FR2995715A3 - METHOD AND APPARATUS FOR THE WET-OXIDATION TREATMENT OF RADIOACTIVE LIQUID WASTE CONTAINING MISCELLANEOUS LOADS - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour le traitement par oxydation par voie humide de déchets contenant des charges oxydables de matières diverses, notamment de matières minérales, de matières organiques et éventuellement de matières bio-minérales, en particulier de résines organiques, ces charges oxydables étant radioactives. Ce dispositif (10) comporte un réacteur (11) constitué d'une colonne de traitement, un premier échangeur de chaleur (12) disposé en amont du réacteur (11) et un second échangeur de chaleur (13) disposé en aval de ce réacteur. La solution à traiter contenant des charges en matières minérales auquel a été ajoutée un gaz oxydant est injectée pour traitement dans le réacteur (11) après son préchauffage dans le premier échangeur de chaleur (12). A sa sortie du réacteur (11), le mélange traité chaud est divisé en deux fragments de flux chaud. Le premier fragment de flux, dont le débit est maintenu constant par une colonne de diaphragmes (30), est utilisé pour réguler la température du premier échangeur de chaleur (12).The present invention relates to a process and a device for the treatment by wet oxidation of waste containing oxidizable charges of various materials, in particular mineral materials, organic materials and possibly bio-mineral materials, in particular organic resins, these oxidizable charges being radioactive. This device (10) comprises a reactor (11) consisting of a treatment column, a first heat exchanger (12) disposed upstream of the reactor (11) and a second heat exchanger (13) disposed downstream of this reactor . The solution to be treated containing mineral charges to which an oxidizing gas has been added is injected for treatment in the reactor (11) after its preheating in the first heat exchanger (12). On leaving the reactor (11), the hot treated mixture is divided into two hot flux fragments. The first flow fragment, whose flow rate is kept constant by a column of diaphragms (30), is used to regulate the temperature of the first heat exchanger (12).
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT PAR OXYDATION PAR VOIE HUMIDE DE DECHETS LIQUIDES RADIOACTIFS CONTENANT DES CHARGES DE MATIERES DIVERSES Domaine technique La présente invention concerne un procédé de traitement par oxydation par voie humide de déchets contenant des charges de matières diverses, notamment de matières minérales, de matières organiques et éventuellement de matières bio-minérales, en particulier des résines organiques, ces charges étant radioactives. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé de traitement par oxydation par voie humide de déchets contenant des charges de matières diverses, notamment de matières minérales, de matières organiques et éventuellement de matières bio-minérales, en particulier des résines organiques, ces charges étant radioactives, ce dispositif comportant des moyens agencés pour mélanger un gaz oxydant à une solution à traiter chargée en substances oxydables, au moins un premier échangeur de chaleur pour préchauffer le mélange solution à traiter et gaz oxydant, au moins un réacteur pour oxyder lesdites substances oxydables contenues dans ladite solution, au moins un second échangeur de chaleur pour refroidir le mélange traité, et des moyens disposés à la sortie dudit second échangeur de chaleur et agencés pour séparer les gaz de traitement des résidus minéraux du mélange traité refroidi avant leur évacuation respective.FIELD OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a process for the wet-oxidation treatment of waste containing charges of various materials, in particular mineral materials, waste materials and the like. organic materials and possibly bio-mineral materials, in particular organic resins, these charges being radioactive. The invention also relates to a device for carrying out this method of treatment by wet oxidation of waste containing charges of various materials, in particular mineral materials, organic materials and possibly bio-mineral materials, in particular organic resins, these charges being radioactive, this device comprising means arranged for mixing an oxidizing gas with a solution to be treated with oxidizable substances, at least one first heat exchanger for preheating the mixture of solution to be treated and oxidizing gas, at least one reactor for oxidizing said oxidizable substances contained in said solution, at least a second heat exchanger for cooling the treated mixture, and means disposed at the outlet of said second heat exchanger and arranged to separate the treatment gases of the mineral residues from the treated mixture cooled before their respective evacuation.
Technique antérieure Le principe de ce procédé a trouvé une application industrielle pour le traitement en continu de déchets liquides contenant des charges de matières minérales, ce traitement s'effectuant par une oxydation par voie humide. Il est décrit dans la publication internationale WO 2010/108290 A1.PRIOR ART The principle of this process has found an industrial application for the continuous treatment of liquid waste containing mineral charges, this treatment being carried out by wet oxidation. It is described in the international publication WO 2010/108290 A1.
Toutefois, ce procédé n'a jamais été mis en oeuvre pour traiter des déchets ayant diverses concentrations d'éléments radioactifs, la limite supérieure de la radioactivité étant celle qui sont liées aux contraintes radiologiques de protection des personnes en contact avec les éléments.However, this method has never been used to treat waste having various concentrations of radioactive elements, the upper limit of the radioactivity being the one related to the radiological constraints of protection of people in contact with the elements.
Le problème à résoudre en matière de stockage de longue durée de résidus radioactifs selon les normes de chaque pays ou les recommandations de l'AIEA, est celui de l'élimination ou au moins du maintien de la concentration des déchets en matières organiques, en-dessous d'une valeur acceptable définies par lesdites normes. En effet, il est essentiel de réduire au maximum le contenu en matières organiques des déchets radioactifs, en vue de les mettre en stockage « longue durée». En outre, en raison du coût extrêmement élevé des solutions de stockage, ce coût étant sensiblement proportionnel au volume de matière stockée, pour réduire ce coût et faire des économies, une solution évidente consiste à réduire le volume. Exposé de l'invention La présente invention apporte une solution aux problèmes évoqués ci-dessus en proposant un procédé et un dispositif pour traiter, par oxydation par voie humide, des déchets radioactifs contenant notamment des matières organiques. De cette manière, il est possible de réduire sensiblement le volume des matières destinées à être stockées dans le cadre des opérations dites de « stockage à longue durée » et par conséquent de réduire le coût de ce stockage. Dans ce but, le procédé selon l'invention, tel que défini en préambule, est caractérisé en ce que l'on prépare une solution de déchets contenant lesdites charges oxydables, on mélange un gaz oxydant à ladite solution, on préchauffe le mélange solution de déchets à traiter et gaz oxydant dans un premier échangeur de chaleur, on chauffe ledit mélange solution de déchets à traiter et :3 gaz oxydant dans un réacteur à des températures suffisantes pour oxyder lesdites charges oxydables, on refroidit ledit mélange après traitement dans un second échangeur de chaleur et on sépare les gaz de traitement des résidus dudit mélange traité froid à la sortie dudit second échangeur de chaleur avant leur évacuation respective, et en ce que l'on effectue une division du flux dudit mélange traité chaud à la sortie dudit réacteur en un premier fragment de flux et en un second fragment de flux, en ce que l'on refroidit et l'on évacue le second fragment de flux chaud dudit mélange traité, en ce que l'on utilise ledit premier fragment de flux chaud dudit mélange traité pour réguler la température de préchauffage dudit premier échangeur de chaleur, et en ce que l'on évacue ledit premier fragment de flux après son utilisation dans le premier échangeur de chaleur. De façon avantageuse, l'on définit une double boucle de régulation de la température du premier échangeur de température en réglant le débit dudit mélange solution de déchets à traiter et gaz oxydant froid à l'entrée dudit premier échangeur de chaleur en fonction de la température de la solution à traiter chaude à sa sortie de cet échangeur et en fonction de la température du réacteur, ladite température du réacteur déterminant la température du premier fragment de flux chaud dudit mélange solution de déchets à traiter et gaz oxydant avant son utilisation dans ledit premier échangeur de chaleur. Dans ledit premier échangeur de chaleur, l'on maintient constant le débit du premier fragment de flux dudit mélange solution de déchets à traiter et gaz oxydant traité chaud quel que soit le débit de la solution à traiter. De préférence l'on maintient constant le débit du premier fragment de flux de mélange au moyen d'au moins un diaphragme disposé après la sortie dudit premier flux refroidi du premier échangeur de chaleur. :30 Dans la forme de réalisation préférée du procédé de l'invention l'on effectue le préchauffage du mélange en le portant à une température sensiblement comprise entre 130 et 200°C. Cette température dépend des caractéristiques chimiques du liquide à traiter. Elle doit être déterminée expérimentalement et doit être régulée à une valeur qui reste la plus constante possible, au maximum +1- 10° C.The problem to be solved with regard to the long-term storage of radioactive residues according to the standards of each country or the recommendations of the IAEA, is that of the elimination or at least the maintenance of the concentration of wastes in organic matters, below an acceptable value defined by said standards. Indeed, it is essential to minimize the organic matter content of radioactive waste, with a view to putting it in "long-term" storage. In addition, because of the extremely high cost of storage solutions, this cost being substantially proportional to the volume of stored material, to reduce this cost and save money, an obvious solution is to reduce the volume. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a solution to the problems mentioned above by providing a method and a device for treating, by wet oxidation, radioactive waste containing in particular organic matter. In this way, it is possible to substantially reduce the volume of materials to be stored in the context of operations called "long-term storage" and therefore reduce the cost of storage. For this purpose, the process according to the invention, as defined in the preamble, is characterized in that a waste solution containing said oxidizable charges is prepared, an oxidizing gas is mixed with said solution, the solution mixture is preheated. waste to be treated and oxidizing gas in a first heat exchanger, said waste solution mixture to be treated and said oxidizing gas heated in a reactor at temperatures sufficient to oxidize said oxidizable charges, said mixture is cooled after treatment in a second exchanger heat and the treatment gases are separated from the residues of said cold treated mixture at the outlet of said second heat exchanger prior to their respective evacuation, and in that the flow of said hot treated mixture is divided at the outlet of said reactor into a first flow fragment and a second flow fragment, in that it is cooled and the second hot flow fragment dud is removed. said treated mixture, in that said first hot flow fragment of said treated mixture is used to regulate the preheating temperature of said first heat exchanger, and in that said first flow fragment is discharged after its use in the first heat exchanger. Advantageously, a double control loop of the temperature of the first temperature exchanger is defined by regulating the flow rate of said waste solution mixture to be treated and the cold oxidizing gas at the inlet of said first heat exchanger as a function of the temperature. of the solution to be treated hot at its outlet from this exchanger and as a function of the temperature of the reactor, said reactor temperature determining the temperature of the first hot flow fragment of said waste solution mixture to be treated and oxidizing gas before its use in said first heat exchanger. In said first heat exchanger, the flow rate of the first flow fragment of said waste solution mixture to be treated and the hot treated oxidizing gas are kept constant regardless of the flow rate of the solution to be treated. Preferably, the flow rate of the first mixture flow fraction is maintained by means of at least one diaphragm disposed after the outlet of said first cooled flow of the first heat exchanger. In the preferred embodiment of the process of the invention, the mixture is preheated to a temperature of substantially 130 to 200 ° C. This temperature depends on the chemical characteristics of the liquid to be treated. It must be determined experimentally and must be regulated to a value that remains as constant as possible, at most + 1-10 ° C.
L'on effectue ensuite le traitement d'oxydation du mélange dans le réacteur à des températures sensiblement comprises entre 260 et 350 °C et sous une pression sensiblement comprise entre 70 et 200 bars.The oxidation treatment of the mixture is then carried out in the reactor at temperatures substantially between 260 and 350 ° C. and at a pressure that is substantially between 70 and 200 bars.
Le dispositif pour le traitement de déchets liquides selon l'invention tel que défini en préambule est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens agencés pour effectuer une division du flux du mélange traité chaud à la sortie dudit réacteur en un premier fragment de flux et en un second fragment de flux, et des moyens agencés pour maintenir constant le débit dudit premier fragment de flux de mélange traité chaud afin de l'utiliser pour réguler la température de préchauffage dudit premier échangeur de chaleur. Selon une forme de réalisation préférentielle lesdits moyens agencés pour maintenir constant le débit du premier flux de mélange traité chaud comportent au moins un diaphragme disposé après la sortie dudit premier flux refroidi du premier échangeur de chaleur. Dans la forme de réalisation préférée du dispositif, lesdits moyens agencés pour maintenir constant le débit du premier flux de mélange traité chaud 25 comportent plusieurs diaphragmes disposés dans une colonne et séparés deux à deux par des entretoises. De préférence, lesdits diaphragmes sont constitués chacun d'une pièce cylindrique comportant un fond pourvu d'une ouverture calibrée et lesdites 30 entretoises sont constituées chacune d'une pièce cylindrique ayant sensiblement les mêmes dimensions que les diaphragmes.The device for the treatment of liquid waste according to the invention as defined in the preamble is characterized in that it further comprises means arranged to effect a division of the flow of the hot treated mixture at the outlet of said reactor into a first fragment of flow and a second flow fragment, and means arranged to maintain a constant flow rate of said first hot treated mixture stream fragment in order to use it to control the preheat temperature of said first heat exchanger. According to a preferred embodiment, said means arranged to maintain a constant flow rate of the first stream of hot treated mixture comprise at least one diaphragm disposed after the outlet of said first cooled stream of the first heat exchanger. In the preferred embodiment of the device, said means arranged to keep the flow rate of the first hot treated mixture stream 25 constant comprise several diaphragms arranged in a column and separated in pairs by spacers. Preferably, said diaphragms each consist of a cylindrical piece having a bottom provided with a calibrated opening and said spacers each consist of a cylindrical piece having substantially the same dimensions as the diaphragms.
De façon avantageuse, ledit premier échangeur de chaleur comporte un circuit intérieur et un circuit périphérique, ledit circuit intérieur de ce premier échangeur de chaleur étant traversé par le mélange solution à traiter et gaz oxydant, et le circuit périphérique étant parcouru par ledit premier fragment de flux de mélange traité chaud divisé à la sortie dudit réacteur. Ledit second échangeur de chaleur comporte également un circuit intérieur et un circuit périphérique, ledit circuit intérieur de ce second échangeur de chaleur étant traversé par ledit second fragment de flux de mélange traité chaud divisé à la sortie dudit réacteur, et le circuit périphérique étant parcouru par un liquide de refroidissement. Dans la forme de réalisation préférée, les moyens disposés à la sortie dudit second échangeur de chaleur et agencés pour séparer les gaz de traitement des résidus minéraux du mélange traité refroidi comportent un dégazeur. Description sommaire des dessins La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique générale du dispositif selon l'invention, et les figures 2A, 2B, 2C, 2D et 2E sont des vues en coupe verticale et transversale représentant une forme de réalisation du diaphragme qui contrôle le débit dudit premier fragment de flux. Meilleure manière de réaliser l'invention En référence à la figure 1, le dispositif 10 pour le traitement par oxydation par voie humide de déchets radioactifs comporte principalement au moins un réacteur 11 constitué d'une colonne de traitement, au moins un premier 2 995 715 6 échangeur de chaleur 12 disposé en amont de la colonne de traitement et au moins un second échangeur de chaleur 13 disposé en aval de la colonne de traitement. La colonne de traitement est avantageusement constituée d'une enceinte cylindrique verticale 11 a dans laquelle est injectée un mélange sous la 5 forme d'une solution de déchets contenant lesdites charges oxydables et ledit gaz oxydant, cette solution de déchets contenant lesdites charges radioactives oxydables à traiter. Cette enceinte est entourée d'un manteau périphérique 11 b destiné à maintenir l'enceinte et son contenu aux températures de traitement prévues pour assurer les réactions d'oxydation, selon le procédé d'oxydation 10 par voie humide. A cet effet, le manteau peut par exemple se présenter sous la forme d'une enveloppe creuse dans laquelle circule un fluide caloporteur injecté à la base selon la flèche A et recueilli au sommet selon la flèche B. Ledit premier échangeur de chaleur 12, dit échangeur de préchauffage, a une 15 fonction de préchauffage de la solution à traiter et de maintien de la température entre des valeurs extrêmes constantes en vue d'éviter des dépôts susceptibles de colmater cet échangeur. Le dispositif 10 comporte en outre une pompe 14 qui commande l'entrée de la 20 solution à traiter, cette pompe étant entraînée par un moteur 14a piloté par une unité de commande et de régulation 14b, et des moyens pour injecter dans un conduit 15 qui véhicule ladite solution, en amont de l'entrée du premier échangeur de chaleur 12, un gaz oxydant sous pression et à température contrôlée, tel que de l'air ou de l'oxygène sous pression, dans un conduit 16 25 connecté au conduit 15. Enfin le dispositif 10 comporte un dégazeur 17, disposé en aval du second échangeur de chaleur 13 et qui est agencé pour évacuer les gaz issus du procédé de traitement, par une sortie haute 18, vers une unité de traitement 30 des gaz (non représentés) et pour évacuer les résidus minéraux débarrassés de toutes les substances organiques qui ont été oxydées au cours du traitement, par exemple par une sortie basse 19 au travers d'un conduit 20, vers une unité biologique de valorisation des déchets (non représentés). Les échangeurs de chaleur 12 et 13 sont représentés sous la forme d'éléments ayant un profil en U inversé avec deux branches verticales. Le premier échangeur de chaleur 12 comprend un circuit intérieur 121 et un circuit périphérique 122. Le second échangeur de chaleur 13 comprend également un circuit intérieur 131 et un circuit périphérique 132. Le circuit intérieur 121 du premier échangeur de chaleur 12 est alimenté par les conduits 15 et 16 véhiculant respectivement la solution à traiter et le gaz oxydant. Ce mélange traverse ledit premier échangeur de chaleur 12 et pénètre dans un conduit 21 pour être injecté à la base de l'enceinte cylindrique verticale 11a de la colonne de traitement du réacteur 11. Le mélange traité par oxydation à l'intérieur de cette colonne de traitement est capté dans la partie supérieure, par un canal vertical 22 monté dans l'enceinte cylindrique verticale 11a, pour déboucher dans un conduit extérieur 23 jusqu'à un point 24 de division des flux. Une première partie du flux de mélange traitée chaude est utilisée dans le premier échangeur 12 et, à cet effet, est injectée par un conduit 25 dans le circuit périphérique 121 dudit premier échangeur de chaleur 12 avant d'être évacuée après utilisation, par un conduit de sortie 26, en direction de l'unité biologique de valorisation des déchets, par le conduit 20. Une seconde partie du flux divisé au niveau du point 24 de division des flux est injectée dans le circuit intérieur 132 dudit second échangeur de chaleur 13, d'où il ressort après refroidissement, par un conduit 27, dans le dégazeur 17 évoqué ci-dessus. Ledit second échangeur de chaleur 13 comporte par ailleurs une entrée 28 de liquide de refroidissement qui est connectée au circuit périphérique 132, à la base d'une des branches verticales de cet échangeur 13, et une sortie 29 de ce liquide de refroidissement disposée à la base de l'autre branche verticale dudit échangeur de chaleur 13. 2 995 715 Les figures 2A à 2E représentent des vues en coupe longitudinale et en coupe transversale d'une colonne 30 de diaphragmes 31 destinés à assurer la régulation du premier flux de mélange traité refroidi à sa sortie du premier échangeur de chaleur 12, en permettant d'ajuster les pertes de charges pour 5 maintenir un débit constant. La colonne est montée à l'intérieur d'un support 32 pourvu, à ses extrémités de deux flasques de fixation 33. La colonne 30 se compose d'une série de diaphragmes 31 qui sont deux à deux séparés par des entretoises 34. Une entretoise 34 est représentée en plan par la figure 2B et en coupe transversale par la figure 2C. Ces entretoises sont constituées par une 10 pièce cylindrique servant à définir un espace prédéterminé entre les diaphragmes. Les diaphragmes 31 tels que celui illustré en coupe transversale par la figure 2D et en plan par la figure 2E, ont également un profil essentiellement cylindrique qui a les mêmes dimensions que celui des entretoises 34. Toutefois, ils comportent un fond 31a fermé pourvu d'une 15 ouverture calibrée 31b qui définit le débit du flux traversant. Ce dispositif permet d'assurer la régulation du flux, selon le nombre de diaphragmes 31 montés dans la colonne 30 et selon la section des ouvertures calibrées 31b. En mode opératoire, le dispositif décrit ci-dessus assure une régulation stricte de la température de l'échangeur ou des échangeurs de préchauffage, selon la 20 construction réalisée, grâce au principe de la division des flux à la sortie du réacteur, ce qui permet d'éviter la formation de dépôts. Cette formation des dépôts qui, dans les installations existantes, nécessite le démontage et la décolmatage de l'échangeur de préchauffage s'effectue dès que les températures sortent des limites qui sont comprises sensiblement entre 130 et 25 200°C et en particulier s'élèvent au-dessus de 200°C. La régulation de température de l'échangeur de préchauffage 12 se fait par la régulation du débit de l'effluent froid, grâce à la division des flux à la sortie du réacteur. Dans les installations connues, la régulation de la température de préchauffage s'effectue par l'effluent chaud, ce qui aboutit à un résultat mal maîtrisé qui a 30 pour conséquence grave la formation de dépôts dans l'échangeur.Advantageously, said first heat exchanger comprises an internal circuit and a peripheral circuit, said inner circuit of this first heat exchanger being traversed by the mixture of solution to be treated and oxidizing gas, and the peripheral circuit being traversed by said first fragment of flow of hot treated mixture divided at the outlet of said reactor. Said second heat exchanger also comprises an internal circuit and a peripheral circuit, said internal circuit of this second heat exchanger being traversed by said second hot treated mixture flow stream divided at the outlet of said reactor, and the peripheral circuit being traversed by a coolant. In the preferred embodiment, the means disposed at the outlet of said second heat exchanger and arranged to separate the treatment gases of the mineral residues from the cooled treated mixture comprise a degasser. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention and its advantages will appear better in the following description of an embodiment given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 represents a general schematic view of the device according to the invention, and FIGS. 2A, 2B, 2C, 2D and 2E are vertical and cross sectional views showing an embodiment of the diaphragm that controls the flow rate of said first flow fragment. BEST MODE OF CARRYING OUT THE INVENTION With reference to FIG. 1, the device 10 for the wet oxidation treatment of radioactive waste mainly comprises at least one reactor 11 consisting of a treatment column, at least a first reactor. 6 heat exchanger 12 disposed upstream of the treatment column and at least a second heat exchanger 13 disposed downstream of the treatment column. The treatment column advantageously consists of a vertical cylindrical chamber 11a in which a mixture is injected in the form of a waste solution containing said oxidizable charges and said oxidizing gas, said waste solution containing said radioactive oxidizable charges at treat. This enclosure is surrounded by a peripheral mantle 11b intended to maintain the enclosure and its contents at the treatment temperatures provided for carrying out the oxidation reactions, according to the wet oxidation process. For this purpose, the mantle may for example be in the form of a hollow envelope in which circulates a coolant injected at the base along the arrow A and collected at the top along the arrow B. Said first heat exchanger 12, said preheating exchanger, has a function of preheating the solution to be treated and maintaining the temperature between constant extreme values in order to avoid deposits likely to clog up this exchanger. The device 10 further comprises a pump 14 which controls the entry of the solution to be treated, this pump being driven by a motor 14a driven by a control and regulating unit 14b, and means for injecting into a conduit 15 which conveying said solution, upstream of the inlet of the first heat exchanger 12, an oxidizing gas under pressure and at a controlled temperature, such as air or oxygen under pressure, in a conduit 16 connected to the conduit 15 Finally, the device 10 comprises a degasser 17, disposed downstream of the second heat exchanger 13 and which is arranged to evacuate the gases from the treatment process, by an upper outlet 18, to a gas treatment unit 30 (not shown). ) and to evacuate the mineral residues freed of all the organic substances that have been oxidized during the treatment, for example by a low outlet 19 through a conduit 20, to a biological unit of valor waste disposal (not shown). The heat exchangers 12 and 13 are shown as elements having an inverted U-profile with two vertical branches. The first heat exchanger 12 comprises an internal circuit 121 and a peripheral circuit 122. The second heat exchanger 13 also comprises an internal circuit 131 and a peripheral circuit 132. The internal circuit 121 of the first heat exchanger 12 is supplied by the ducts. 15 and 16 respectively conveying the solution to be treated and the oxidizing gas. This mixture passes through said first heat exchanger 12 and enters a pipe 21 to be injected at the base of the vertical cylindrical chamber 11a of the reactor 11 treatment column. The oxidation-treated mixture inside this column of treatment is captured in the upper part, by a vertical channel 22 mounted in the vertical cylindrical chamber 11a, to open into an outer conduit 23 to a point 24 of flow division. A first part of the hot treated mixture stream is used in the first exchanger 12 and, for this purpose, is injected through a conduit 25 into the peripheral circuit 121 of said first heat exchanger 12 before being discharged after use, via a conduit 26, in the direction of the biological waste recovery unit, via the conduit 20. A second portion of the stream divided at the point 24 of division of the flows is injected into the internal circuit 132 of said second heat exchanger 13, from which it leaves after cooling, through a conduit 27, in the degasser 17 mentioned above. Said second heat exchanger 13 furthermore comprises a coolant inlet 28 which is connected to the peripheral circuit 132, at the base of one of the vertical branches of this exchanger 13, and an outlet 29 of this cooling liquid arranged at the base of the other vertical leg of said heat exchanger 13. FIGS. 2A to 2E show longitudinal and cross-sectional views of a column 30 of diaphragms 31 for regulating the first treated mixture stream cooled at its outlet from the first heat exchanger 12, allowing to adjust the pressure drops to maintain a constant flow. The column is mounted inside a support 32 provided at its ends with two fixing flanges 33. The column 30 consists of a series of diaphragms 31 which are two by two separated by spacers 34. A spacer 34 is shown in plan in Figure 2B and in cross section in Figure 2C. These spacers are constituted by a cylindrical piece for defining a predetermined space between the diaphragms. The diaphragms 31, such as that shown in cross-section in FIG. 2D and in plan in FIG. 2E, also have a substantially cylindrical profile which has the same dimensions as that of the spacers 34. However, they comprise a closed bottom 31a provided with a calibrated aperture 31b which defines the flow rate of the through flow. This device makes it possible to regulate the flow, according to the number of diaphragms 31 mounted in the column 30 and according to the section of the calibrated openings 31b. In the operating mode, the device described above ensures a strict regulation of the temperature of the exchanger or preheating exchangers, according to the construction carried out, thanks to the principle of the division of the flows at the outlet of the reactor, which allows to avoid the formation of deposits. This formation of deposits which, in existing installations, requires disassembly and unclogging of the preheating exchanger takes place as soon as the temperatures go beyond the limits which are substantially between 130 and 200 ° C and in particular rise. above 200 ° C. The temperature regulation of the preheating exchanger 12 is done by regulating the flow rate of the cold effluent, by dividing the flows at the outlet of the reactor. In known installations, the regulation of the preheating temperature is effected by the hot effluent, which results in a poorly controlled result which has the serious consequence of the formation of deposits in the exchanger.
Dans la pratique, cette régulation de la température s'effectue de la manière suivante : on divise le flux de la solution du mélange traité chaud en deux fragments de flux à la sortie du réacteur ; on dirige le premier fragment de flux vers ledit premier échangeur de chaleur, dit échangeur de préchauffage, et le second fragment de flux vers ledit second échangeur de chaleur, dit échangeur de refroidissement ; la division du flux est faite de manière particulière et à une pression de réaction dans le réacteur afin que le débit du premier fragment de flux reste constant quel que soit le débit de la solution à traiter. Cette division est obtenue par au moins un et de préférence une série de diaphragmes (voir figures 2) qui sont installés après la sortie du premier flux refroidi de l'échangeur de préchauffage. Ce système permet d'ajuster les pertes de charges en vue de maintenir le débit constant, avec comme conséquence que tout excès de liquide sera évacué vers l'échangeur de refroidissement. La perte de charge individuelle de chaque diaphragme, lorsque le dispositif comporte une série de diaphragmes, est faible, de l'ordre de 1 à 8 bars. La construction de ces diaphragmes est simple puisqu'il s'agit de cylindres comportant une chambre de turbulence et ayant des ouvertures calibrées pour la sortie du liquide, le nombre et les dimensions de ces cylindres étant définis selon la pression de fonctionnement et les débits que l'on souhaite obtenir.In practice, this temperature regulation is carried out in the following manner: the flow of the solution of the hot treated mixture is divided into two flux fragments at the outlet of the reactor; directing the first flow fragment to said first heat exchanger, said preheating exchanger, and the second flow fragment to said second heat exchanger, said cooling exchanger; the division of the flow is made in a particular manner and at a reaction pressure in the reactor so that the flow rate of the first flow fragment remains constant regardless of the flow rate of the solution to be treated. This division is obtained by at least one and preferably a series of diaphragms (see FIG. 2) which are installed after the outlet of the first cooled flow of the preheating exchanger. This system makes it possible to adjust the pressure drops in order to maintain the constant flow, with the consequence that any excess of liquid will be evacuated towards the cooling exchanger. The individual pressure drop of each diaphragm, when the device comprises a series of diaphragms, is low, of the order of 1 to 8 bars. The construction of these diaphragms is simple since they are cylinders comprising a turbulence chamber and having calibrated openings for the liquid outlet, the number and the dimensions of these cylinders being defined according to the operating pressure and the flow rates that we want to get.
Cette manière de procéder définit ainsi une double boucle de régulation de la température du premier échangeur de température puisque l'on règle le débit de solution à traiter froide à l'entrée dudit premier échangeur de chaleur en fonction de la température de la solution à traiter chaude à sa sortie de cet échangeur et en fonction de la température du réacteur, ladite température du réacteur déterminant la température du premier fragment de flux chaud de mélange traité avant son utilisation dans ledit premier échangeur de chaleur.This way of proceeding thus defines a double control loop of the temperature of the first temperature exchanger since the flow rate of cold solution to be treated at the inlet of said first heat exchanger is adjusted according to the temperature of the solution to be treated. hot at its outlet from this exchanger and depending on the temperature of the reactor, said reactor temperature determining the temperature of the first hot stream of treated mixture stream before its use in said first heat exchanger.
Il est bien entendu que diverses variantes de réalisations pourraient être imaginées. Bien que le dispositif soit représenté schématiquement avec un seul premier échangeur de préchauffage et un seul second échangeur de refroidissement, pour des installations très importantes, plusieurs échangeurs de préchauffage, par exemple, pourraient être installés. La forme des éléments pourrait être variée en fonction des besoins spécifiques d'une unité de traitement et des objectifs recherchés pour le traitement d'une composition particulière de déchets. Les variantes imaginées ne dépassent pas le cadre des modifications évidentes pour l'homme du métier et s'intègrent dans le champ de la présente invention.It is understood that various variants of achievements could be imagined. Although the device is shown schematically with a single first heat exchanger and a single second heat exchanger, for very large installations, several preheating exchangers, for example, could be installed. The shape of the elements could be varied according to the specific needs of a processing unit and the objectives sought for the treatment of a particular composition of waste. The variants devised do not go beyond the scope of the obvious modifications for those skilled in the art and are within the scope of the present invention.
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