dimensions sont prédéterminées.
20. Four selon l'une quelconque des revendications 17 à 19,
caractérisé en que ledit élément de paroi (110 ; 110a, 110b) comporte des lumières (101, 102 ; 101 a, 102a, 101b, 102b) pour le passage des gaz chauds (G) et/ou du verre fondu (V)
21. Four selon l'une quelconque des revendications 17 à 20,
caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux éléments de paroi (110a, 110b ; 10a, 10b, 10c) au moins partiellement en regard, délimitant entre eux une chicane de perturbation du flux de gaz et/ou de verre fondu.
22. Four selon l'une quelconque des revendications 17 à 21,
caractérisé en ce qu'il comporte un élément de paroi (120) est immergé dans le bain (V) de façon à ce que son bord supérieur forme un déversoir pour le verre fondu.
23. Four selon l'une quelconque des revendications 17 à 22,
caractérisé en ce qu'il comporte deux brûleurs (B1,B2) disposés dans l'enceinte (1).
24. Four selon la revendication 23,
caractérisé en ce que les deux brûleurs (B1,B2) sont des brûleurs oxygaz permettant d'obtenir des températures de bain d'au moins 1300
C.
25. Four selon l'une quelconque des revendications 17 à 24,
caractérisé en ce que le nombre, la position et les dimensions des éléments de paroi (10 ; 110 ; 110a, lob ; 10a, 10b, 10c) sont déterminés en fonction des valeurs attribuées aux paramètres de turbulence et/ou de volume du bain et/ou de coefficient de partage de certains constituants entre la phase gazeuse et la phase liquide constituée du bain de verre fondu (V).
26. Four selon l'une quelconque des revendications 17 à 25,
caractérisé en ce qu'il comporte deux orifices d'entrée (11,12) des déchets dont l'un au moins débouche dans une zone dépourvue de turbulence pour l'introduction des déchets les plus légers.
27. Four selon l'une quelconque des revendications 17 à 26,
caractérisé en ce que ledit ouvreau de coulée (13) et/ou ledit élément de paroi (10 ; 110) sont démontables et interchangeables au moins partiellement.
28. Four selon l'une quelconque des revendications 17 à 27,
caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation en déchets associés à des moyens de conditionnement et de compactage (148, P1, P2) desdits déchets préalablement à leur introduction dans l'enceinte (1).
29. Four selon la revendication 28,
caractérisé en ce que les moyens de conditionnement et de compactage comportent un corps creux (148) dans lequel sont montés deux pistons (P1 et P2) mobiles en translation, commandés par des vérins (V1 et V2), les extrémités en regard des pistons (P1 et P2) et la paroi interne (146) du corps creux (148) délimitant, en position éloignée desdits pistons, une chambre de remplissage (140), alimentée par une trémie (142) connectée à une ouverture (141), le piston (P1) étant susceptible d'être commandé en déplacement vers le piston (P2) jusqu'à masquer l'ouverture (141) pour compacter le matériau introduit dans la chambre (140), et former une pastille (P) de matériau, les pistons (P1 et P2) étant ensuite susceptibles d'être déplacés dans le même sens pour amener ladite pastille (P) en regard d'une fenêtre d'éjection (150), les moyens de compactage et de conditionnement comportant en outre un piston (P3) susceptible d'être commandé en déplacement transversal au déplacement des pistons (P1 et P2) pour diriger la pastille (P), à travers la fenêtre d'éjection (150), vers un canal (152) d'introduction dans le four (F).
FR9312063A 1993-10-11 1993-10-11 Procédé de vitrification de déchets, et four de vitrification. Expired - Fee Related FR2711077B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9312063A FR2711077B1 (fr) 1993-10-11 1993-10-11 Procédé de vitrification de déchets, et four de vitrification.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9312063A FR2711077B1 (fr) 1993-10-11 1993-10-11 Procédé de vitrification de déchets, et four de vitrification.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2711077A1 true FR2711077A1 (fr) 1995-04-21
FR2711077B1 FR2711077B1 (fr) 1996-01-05

Family

ID=9451703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9312063A Expired - Fee Related FR2711077B1 (fr) 1993-10-11 1993-10-11 Procédé de vitrification de déchets, et four de vitrification.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2711077B1 (fr)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2262070A (en) * 1938-11-15 1941-11-11 Porcelain Enamel & Mfg Company Method of and apparatus for charging and smelting vitreous enamels
EP0230492A1 (fr) * 1986-01-23 1987-08-05 Beteiligungen Sorg GmbH & Co. KG Four pour fusion de verre à efficience améliorée
EP0293545A2 (fr) * 1987-05-30 1988-12-07 BETEILIGUNGEN SORG GMBH & CO. KG Procédé économique de fusion de verre et four de fusion de verre pour exécuter ledit procédé
EP0347047A1 (fr) * 1988-06-13 1989-12-20 Pilkington Plc Dispositif et procédé pour la fusion de matières premières du verre
EP0359003A2 (fr) * 1988-09-10 1990-03-21 BETEILIGUNGEN SORG GMBH & CO. KG Procédé pour vitrifier des déchets solides substantiellement anhydres et appareillage pour le réaliser
DE4104396A1 (de) * 1990-12-06 1992-06-11 Bader Bibiana Verfahren und einrichtung zum schmelzen einer umweltschaedlichen substanz mit einem chemische umbesetzungen hervorrufenden rohstoffmenge zum serienmaessigen erzeugen umweltunschaedlicher produkte
DE9206502U1 (de) * 1992-05-13 1992-10-01 Jenaer Schmelztechnik Jodeit GmbH, O-6905 Jena Schmelzvorrichtung
EP0515792A2 (fr) * 1991-05-28 1992-12-02 Deutsche Babcock Anlagen Gmbh Procédé pour le traitement des résidus d'une installation d'incinération de déchets, et installation d'incinération de déchets pour la mise en oeuvre dudit procédé

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2262070A (en) * 1938-11-15 1941-11-11 Porcelain Enamel & Mfg Company Method of and apparatus for charging and smelting vitreous enamels
EP0230492A1 (fr) * 1986-01-23 1987-08-05 Beteiligungen Sorg GmbH & Co. KG Four pour fusion de verre à efficience améliorée
EP0293545A2 (fr) * 1987-05-30 1988-12-07 BETEILIGUNGEN SORG GMBH & CO. KG Procédé économique de fusion de verre et four de fusion de verre pour exécuter ledit procédé
EP0317551A2 (fr) * 1987-05-30 1989-05-24 BETEILIGUNGEN SORG GMBH & CO. KG Four de fusion de verre
EP0347047A1 (fr) * 1988-06-13 1989-12-20 Pilkington Plc Dispositif et procédé pour la fusion de matières premières du verre
EP0359003A2 (fr) * 1988-09-10 1990-03-21 BETEILIGUNGEN SORG GMBH & CO. KG Procédé pour vitrifier des déchets solides substantiellement anhydres et appareillage pour le réaliser
DE4104396A1 (de) * 1990-12-06 1992-06-11 Bader Bibiana Verfahren und einrichtung zum schmelzen einer umweltschaedlichen substanz mit einem chemische umbesetzungen hervorrufenden rohstoffmenge zum serienmaessigen erzeugen umweltunschaedlicher produkte
EP0515792A2 (fr) * 1991-05-28 1992-12-02 Deutsche Babcock Anlagen Gmbh Procédé pour le traitement des résidus d'une installation d'incinération de déchets, et installation d'incinération de déchets pour la mise en oeuvre dudit procédé
DE9206502U1 (de) * 1992-05-13 1992-10-01 Jenaer Schmelztechnik Jodeit GmbH, O-6905 Jena Schmelzvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
FR2711077B1 (fr) 1996-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2284890C (fr) Procede et dispositif de fusion et d'affinage de matieres vitrifiables
FR2473914A1 (fr) Procede et appareil pour rendre relativement inoffensifs des dechets combustibles pouvant etre dangereux
EP0610114A1 (fr) Procédé d'incinération de combustibles solides, notamment résidus urbains, à rejets solides et gazeux sensiblement neutres vis-à-vis de l'environnement
US4188892A (en) Method and apparatus for removal of fly ash from a waste incinerator with liquid slag discharge
FR2764877A1 (fr) Procede de vitrification d'un materiau pulverulent et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
EP0711254B1 (fr) Procede d'inertage par torche a plasma de produits contenant des metaux, en particulier des metaux lourds et installation pour sa mise en uvre
FR2746037A1 (fr) Procede de traitement par vitrification de dechets amiantiferes, notamment issus du batiment, et installation de mise en oeuvre dudit procede
DE3605509A1 (de) Verfahren zum erschmelzen von silikatischen rohstoffen, insbesondere zur herstellung von mineralwolle, sowie vorrichtung zur vorwaermung des rohstoffgemenges und reinigungseinrichtung fuer die wannenabgase zur durchfuehrung des verfahrens
EP0137881B1 (fr) Procédé et dispositif de fusion de matières minérales, notamment vitrifiables
DE4026861A1 (de) Tunnelfoermiger abfallverbrennungsofen
FR2711077A1 (fr) Procédé de vitrification de déchets, et four de vitrification.
EP0430369B1 (fr) Procédé et four pour la fusion de résidus de cendres
RU2258867C2 (ru) Способ обработки остатков от сжигания из сжигательной установки
EP3389883B1 (fr) Procédé et installation de traitement de déchets
RU2258179C2 (ru) Способ воздействия на свойства остатков от сжигания из сжигательной установки
CH683826A5 (fr) Procédé de vitrification de cendres volantes et dispositif pour sa mise en oeuvre.
JP3619878B2 (ja) 乾留式焼却炉
KR200263278Y1 (ko) 집진장치를 가지는 소각로
KR100415801B1 (ko) 폐기물의 용융방법 및 그 장치
JPH02251289A (ja) アスベスト廃材の溶解処理方法
KR20030018535A (ko) 집진장치 및 이를 이용한 소각로
FR2668167A1 (fr) Procede et dispositif pour le traitement du calcin.
JPH03233209A (ja) 固体の溶融分離装置
FR2586287A1 (fr) Installation de calcination pour recuperation des metaux ferreux et de l'aluminium des vehicules automobiles reformes
FR2630812A1 (fr) Perfectionnement aux chambres de post-combustion

Legal Events

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