FR3016429A1 - Compositions de melange d'additifs mineraux et procede pour traiter des dechets dans des chambres de combustion - Google Patents
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Abstract
Procédé de combustion de matière de déchet dans lequel on prévoit un combustible ayant une teneur en cendre allant de 1,5 à 75 %, on ajoute au combustible un additif minéral contenant un aluminosilicate pour produire un mélange de combustible et d'additif minéral, on fait brûler le mélange de combustible et d'additif minéral pour produire de la cendre, dans lequel l'additif minéral vient en contact avec la cendre qui se forme pendant la combustion pour induire une cristallisation des surfaces de la cendre et réduire ainsi la coalescence de la cendre.
Description
Compositions de mélange d'additifs minéraux et procédé pour traiter des déchets dans des chambres de combustion donnant de l'énergie pour améliorer leur performance opérationnelle et leur disponibilité, pour protéger les matériaux et équipements des chambres de combustion, pour améliorer la qualité des cendres et pour éviter des problèmes de combustion. Domaine technique Le présent exposé se rapporte à des compositions d'additif minéraux et à des procédés pour faire fonctionner des fours et plus particulièrement à des procédés pour faire fonctionner des fours transformant des déchets en de l'énergie, tels que des réacteurs à lit fluidisé, des chambres de combustion de combustible pulvérisé ou des chambres de combustion à grille, en introduisant un minéral dans le four en vue d'en améliorer les performances de fonctionnement et la disponibilité, d'augmenter la durée de vie des matériaux constituant les chambres de combustion (réfractaires et tubes métalliques d'échange de chaleur) et l'équipement de traitement des gaz de carneau, d'améliorer la qualité des cendres, de réduire les émissions et d'éviter des problèmes de combustion, tels que d'agglomération, de scorification, de dépôt et de corrosion. Arrière plan On peut utiliser des processus de combustion dans des fours de centrale électrique pour produire de la chaleur afin de faire fonctionner une chaudière ou un générateur de vapeur qui produisent de l'électricité. Dans certains cas, le combustible utilisé pour des processus de ce genre peut comprendre des déchets mélangés hétérogènes, tels que des ordures urbaines municipales, des déchets de biomasse, des déchets animaux et des déchets industriels. Souvent des matières de déchets de ce genre ont une teneur relativement grande en cendre par rapport à des combustibles plus habituels, tel que le charbon et le pétrole, et, dans certains cas, leur teneur en cendre représente plus de 10 % à 20 % en poids En plus des cendres, les combustibles provenant de déchets peuvent comprendre aussi des produits volatils minéraux, tels que des alcalins, des alcalino-terreux, du chlore, du fluor, du soufre et des métaux. Des fours transformant des déchets en énergie fonctionnent en faisant brûler un combustible de déchet dans un four. La chaleur du four est utilisée ensuite pour faire bouillir de l'eau afin d'obtenir de la vapeur pour donner de la chaleur ou pour faire tourner des turbines ce qui se traduit finalement par une production d'électricité. Dans une centrale électrique normale transformant des déchets en énergie, la matière de déchet, telle que des ordures urbaines solides, est chargée dans le four et est brûlée en la présence d'oxygène à une température de combustion allant d'environ 850°C à environ 1700°C. Les gaz de combustion (gaz de carneau) contiennent du dioxyde de carbone, des oxydes d'azote et peuvent contenir divers autres constituants volatils minéraux indésirables, y compris des alcalins, des alcalino-terreux, du soufre, du chlore, du fluor et des métaux, tels que du fer, du zinc, de l'antimoine, du vanadium, de l'arsenic, du cadmium, du baryum, du plomb, du nickel, du chrome, du cobalt, du cuivre, du manganèse, de l'étain et du mercure. En outre, les gaz de combustion comprennent aussi normalement de la cendre entraînée qui peut nécessiter l'utilisation de systèmes d'élimination de particules et d'épurateurs.
Afin d'augmenter le rendement, on fait passer aussi normalement les gaz de combustion chauds dans un échangeur de chaleur pour refroidir les gaz à environ 150°C avant qu'ils soient émis par une cheminée. Dans un échangeur de chaleur normal, les gaz de combustion chauds passent dans un faisceau de tubes contenant un fluide de transfert de la chaleur (normalement de l'eau), qui retire une partie de la chaleur des gaz. Les tubes d'échangeur de chaleur peuvent être suffisamment froids pour permettre la condensation et le dépôt des sels de métal alcalin, des sulfates de métal alcalin et de métal alcalino-terreux et de chlorures, tels que le chlorure de sodium ou le chlorure de potassium, des gaz de combustion, suivi du dépôt de particules de cendre riches en silice ce qui peut se traduire par l'encrassement des tubes d'échangeur de chaleur. Certaines centrales électriques transformant des déchets en énergie peuvent comprendre des systèmes qui fonctionnent en utilisant par exemple un processus dénommé parfois processus de "combustion en lit fluidisé". Un exemple d'un processus de ce genre est un processus de combustion en lit fluidisé à barbotage, qui peut être utilisé pour produire de l'électricité. Certains exemples de réacteur en lit fluidisé peuvent comprendre des chaudières à lit fluidisé à barbotage (bfb) des chaudières à lit fluidisé fixes, des chaudières à lit fluidisé tournantes, des usines à gaz, des chambres de combustion et des générateurs de vapeur et normalement les réacteurs à lit fluidisé circulant ont un four ou une chaudière verticale. Pendant le fonctionnement, du combustible de déchet, par 25 exemple du combustible d'ordures urbaines solides en particules, est introduit dans la partie inférieure d'un four et des gaz primaires et secondaires, par exemple, de l'air, peuvent être envoyés par un fond et/ou par des parois latérales du four. La combustion du combustible a lieu dans un 30 lit de particules de combustible et d'autres particules solides, telles que par exemple du carbonate de calcium, qui peut être inclus pour capturer du dioxyde de soufre, et/ou une autre matière inerte. C'est ainsi, par exemple, qu'un réacteur à lit fluidisé (par exemple un four) peut être configuré pour mettre le lit de particules de combustible et d'autres matières en suspension sur des jets d'insufflation ascendants du gaz primaire pendant le processus de combustion. Les jets d'insufflation ascendants facilitent le mélange des particules fluides et d'autres matières, ce qui permet d'améliorer la combustion, par exemple en réduisant des émissions peu souhaitables et en augmentant la vitesse de combustion et l'efficacité du transfert de la chaleur. Certains centrales électriques transformant des déchets en énergie peuvent comprendre des systèmes qui fonctionnent en utilisant une combustion du combustible pulvérisé, dans laquelle des combustibles sont injectés dans la chambre de combustion sous la forme d'une poudre fine. Dans une combustion de combustible pulvérisé, on obtient un profil de températures assez hautes dans la chambre de combustion par rapport à d'autres technologies de combustion. Les particules fines sont injectées par des brûleurs dans la partie inférieure de la chambre de combustion en même temps que des gaz, par exemple de l'air, et, en raison de la dimension de particules fines du combustible et de la grande concentration en oxygène, il est produit une flamme d'une température haute. Les déchets brûlés en utilisant cette technologie sont normalement des déchets de bois. Certaines centrales électriques transformant des déchets 25 en énergie peuvent comprendre des systèmes pour faire fonctionner un four à grille ayant une grille fixe ou mobile (se déplaçant, vibrante, oscillante, tournante, etc.). Les combustibles peuvent être introduits dans la chambre de combustion en continu ou par intermittence et ils y subissent 30 une combustion sur une grille qui les supporte. De l'air peut être envoyé à la chambre de combustion par en dessous ou par les côtés de la grille pour favoriser une combustion efficace. Certaines centrales électriques peuvent comprendre une usine à gaz qui utilise le processus de gazéification. On peut utiliser la gazéification pour produire du combustible gazeux propre à partir de combustibles solides moins purs ou de déchets. Dans le processus de gazéification, un combustible est porté à des températures d'environ 400 à 900°C ou même plus haut dans une atmosphère déficiente en oxygène (à une concentration en oxygène hypostoechiométrique pour la combustion). A cette température et dans cette atmosphère gazeuse les molécules organiques complexes sont cassées en des chaînes de poids moléculaires plus petits.
Des gaz d'échappement et/ou des particules solides entraînés dans le lit ou dans les gaz de carneau peuvent quitter le four par un orifice de sortie, par exemple dans la partie supérieure du four, et peuvent être envoyés à un séparateur de particules. Dans le séparateur de particules, la plus grande partie ou sensiblement toutes les particules solides peuvent être séparées du gaz d'échappement. Normalement, un ou plusieurs cyclones, qui utilise des forces tangentielles pour séparer des particules des gaz d'échappement ou des séparateurs électrostatiques (ESP), qui utilise des forces électrostatiques pour séparer des particules des gaz d'échappement, sont reliés au four. Pendant un fonctionnement normal, des cyclones et des ESP peuvent être capables de séparer environ 99,9 % des particules des gaz d'échappement.
Les gaz d'échappement et toutes particules solides restantes ou cendres peuvent ensuite être envoyés à des unités de traitement supplémentaires avant d'être finalement être relâchés dans l'atmosphère. C'est ainsi par exemple que dans un système à utiliser sous la pression atmosphérique, les gaz d'échappement vont dans une chaudière et passent le long de ses tubes contenant de l'eau en fournissant de la chaleur pour transformer l'eau en vapeur. On peut utiliser ensuite la vapeur pour entraîner une turbine à vapeur et produire de l'électricité. Les gaz d'échappement peuvent passer dans un échangeur de chaleur pour récupérer au moins une partie de la chaleur produite pendant le processus de combustion et les gaz d'échappement peuvent passer dans des unités de traitement pour réduire les niveaux d'émission peu souhaitable, tels que des polluants, par exemple des oxydes d'azote ("NOx"), des oxydes de soufre ("S0x") et/ou de la matière en particule ("PM"). La combustion des particules de combustible et/ou le chauffage d'autres matières (par exemple des matières de lit de carbonate de calcium) peut se traduire par le chauffage de matière contenant des alcalins de sorte que des composés alcalins qui y sont contenus sont libérés. Les composés alcalins libérés peuvent réagir sur de la cendre ou d'autres constituants minéraux présents dans le combustible, tels que par exemple du soufre, du chlore et/ou de la silice, ce qui peut donner des dépôts peu souhaitables, une accumulation de cendre sur le lit, la grille et/ou les parois du four et les tubes et/ou des corrosions se produisant sur des zones de surface dénudées des éléments de la chambre de combustion, par exemple sur des réfractaires de la paroi du four et/ou sur des tubes métalliques de la chaudière. Une accumulation de cendre de ce genre, des dépôts et de la corrosion peuvent entraîner une moindre efficacité opératoire et une perte de production due au temps d'arrêt plus grand nécessité par l'entretien.
Sans être limité par une théorie, les composés alcalins peuvent être libérés sous une forme liquide ou sous une forme vapeur, qui peut être entraînée dans les gaz d'échappement. Les composés alcalins peuvent se condenser sur les surfaces de la chambre de combustion et faire que des particules de cendre adhèrent les unes aux autres, ce qui conduit à un encrassement et à une accumulation de cendre peu souhaitable (par exemple sur les tubes de la chaudière) sur les surfaces du système de réacteur. Sans être limité par une théorie, les constituants alcalins combinés à d'autres constituants minéraux de la cendre peuvent former un mélange eutectique qui peut donner des crasses et des dépôts contenant une grande teneur de phase liquide sur les surfaces du réacteur. En outre, la combustion ou le chauffage de particules de combustible peut libérer, dans les gaz de carneau, d'autres substances volatiles, corrosives et dangereuses, telles que le chlore, le soufre, le fluor, des métaux toxiques et d'autres métaux (par exemple du mercure, du plomb, du cadmium, du chrome de l'arsenic, de l'antimoine, du zinc, du vanadium, du baryum, du nickel, du cobalt, du cuivre, du manganèse, de l'étain). Le chlore, le soufre et d'autres métaux toxiques, tels que le plomb, peuvent se condenser avec les alcalins sur les surfaces de la chambre de combustion et sur les particules de cendre ou précipiter sous la forme de matière en particules très fines (particules d'aérosols de moins de 1 pm). Au moins une partie des métaux toxiques entraînés dans les gaz de carneau, notamment le mercure, reste sous forme de vapeur dans le système de la chambre de combustion. Le fluor peut se combiner à l'hydrogène présent dans les gaz de carneau et former des vapeurs de fluorure d'hydrogène (HF) qui est extrêmement corrosif pour les éléments de la chambre de combustion, tels que les parois, les tubes et l'équipement de traitement des gaz de carneau, tels que les cyclones, les séparateurs électrostatiques (ESP), les catalyseurs sélectifs de réduction catalytique (SCR) et analogues. Au moins une partie des particules d'aérosols et de la vapeur toxique contenant du chlore, du fluor et des métaux toxiques peuvent échapper au système de traitement des gaz de carneau en étant émis dans l'atmosphère par la cheminée.
Il s'ensuit qu'il peut être souhaitable d'éliminer au moins une partie des composés alcalins et d'autres substances volatiles minérales peu souhaitables, telles que le soufre, le chlore, le fluor et des métaux toxiques, du four avant qu'ils ne réagissent sur la cendre et/ou d'autres constituants minéraux, par exemple pour réduire ou empêcher des dépôts peu souhaitables, la corrosion, la formation de matière en particule fine et l'émission de vapeurs toxiques. Il peut être en outre souhaitable d'augmenter l'aptitude à la cristallisation des cendres, sa fraction cristalline et sa viscosité et en conséquence de rendre la cendre plus réfractaire, moins collante, moins déformable et moins propre à subir un dépôt et une densification sur les surfaces dénudées des éléments de la chambre de combustion.
La description qui va suivre fera apparaître certains aspects et modes de réalisation de l'invention. Il va de soi que ces aspects et modes de réalisation peuvent être pratiqués dans leur sens le plus large sans avoir une caractéristique ou plusieurs caractéristiques de ces aspects et modes de réalisation. Il va de soi que ces aspects et modes de réalisation sont donnés simplement à titre d'exemple. Suivant l'un de ces aspects, l'invention se rapporte à un procédé de combustion de matière de déchet caractérisé en ce qu'on prévoit un combustible comprenant une matière de déchet, le combustible ayant une teneur en cendre allant de 1,5 à 75 %, on ajoute au combustible de 1 % à 100 % en poids, sur la base de la teneur en cendre du combustible, d'un additif minéral contenant un aluminosilicate pour produire un mélange de combustible et d'additif minéral, facultativement on broie ou on mélange le mélange de combustible et d'additif minéral, facultativement on applique des processus thermiques au mélange de combustible et d'additif minéral, facultativement on injecte l'additif minéral avec de l'air primaire dans le four, facultativement, pour des chambres de combustion à lit fluidisé, on introduit l'additif minéral dans la charge de matière du lit ou dans le système de recharge où on l'injecte directement sur le lit fluidisé et on fait brûler le mélange de combustible et d'additif minéral pour produire de la cendre, l'additif minéral venant en contact avec la cendre qui se forme pendant la combustion pour induire une cristallisation des surfaces de la cendre et réduire ainsi la coalescence de la cendre. Suivant un autre aspect, l'additif minéral comprend, en 5 outre, une matière choisie parmi un aluminosilicate pozzolanique et la cendre volante de charbon. Suivant un aspect, la combustion peut se produire dans un four à grille, une chambre de combustion à grille, dans une chambre de combustion à lit fluidisé, dans une chambre de 10 combustion à combustible pulvérisé ou dans un four rotatif. Suivant un aspect, le combustible utilisé dans la combustion peut être un déchet hétérogène mélangé, tel que par exemple des ordures urbaines solides, des déchets de biomasse, des déchets animaux ou des déchets industriels. Suivant un 15 autre aspect, le combustible peut comprendre des déchets de biomasse pollués. Dans un aspect, le combustible utilisé dans la combustion peut avoir une teneur en cendre d'au moins 10 %, telle que par exemple d'au moins 20 % en poids. Sa teneur en cendre peut être comprise notamment entre environ 10 % et 20 environ 75 %, tel que par exemple entre environ 15 % et environ 50 % ou entre environ 10 % et environ 35 %. Suivant un autre aspect, l'additif minéral peut comprendre un aluminosilicate. C'est ainsi par exemple que l'additif minéral peut englober un minéral choisi parmi le kaolin, 25 l'halloysite, l'argile plastique, l'argile de bauxite, l'argile calcinée, la smectile, la bentonite, la marne argilée, la marne, la marne calcaire, l'andalousite, la kyanite, la sillimanite, la perlite, le mica, la chlorite, l'attapulgite ou la palygorskite et la pyrophyllite. 30 Suivant un autre aspect, l'additif minéral peut comprendre en outre un minéral contenant un métal alcalino-terreux tel que le carbonate de calcium, le carbonate de chaux, le marbre, la craie, la dolomite, le sable d'aragonite, des coquillages, du corail, de la poudre de four à ciment, du talc, de la brucite et du carbonate de magnésium ou du carbonate de calcium ou du carbonate de magnésium. De préférence, l'additif minéral ajouté au combustible représente de 0,2 % à 15 % en poids du combustible.
De préférence, l'additif minéral ajouté au combustible représente de 0,2 % à 5 % en poids du combustible. L'additif minéral ajouté au combustible peut représenter aussi de 1 à 45 % du poids du combustible et, notamment, l'on ajoute au combustible de 1 à 15 % en poids de l'additif minéral sur la base de la teneur en cendre du combustible. Suivant un aspect, l'invention vise un procédé comprenant une matière de déchet, le combustible ayant une teneur en cendre d'au moins 1,5 %, on zone de combustion d'un four pour produire de la cendre, additif minéral contenant un introduit le combustible dans la et on fait brûler le combustible et on introduit dans le four un aluminosilicate à raison de 0,1 % à 12 % du poids du combustible d'une manière qui favorise les réactions solides-gaz entre l'additif minéral et les composés volatils des gaz de carneau en minimisant le contact de l'additif minéral avec le combustible ou avec la cendre, l'additif minéral capturant les alcalins, les composés métalliques toxiques et/ou le fluor des gaz de carneau, en réduisant ainsi la présence de composés métalliques toxiques solubles, de chlorures et/ou de sulfates dans la cendre et l'acide fluorhydrique, les alcalins et/ou les composés volatils métalliques toxiques dans les gaz de carneau. Suivant un autre aspect, la combustion peut se produire dans un four à grille, dans une chambre de combustion à grille, dans une chambre de combustion à lit fluidisé, dans une chambre de combustion pour du combustible pulvérisé ou dans un four rotatif. Suivant un aspect, le combustible utilisé dans la combustion peut être un déchet hétérogène mixte, tel que par exemple des ordures urbaines solides, des déchets de biomasse, des déchets animaux ou des déchets industriels. Suivant un autre aspect, le combustible peut inclure des déchets de biomasse pollués. Suivant un aspect, le combustible utilisé dans la combustion peut avoir une teneur en cendre d'au moins 10 %, telle que par exemple d'au moins 20 %. Suivant un aspect, le combustible à une teneur en cendre allant d'environ 10 % à environ 75 %, tel que par exemple d'environ 15 % à environ 50 %, d'environ 10 % à environ 35 %. Suivant un autre aspect l'additif minéral peut comprendre un aluminosilicate. C'est ainsi, par exemple, que l'additif minéral peut comprendre un minéral choisi parmi le kaolin, l'halloysite, l'argile plastique, l'argile de bauxite, l'argile calcinée, la smectile, la bentonite, la marne argilée, la marne, la marne calcaire, l'andalousite, la cyanite, la sillimanite, la perlite, le mica, la chlorite, l'attapulgite ou la palygorskite et la pyrophyllite. Suivant un aspect, la quantité l'additif minéral utilisé peut représenter de 0,1 à 5 % du poids du combustible tel que par exemple d'environ 1 % à 5 % ou de 2 % à environ 5 % du poids. Suivant un autre aspect, l'additif minéral peut avoir une dimension moyenne des particules (d50) plus petite que 45 microns environ. Suivant encore un autre aspect, l'additif minéral peut comprendre en outre un minéral contenant un métal alcalino terreux tel que le carbonate de calcium, le carbonate de chaux, le marbre, la craie, la dolomite, le sable d'aragonite, des coquillages, du corail, de la poudre de four à ciment, du talc, de la brucite et du carbonate de magnésium ou du carbonate de calcium ou du carbonate de magnésium.
Dans un autre aspect encore, l'additif minéral peut comprendre en outre un minéral en silicate de grande surface spécifique, tel qu'un minéral contenant de la terre de diatomée.
Suivant un aspect, l'additif minéral peut comprendre un aluminosilicate et peut être ajouté pour obtenir un rapport stoechiométrique allant de 10 % à 150 % de l'alcalin dans le combustible disponible pour les réactions : K20 + A1203.2Si02 2KA1SiO4 et Na20 + A1203.2Si02 2NaAlSiO4 et 2KC1 + A1203.2Si02 + H20 , 2KAlSiO4 + 2HC1 et 2NaC1 + A1203.2Si02 + H20 2NaAlSiO4 + 2HC1 et 2KOH + A1203.2Si02 2KA1SiO4 + H20 et 2NaOH + A1203.2Si02 2NaA1SiO4 + H20 et K2SO4 + A1203 - 2Si02 + H20 -1 2KA1SiO4 + H2SO4 (7) et Na2SO4 + A1203. 2Si02 + H20 2NaA1SiO4 +H2SO4 (8) On ajoute parfois l'excès d'aluminosilicate en vue d'augmenter sa disponibilité pour capturer des métaux volatils toxiques et du fluor dans les gaz de carneau. Suivant un autre aspect, l'additif minéral peut comprendre un minéral contenant du calcium ou du magnésium et peut être ajouté pour obtenir un rapport stoechiométrique allant de 10 % à 150 % de fluor ou de chlore disponible pour les réactions : CaO + 2HF CaF2 + H20 ( 9) et Ca0 + 2HC1 CaC12 + H20 (10) et Mg0 + 2HF MgF2 + H20 et Mg0 + 2HC1 MgC12 + H20 (12) Suivant un autre aspect, l'additif minéral peut être injecté dans le four à un endroit souhaité. C'est ainsi par exemple que, suivant un aspect, on peut injecter l'additif minéral avec de l'air secondaire ou tertiaire dans le four.
Suivant un autre aspect, on injecte l'additif minéral directement dans les gaz de carneau au-dessus de la zone de combustion du four. Suivant encore un autre aspect, on injecte l'additif minéral dans une zone de convection de la chaleur du four. Suivant encore un autre aspect, l'additif minéral peut être injecté par l'intermédiaire d'un additif minéral par le biais d'un système SNCR De-NOx avec ou sans composé à base d'ammoniaque ou d'urée. Le système (SNCR) De-NOx est utilisé habituellement pour favoriser la réduction de NOx dans les gaz de carneau par l'injection d'un composé d'ammoniac ou d'urée dans les gaz du four dans la plage de température comprise entre 760°C et 1000°C de préférence entre 850°C et 950°C par des niveaux d'injection multiples (quatre ou davantage). Des températures hautes nécessaires pour obtenir de l'efficacité dans le SNCR De-NOx peuvent exiger que les composés contenant de l'ammoniac ou de l'urée soient injectés dans la partie supérieure de la chambre de combustion. Des exemples de chambres de combustion conçues pour avoir la zone à haute température des gaz souhaitable sont ceux utilisés dans la combustion d'ordures urbaines solides et de biomasse. C'est pourquoi, utiliser le système SNCR De-NOx peut être un moyen efficace d'augmenter l'efficacité de l'additif minéral à capturer des composés volatils dans les gaz de carneau en minimisant son contact avec le combustible ou avec la cendre. Suivant un aspect, on peut injecter l'additif minéral dans le four sous la forme d'une poudre. Suivant un autre aspect, on injecte l'additif minéral dans le four sous la forme d'une suspension. Suivant un autre aspect, on injecte l'additif minéral dans le four sous la forme d'un produit agrégé ou d'un produit aggloméré.
On peut ajouter l'additif minéral dans le four, alors qu'il représente de 0,1 % à 5 % du poids du combustible ou de 1 % à 5 % de ce poids. A part les agencements de structure et les procédures indiqués, les modes de réalisation peuvent comporter un certain nombre d'agencements et procédures autres que ceux explicités ci-après. Il va de soi qu'à la fois la description précédente et la description qui va suivre sont données seulement à titre d'exemple.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION On se reportera maintenant en détail à un certain nombre de modes de réalisation donné à titre d'exemple. On peut faire brûler du combustible dans un four pour produire de la chaleur et la chaleur produite peut à son tour être utilisée pour produire de l'électricité, par exemple par l'intermédiaire d'un générateur de vapeur. Chauffer le combustible et/ou des matières (par exemple du carbonate de calcium) associé à un processus de combustion peut se traduire par la libération de constituants minéraux dans le four, tels que des alcalins, des alcalino-terreux, du soufre, du chlore, du fluor, des oxydes et des métaux (fer, zinc, antimoine, vanadium, arsenic, cadmium, baryum, plomb, mercure, nickel, chrome, cobalt, cuivre, étain, manganèse). Suivant certains modes de réalisation, on peut ajouter un additif minéral au four et la chaleur peut calciner au moins en partie l'additif minéral de manière à ce que l'additif minéral calciné au moins en partie capture au moins une partie des composés alcalins et/ou des composés volatils minéraux au sein du four. En outre l'additif minéral peut venir en contact avec les cendres en formation et agir en tant que sites de nucléation sur les surfaces de la cendre, en augmentant l'aptitude à la cristallisation, sa fraction cristalline et sa viscosité, ce qui traduit par des cendres plus réfractaires.
En conséquence, l'additif minéral rend les cendres moins collantes, moins déformables et moins aptes à subir un dépôt et une densification sur les surfaces dénudées des éléments de la chambre de combustion.
La combustion peut se produire dans un four à grille, dans une chambre de combustion à grille, dans une chambre de combustion à lit fluidisée, dans une chambre de combustion pour du combustible pulvérisé, dans un four tournant ou dans tout autre four configuré pour brûler des déchets.
Le combustible utilisé dans la combustion peut être des déchets hétérogènes mélangés, tels que par exemple des ordures urbaines solides, des déchets de biomasse, des déchets animaux ou des déchets industriels. Des ordures urbaines solides peuvent comporter, par exemple, des ordures ménagères domestiques, des boues d'épuration, des déchets médicaux ou hospitaliers, des meubles, des pneumatiques, des matières textiles, des matières plastiques, du caoutchouc, des cartons et analogues. Comme déchets animaux, on peut citer par exemple des morceaux de viande, des fragments d'os, de la farine d'os, de la litière, du fumier et d'autres substances produites par ou à partir d'une production animale et d'un traitement. La biomasse peut comprendre, par exemple, des déchets agricoles, des résidus forestiers, du déchet de bois, du bois de démolition, des panneaux de particules, des panneaux de fibre agglomérés, des contreplaqués, des palettes en bois et des boîtes et d'autres substances végétales produites par la sylviculture ou par l'agriculture. Suivant un autre aspect, le combustible peut comprendre des déchets de biomasse pollués tels que du bois de démolition, du bois de meuble, du papier fiduciaire déchiqueté, du combustible résiduaire. Des déchets industriels peuvent comprendre, par exemple, des boues industrielles, des boues de pâte à papier, du vieux papier, des vieux cartons, des meubles, des matières textiles, des matières plastiques, du caoutchouc, des cartons et des déchets de tannerie. Des déchets à base de combustible diffèrent des combustibles plus homogènes utilisés habituellement dans des centrales électriques à combustible fossile par plusieurs aspects. Les déchets à base de combustible tendent à avoir une diversité bien plus grande de forme de dimension et, dans certain cas, de plasticité et d'aptitude à s'écouler, en particulier dans les cas où de la matière plastique ou du caoutchouc sont présents. La composition de déchets à base de combustible peut varier aussi beaucoup en fonction de la source. La teneur en cendre peut aller d'une valeur aussi basse que 0,4 % en poids (pour des déchets de contreplaqué) à une valeur aussi grande que 75 % en poids (pour du fumier de bétail). Cela peut conduire à la production d'une quantité de cendre de dépôt plus grande que celle de cendre volante. Suivant un aspect, le combustible utilisé dans la combustion peut avoir une teneur en cendre d'au moins 10 % telle que par exemple 20 % en poids, d'au moins 30 % en poids, d'au moins 40 % en poids ou plus grande qu'environ 50 % en poids. La teneur en cendre relativement grande de combustibles résiduaires peut se traduire par plusieurs effets non souhaitables. C'est ainsi, par exemple, qu'une formation de scories et/ou une agglomération de cendres qui se déposent peut se produire sur la grille ou sur le lit du four en bloquant l'alimentation en combustible et l'élimination des cendres. Il est nécessaire de maintenir un flux réglé d'élimination des cendres de la grille ou la fluidité du lit fluidisé afin de maintenir une alimentation régulière en combustible, qui garantit une combustion stable et efficace et un fonctionnement approprié de la chaudière et une bonne disponibilité. En outre, la cendre, la scorie et les dépôts peuvent être réactifs chimiquement et peuvent endommager les revêtements réfractaires de paroi et d'autres éléments du four, puisque de grandes quantités de substances volatiles peuvent se dégager de combustible résiduaire dans les gaz de carneau, y compris par exemple du sodium, du potassium, du soufre, du chlore, du fluor, du phosphore et des métaux (par exemple Hg, Pb, Cd, Cr, As, Sb, Fe, Zn, V, Ba, Ni, Co, Cu, Mn, Sn) et ensuite se condenser sur les surfaces de la chambre de combustion. Des gaz de carneau contenant des composés fluorés (par exemple HF) produits par combustion de matières plastiques et d'autres matières synthétiques, peuvent être particulièrement corrosifs. Dans certains cas, l'incinération de grands volumes de déchets peut avoir plus d'importance qu'une grande production d'énergie. La législation impose des contraintes sur la mise au rebut des cendres, une température de flamme pour brûler des dioxines et des furannes et l'émission de composés métalliques toxiques et de matières en particules fines. Des cendres contenant une grande quantité de sulfates, chlorures et composés métalliques toxiques solubles doivent habituellement être mises en décharge (à l'exception des cendres de biomasse). Suivant un aspect de l'invention, il peut être bénéfique, dans certains cas, d'introduire l'additif minéral de manière à maximiser son contact et son interaction ultérieure avec les cendres qui se forment, par exemple, avec les cendres volantes, les cendres qui se déposent et les scories. Une application de ce genre peut procurer un certain nombre de bénéfices, tels que : la réduction de la scorification, une friabilité accrue des scories, la minimisation de la chute de grands morceaux de scorie des parties supérieures de la chambre de combustion, qui peut provoquer une défluidisation du lit, un flux amélioré d'alimentation en combustible de la chambre de combustion, une efficacité améliorée de la combustion, une élimination plus facile et plus efficace des scories et des cendres de la chambre de combustion (des parois, de la grille et/ou du lit) la stabilisation de la vitesse de dégagement de la chaleur, une résistance chimique améliorée aux cendres dans des atmosphères humides et une réduction de la lixiviation de métaux toxiques dans des solutions aqueuses. Une application de ce genre peut améliorer aussi les caractéristiques de la cendre qui se dépose et de la cendre volante, ainsi qu'augmenter le rapport cendre qui se dépose à cendre volante, augmenter sa qualité et son aptitude à être utilisée dans des applications telles que des matériaux routiers, des charges pour la construction, et créer la possibilité d'explorer de nouvelles utilisations. En plus de l'effet sur la cendre et sur les propriétés de la combustion, l'additif minéral ajouté à des dosages faibles en contact intime avec le combustible peut capturer encore avec bénéfice une partie des substances alcalines volatiles se dégageant pendant la combustion, avant de venir en contact avec les cendres qui se forment en contribuant aussi à réduire la pression partielle des chlorures de métal alcalin et des sulfates de métal alcalin (NaC1, KC1, Na2SO4, K2SO4) dans les gaz de carneau et ainsi la condensation des sels de métaux alcalins sur les tubes de l'échangeur de chaleur c'est-à-dire diminuer l'encrassement. En réduisant l'encrassement, la corrosion est aussi réduite et le transfert de chaleur dans les échangeurs de chaleur est amélioré. Cet avantage peut être obtenu, pour autant que le dosage de l'additif minéral représente au moins 10 % du rapport stoechiométrique de l'alcalin dans le combustible disponible pour les réactions entre les additifs minéraux et les substances alcalines volatiles (1) à (8) décrites précédemment. Ajouter l'additif minéral au four de manière à maximiser, un contact avec les surfaces de la cendre, peut induire une cristallisation à la surface de la cendre. L'amélioration de la cendre et la scorification de la cendre impliquent, en général, un mécanisme de coalescence de particules individuelles de cendre, suivi d'un frittage. La coalescence et le frittage de particules de cendre dépendent beaucoup des mécanismes de transport de masse ayant lieu à la surface de la cendre. Un écoulement visqueux de particules de cendre fondue peut être le mécanisme de transport de masse primaire conduisant à la coalescence et au frittage de particules de cendre pendant une agglomération et une scorification de cendre. Les additifs minéraux peuvent agir en tant que sites de nucléation pour des cristaux sur les surfaces de la cendre fondue. La cristallisation des surfaces de la cendre empêche l'écoulement visqueux et en conséquence la coalescence de particules de cendre, en empêchant ainsi le frittage. Les scories et les produits agglomérés de cendre formés finalement ont une porosité plus grande et sont plus friables. La perméabilité au gaz à travers les cendres en formation est augmentée aussi, ce qui permet un écoulement uniforme de l'air et des gaz de combustion dans le combustible et les particules de cendre en formation, en évitant une augmentation ponctuelle de la vitesse des gaz et en évitant ainsi que de fines particules de cendre soient entraînées dans les gaz de carneau. Il s'ensuit qu'une réduction de la quantité de cendre volante est favorisée. Le rapport des cendres qui se déposent aux cendres volantes est ainsi augmenté. Des quantités relativement petites de particules fines bien dispersées d'additif minéral peuvent être suffisantes pour induire une cristallisation à la surface de la cendre telle que d'environ 0,2 % à environ 10 % en poids rapportée au poids du combustible. C'est ainsi, par exemple, que l'on peut induire une cristallisation par les particules d'additif minéral sur la surface de la cendre par l'introduction d'un grand nombre de sites de nucléation et par l'augmentation locale de la concentration des éléments A1203 et/ou MgO et/ou CaO sur la surface de la cendre. Les performances d'induction d'une cristallisation à la surface peuvent être favorisées par l'utilisation d'argiles ayant une structure feuilletée unique de silicate (argiles 1:1). Une cristallisation à la surface des cendres diminue l'agglomération et la densification des cendres en s'opposant à une formation de scories. Les scories obtenues ont une plus grande porosité et sont plus friables, ce qui fait que les scories sont plus faciles à réduire en petits morceaux. On peut empêcher que de grands morceaux de scorie ne tombent des parties supérieures de la chambre de combustion sur le lit fluidisé. Des scories et des cendres qui se déposent sont aussi évacuées plus facilement de chaudières à grille et à lit fluidisé, de manière à maintenir constante l'alimentation en combustible et l'élimination de cendres de la grille et du lit fluidisé. La combustion du combustible est améliorée par deux facteurs, une alimentation meilleure et plus régulière en combustible de la chambre de combustion et la porosité plus grande et la perméabilité des cendres en formation pendant la combustion, qui permet un meilleur accès en oxygène à la réaction de combustion de la matière de combustible. Suivant un autre aspect de l'invention, des métaux alcalins et toxiques localisés sur la surface de la cendre (provenant de l'absorption ou de la condensation sur la surface de la cendre) peuvent être immobilisés par cristallisation et fixés en des structures cristallines en 3D ce qui réduit leur disponibilité pour la formation de chlorures et de sulfates solubles. La cendre qui se dépose a ainsi également une résistance chimique améliorée dans des ambiances humides et une lixiviation de métaux toxiques par des solutions aqueuses est réduite considérablement. Les caractéristiques et les qualités de la cendre qui se déposent améliore son aptitude à être utilisée dans des applications, telles que des matériaux routiers, des charges pour la construction, et crée la possibilité d'explorer de nouvelles applications qui n'étaient pas possibles sinon. C'est ainsi, par exemple, que l'additif minéral peut être ajouté au combustible résiduaire avant son introduction dans la chaudière. Dans certain cas, il peut être bénéfique de co- traiter le combustible résiduaire et l'additif minéral en les soumettant à des processus mécaniques, tels que le pressage, la compaction, le broyage, le déchiquetage, le cisaillement, la découpe et analogue ou en les soumettant à des processus thermiques ou à un préchauffage. Dans un autre exemple, on peut introduire l'additif minéral en le pulvérisant sous la forme d'une suspension sur le combustible résiduaire avant son introduction dans la chaudière. Dans un autre exemple, on peut injecter l'additif minéral directement sur le combustible résiduaire pendant son introduction dans la chaudière. Suivant un autre aspect encore, dans une chambre de combustion à lit fluidisé, on peut introduire l'additif minéral par l'intermédiaire du système d'alimentation ou de réalimentation en le matériau du lit directement sur le lit fluidisé. Dans un autre exemple encore, on peut introduire l'additif minéral dans la chaudière sous la forme d'une poudre, d'un produit aggloméré ou d'une suspension avec l'air primaire. Dans les cas dans lesquels on ajoute l'additif minéral de manière à maximiser le contact avec le combustible résiduaire et les cendres, on peut adapter le dosage de l'additif minéral pour être sur de fournire suffisamment d'additif minéral pour qu'il interagisse avec la teneur en cendre escomptée produite par le combustible. Il peut être par exemple bénéfique de prévoir l'additif minéral en une quantité allant d'environ 1 % à environ 100 % en poids par rapport à la teneur en cendre non volatile du combustible. Cela peut aller d'environ 0,2 % en poids par rapport au combustible dans les cas dans lesquels le combustible résiduaire est un déchet de bois jusqu'à 15 % dans les cas dans lesquels le combustible résiduaire comprend des boues d'épuration ou du fumier vieilli de bétail. Dans certains aspects, l'additif minéral peut comprendre du kaolin, de l'argile plastique, de l'argile de bauxite, de la smectite, de la bentonite, de la marne argilée, de la marne, de la marne calcaire, d'autres argiles et/ou des minéraux rétractaires en aluminosilicate, tels que de l'halloysite, de l'argile calcinée, de l'andalousite, de la kyanite, de la sillimanite, de la perlite, du mica, de la chlorite, de l'attapulgite ou de la palygorskite et de la pyrophyllite.
Dans certains aspects, l'additif minéral peut comprendre un ou plusieurs de ce qui précède et un deuxième minéral, tel qu'un minéral à base de calcium ou un minéral à base de magnésium, tel que du carbonate de calcium, du carbonate de chaux, du marbre, de la craie, de la dolomite, du sable d'aragonite, des coquillages, du corail, de la poudre de four à ciment, du talc, de la brucite et du carbonate de magnésium. Suivant un autre aspect, on peut ajouter l'additif minéral à la zone de combustion ou au four d'une manière destinée à maximiser la réaction de l'additif minéral avec des constituants des gaz de carneau, tout en minimisant un contact direct avec le combustible et avec la cendre. Un mode d'introduction de ce genre favorise des réactions entre des particules d'additif minéral et des composés volatils dégagés dans les gaz de carneau pendant la combustion de déchet.
Suivant cet aspect, on introduit un additif minéral de manière à éviter un contact avec de la cendre solide ou liquide et avec le combustible. C'est ainsi, par exemple, que, dans des chaudières à grille, on peut injecter les particules d'additif minéral dans le flux de gaz de carneau après la zone d'introduction du combustible, en évitant ainsi un contact avec le combustible et avec la cendre qui se dépose dans la grille. Dans des chaudières à lit fluidisé à barbotage, on peut injecter les particules minérales dans le flux de gaz de carneau après le lit fluidisé. Ces modes d'injection sont destinés à diriger les particules d'additif minéral parallèlement à la direction d'écoulement des gaz de carneau afin d'empêcher une projection de particules minérales sur des scories et des dépôts au fond de la zone de combustion.
Lorsque l'on ajoute l'additif minéral directement dans les gaz de carneau, on peut procurer les avantages suivants : la réduction ou l'élimination de la formation de dépôts de sel sur les tubes d'échangeur de chaleur, la réduction de la corrosion des matériaux formant la chambre de combustion en raison de la quantité réduite de dépôts et de la modification de la composition (ayant une moindre teneur en alcalins, chlorures et sulfates) et de la structure des dépôts formés finalement (ils sont plus poreux et sont éliminés facilement par la turbulence des gaz de carneau) la réduction des métaux toxiques ou d'autres composés métalliques, tels que des émissions de Hg, Pb, Cd, Cr, As, Sb, Fe, Zn, V, Ba, Ni, Co, Cu, Mn, Sn dans l'atmosphère ambiante, la réduction d'émission de matière de fines particules (aérosols inférieurs à 1 pm), la réduction de chlorures de sulfates solubles dans l'eau dans la cendre volante, l'augmentation de la résistance chimique des cendres volantes et en conséquence la réduction de la lixiviation de métaux toxiques dans des milieux aqueux, l'amélioration de la qualité des cendres volantes pour une mise à la décharge plus sure et moins coûteuse, l'amélioration de la qualité des cendres volantes à utiliser comme charge de matériaux de construction (c'est-à-dire des propriétés de pozzolane améliorées pour des applications dans des ciments), la réduction de la corrosion des parties métalliques et des parties réfractaires provoquées les sels de métal alcalin et par la vapeur de HF et une durée de vie prolongée de l'équipement de traitement des gaz de carneau (cyclone, SCR, ESP, etc.). En outre, dans le cas où des particules d'additif minéral viennent finalement en contact avec les cendres volantes, tous les bénéfices d'augmentation de l'aptitude à la cristallisation des cendres et de sa fraction cristalline sont obtenus. Les cendres volantes obtenues sont alors plus réfractaires, moins collantes, moins déformables et moins sujettes à subir un dépôt et une densification sur les surfaces dénudées des éléments de la chambre de combustion. Suivant cet aspect, des particules d'additif minéral peuvent être sous la forme d'une poudre ou d'une suspension pour faciliter la dispersion en des particules minérales individuelles pendant l'injection dans la chambre de combustion afin de maximiser la vitesse de réaction avec les composés des gaz de carneau. La dispersion de l'additif minéral en des particules individuelles, de paire avec la maximalisation de la durée d'exposition individuelle dans les gaz de carneau, se traduit par un rendement de réaction totale accrue entre l'additif minéral et les composés volatils des gaz de carneau. La dispersion de l'additif minéral en des particules individuelles peut être efficace pour augmenter l'exposition des surfaces du minéral riches en oxygène. Ces surfaces du minéral riches en oxygène peuvent alors agir pour augmenter l'oxydation d'éléments métalliques toxiques volatils dégagés pendant la combustion des déchets, tels que Pb, Hg, As, Cd, Cr, Sb, Co, Cu, Ba, Mn, Ni, V, Sn, Zn, conduisant à la formation des oxydes métalliques correspondants sur la surface minérale et immobilisant efficacement les métaux. En outre, aux températures hautes auxquelles on opère dans la zone de rayonnement ou de convection de la chaleur (entre 600°C et 1200°C), les ions de métaux oxydés formés sur les surfaces des particules minérales sont aussi aptes à diffuser dans la particule minérale et à se fixer dans la structure du minéral d'aluminosilicate en trois dimensions. L'aptitude à diffuser des éléments métalliques dans les particules minérales et, en conséquence, la fixation des métaux dans la structure d'aluminosilicate, augmente avec la température et c'est pourquoi, suivant un aspect de l'invention, on peut injecter l'additif minéral dans une zone de haute température (entre 600°C et 1200°C) de la chaudière. Des additifs minéraux ayant une surface silicatée sont aussi aptes à réagir sur des polluants HF des gaz de carneau, qui peuvent se produire pendant la combustion de certaines matières plastiques et de certains polymères synthétiques (polymères fluorés). HF peut réagir avec la structure réticulée de silicate des minéraux de silicate par la réaction : HF + 0 - Si - 0 - Si - - Si - OH + - Si - F en incorporant en fluor dans sa structure. Les argiles ayant une double structure feuillée de silicate (structure 2:1) peuvent donner une vitesse de réaction relativement grande avec des éléments métalliques toxiques et du fluor. La terre de diatomée a aussi une structure de silicate très poreuse et une grande surface spécifique et peut être ajoutée au mélange d'additif minéral pour augmenter l'efficacité de la réaction sur des composés métalliques toxiques et des composés volatils fluorés des gaz de carneau. Suivant un aspect de l'invention, on peut mélanger aussi des minéraux contenant du calcium et du magnésium à des additifs minéraux en aluminosilicate afin d'augmenter la réaction de l'additif minéral sur le fluor et le chlore, en formant du CaF2, du CaC12, du MgF2, du MgC12, et capturer des composés phosphorés volatils. C'est pourquoi, en introduisant l'additif minéral dans les gaz de carneau, on peut réduire la teneur en HF en amont du système de traitement des gaz de carneau, et on peut réduire aussi la corrosion. Suivant cet aspect, on peut ajouter l'additif minéral à un dosage allant de 10 % à 150 % ou plus du rapport stoechiométrique de l'alcali dans le combustible disponible pour les réactions K2O + A1203.2Si02 2KA1SiO4 et Na2O + A1203.2Si02 2NaAlSiO4, ou n'importe laquelle des réactions précédentes allant de (1) à (8) entre des aluminosilicates et des composés de métaux alcalins, tels que NaCl, KC1, NaOH, KOH, Na2SO4 f K2S0 4 présentés auparavant. L'excès d'aluminosilicate est ajouté parfois en vue d'augmenter sa disponibilité à capturer des métaux volatils toxiques dans les gaz de carneau ; la teneur en CaCO3 ou en tout composé à base de calcium et de magnésium va de 10 % à 50 % du rapport stoechiométrique du fluor et du chlore dans le combustible disponible pour former CaC12 ou CaF2 ou MgC12 ou MgF2. Normalement, suivant cet aspect, le dosage peut aller d'environ 0,1 % en poids par rapport au combustible pour du déchet de bois, jusqu'à une valeur aussi grande de 12 % ou plus en poids pour du combustible à base de boue d'épuration, de boue de pâte à papier ou de déchets animaux. Suivant cet aspect, il peut être préférable d'injecter l'additif minéral avec l'air secondaire ou tertiaire dans la chaudière sous la forme d'une poudre ou d'une suspension. On injecte de l'air secondaire et tertiaire pour assurer une combustion complète des constituants organiques en phase gazeuse, volatilisés à partir du combustible résiduaire pendant la combustion avec de l'air primaire. En variante, on peut injecter l'additif minéral dans les gaz de carneau au- dessus de la flamme ou du lit fluidisé dans la zone de chaleur rayonnante de la chaudière sous la forme d'une poudre ou d'une suspension. On peut injecter aussi l'additif minéral dans la zone de convection de la chaleur de la chaudière sous la forme d'une poudre ou d'une suspension. En variante, on peut injecter l'additif minéral dans les gaz de carneau par l'intermédiaire du système SNCR De-NOx avec ou sans composé contenant de l'ammoniac ou de l'urée. Suivant cet aspect, l'additif minéral peut comprendre un ou plusieurs d'argile plastique, de kaolin ou d'autres minéraux ou argiles d'aluminosilicate. Suivant un autre aspect, l'additif minéral peut comprendre un mélange d'un minéral d'aluminosilicate et d'un minéral à base de calcium ou de magnésium. Suivant un autre aspect, l'additif minéral peut comprendre un mélange d'un minéral d'aluminosilicate et d'un minéral de silice, par exemple de la terre de diatomée. Suivant certains modes de réalisation, un procédé pour faire fonctionner un four peut comprendre au moins les stades d'introduction d'une matière combustible contenant un composé minéral dans un four, d'introduction d'un additif minéral ayant une teneur en humidité d'au moins environ 5 % (par exemple une teneur en humidité allant d'environ 5 % en poids, environ 15 % en poids) dans le four et d'élimination d'au moins une partie de l'additif minéral du four ou de son courant de gaz d'échappement. Suivant certains modes de réalisation, l'additif minéral peut comprendre de l'argile en morceaux, par exemple de l'argile hydratée qui peut être séché partiellement jusqu'à une teneur en humidité allant d'environ 1 % en poids à au moins environ 50 % en poids. Suivant certains modes de réalisation, l'argile en morceaux peut être séchée partiellement jusqu'à une teneur en humidité allant d'environ 4 % en poids à environ 16 % en poids, par exemple d'environ 8 % en poids à environ 12 % en poids (par exemple d'environ 10 % en poids), d'environ 5 % en poids à environ 10 % en poids ou d'environ 10 % en poids à environ 15 % en poids. Suivant certains modes de réalisation donnés à titre d'exemple, l'argile peut comprendre un ou plusieurs argiles en morceaux, de l'argile qui a été déchiquetée ou broyée, de l'argile non enrichie, du kaolin, de l'argile plastique (par exemple de l'argile qui comprend de 20 à 80 % de kaolin, de 10 % à 35 de mica et/ou 6 à 65 % de quartz), et de l'argile provenant de morts-terrains ou de déchets de processus d'une opération de mine de kaolin ou de n'importe quel aluminosilicate (par exemple de l'argile provenant de matière se trouvant au-dessus de dépôts de kaolin exploités dans une mine). Suivant certains modes de réalisation, l'argile peut avoir une surface spécifique BET d'au moins environ 9 m2/g, par exemple, d'au moins environ 10 m2/g ou d'au moins environ 15 m2/g. Dans certains modes de réalisation, l'additif minéral peut être transformé au moins en partie en un additif minéral calciné dans un four. Dans certains modes de réalisation, l'additif minéral calciné au moins en partie peut servir à capturer au moins une partie de l'alcali présent dans le four. Dans certains modes de réalisation, l'additif minéral peut être transformé, au moins en partie, en un additif minéral calciné dans un four. Dans certains modes de réalisation, l'additif minéral calciné, au moins en partie, peut servir à capturer au moins une partie de l'alcali présent dans le four. Dans certains modes de réalisation, l'additif minéral peut venir en contact avec de la cendre afin d'agir en tant que sites de nucléation pour la cristallisation de la surface des cendres, en augmentant ainsi l'aptitude à la cristallisation, la fraction cristalline et sa viscosité, en éliminant un écoulement visqueux et la coalescence des cendres. Le frittage des particules de cendres est empêché ou gêné grâce à des cendres plus réfractaires. Avant d'introduire l'additif minéral dans le four on peut, dans certains modes de réalisation, soumettre la dimension d'au moins l'un des additifs minéraux à au moins un processus de modification physique. C'est ainsi, par exemple, qu'un processus ou des processus de modification physiques peuvent servir à réduire la dimension de l'additif minéral à, par exemple, environ 2,4 cm ou moins. Dans certains modes de réalisation, un processus exemplaire de modification physique peut réduire la dimension de l'additif minéral à environ 1,8 cm ou moins, par exemple, à environ 1,2 cm ou moins. Dans certains modes de réalisation, le processus exemplaire de modification physique peut réduire la dimension de l'additif minéral a environ 0,6 cm ou moins (par exemple à environ 0,3 cm ou moins). Dans d'autres modes de réalisation, l'additif minéral peut comprendre des produits agglomérés d'argile ayant une dimension de morceau maximum de pas plus d'environ 7,6 cm, telle que pas plus d'environ 5 cm ou pas plus d'environ 2,5 cm. Comme exemple de modification physique exemplaire, on peut citer au moins l'un du concassage, du martelage, du concassage au rouleau, du séchage, du broyage, de l'extrusion de la séparation triboélectrique, du triage par liquide et du triage pneumatique. Suivant certains modes de réalisation, on peut introduire de la matière inerte dans le four comme support de fluidisation. Comme exemple de matière inerte, on peut citer, et sans limitation, du sable, des résidus de combustible et/ou du gypse. Dans certains modes de réalisation, on peut choisir une matière inerte fine pour améliorer l'efficacité de séparation dans un cyclone ou dans plusieurs cyclones, qui peut être associée au système de four. L'additif minéral utilisé dans le procédé donné à titre d'exemple décrit dans le présent mémoire peut prendre diverses formes et peut subir divers processus. C'est ainsi, par exemple, que l'additif minéral peut comprendre de l'argile déchiquetée et/ou concassé. Dans certains modes de réalisation, l'argile peut être de l'argile non enrichie. Tel qu'utilisé dans le présent mémoire, de l'argile non enrichie peut comprendre de l'argile qui n'a pas été soumise à au moins un processus choisi parmi la dispersion, la dilution, la floculation sélective, la lixiviation par l'ozone, le triage, la séparation magnétique, la lixiviation chimique, la flottation et la déshydratation de l'argile. Dans certains modes de réalisation, au moins une partie de l'argile peut être du kaolin, par exemple, un aluminosilicate hydraté de formule Al2Si205(OH)4. Dans certains modes de réalisation, l'argile peut comprendre de l'argile plastique. Dans certains modes de réalisation, l'argile peut comprendre de l'argile dérivée de déchets de morts-terrains ou de processus d'une opération d'extraction d'une mine de kaolin ou d'un minéral d'aluminosilicate. Dans certains modes de réalisation, l'argile peut être de l'argile provenant d'argile brute ayant une teneur en humidité d'au moins environ 15 %. L'argile peut inclure, par exemple, du kaolin montmorillonitique. L'additif minéral utilisé dans les procédés donnés à titre d'exemple qui sont décrits dans le présent mémoire peut être une combinaison d'argiles hydratées. C'est ainsi, par exemple, qu'au moins une argile hydratée peut être choisie pour fournir de la résistance de liaison à la combinaison d'argiles hydratées. Dans certains modes de réalisation, au moins une argile hydratée peut être choisie pour augmenter le caractère granuleux de la combinaison d'argiles hydratées. Suivant certains modes de réalisation, l'additif minéral utilisé dans les procédés donnés à titre d'exemple et décrits dans le présent mémoire peut avoir une surface spécifique BET mesurable. C'est ainsi, par exemple, que la surface spécifique BET peut être au moins d'environ 5 m2/g en étant, par exemple, d'au moins 10 m2/g ou d'au moins environ 15 m2/g ou d'au moins environ 25 m2/g. L'additif minéral utilisé dans les procédés donnés à titre d'exemple et décrits dans le présent mémoire, peut avoir une dimension de particules mesurable. Les dimensions de particules et d'autres propriétés de dimensions de particules auxquelles on se réfère ici, telle que la distribution de la dimension de particules ("psd"), peuvent être mesurées en utilisant un instrument SEDIGRAPH 5100 tel que fournit par Micromeritics Corporation. C'est ainsi, par exemple, que la dimension d'une particule donnée peut être exprimée en terme de diamètre d'une sphère de diamètre équivalent qui sédimente dans la suspension, c'est-à-dire, d'un diamètre sphérique équivalent ou "esd". La dimension de particules mesurable peut indiquer la granulométrie relative de l'additif minéral. Dans certains modes de réalisation, environ 20 % à environ 90 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure à environ 1 pm. Dans certains modes de réalisation, environ 20 % à environ 70 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure à 1 pm. Dans certains modes de réalisation, environ 35 % à environ 45 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure à 1 pm. Dans certains modes de réalisation, environ 30 % à environ 40 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure à 1 pm. Dans certains modes de réalisation, environ 40 % à environ 60 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure à environ 1 pm. Dans certains modes de réalisation, environ 20 % à environ 95 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure à environ 2 pm. Dans certains modes de réalisation, environ 30 % à environ 80 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure à 2 pm. Dans certains modes de réalisation, environ 65 % à environ 75 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure à environ 2 pm. Dans certains modes de réalisation, environ 60 % à environ 70 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure d'environ 2 pm. Dans certains modes de réalisation, environ 70 % à environ 80 % de l'additif minéral ont une dimension de particules inférieure d'environ 2 pm.
L'additif minéral utilisé dans les procédés donnés à titre d'exemple et décrits dans le présent mémoire peut avoir un résidu de tamis lavé mesurable, par exemple, une rétention au tamis lavé de 0,044 mm mesurable. C'est ainsi, par exemple, que la rétention au tamis de lavage de 0,044 mm peut aller d'environ 0,2 % à environ 9 %. Dans certains modes de réalisation, la rétention au tamis de lavage de +0,044 mm peut aller d'environ 0,5 % à environ 8 %. Dans certains modes de réalisation, la rétention au tamis de lavage de +0,044 mm peut aller d'environ 0,5 % à environ 8 %. Dans certains modes de réalisation, la rétention au tamis de lavage de +0,044 mm peut aller d'environ 0,5 % à environ 5 %. Dans certains modes de réalisation, la rétention au tamis de lavage de +0,044 mm peut aller d'environ 0,5 % à environ 1,5 %. Dans certains modes de réalisation, la rétention au tamis de lavage de +0,044 mm peut aller d'environ 4 % à environ 5 %. Dans certains modes de réalisation, la rétention au tamis de lavage de +0,044 mm peut aller d'environ 1 % à environ 4,5 %. Dans certains modes de réalisation, la rétention au tamis de lavage de +0,044 mm peut aller d'environ 4,5 % à environ 9 %. Suivant certains modes de réalisation, des matières combustibles contenant des composés minéraux peuvent comprendre du carbonate de calcium. Dans certains modes de réalisation, le carbonate de calcium peut être fourni sous la forme de carbonate de chaux en particules, de marbre, de craie, de dolomite, de sable aragonitique, de coquillages, de corail et/ou de leurs mélanges. Dans un mode de réalisation, la matière contenant des composés minéraux peut comprendre du carbone de calcium provenant d'un dépôt d'origine marine, par exemple, le composé minéral peut comprendre un sel résiduel d'eau de mer. Suivant certains modes de réalisation, la combustion peut se produire dans un four qui fait partie d'un système de réacteur à lit fluidisé pour produire de l'électricité, par l'intermédiaire, par exemple, d'un générateur de vapeur. C'est ainsi, par exemple, que le four peut faire partie d'un système de réacteur à lit fluidisé à barbotage. Le four peut faire partie d'autres systèmes pour faire brûler des matières contenant des composés minéraux connus de l'homme du métier.
Les procédés donnés à titre d'exemple et décrits dans le présent mémoire peuvent être utilisés en association avec une grande diversité de combustibles et/ou de matières contenant des composés minéraux. Dans certains modes de réalisation, le combustible peut contenir une matière alcaline.
Suivant certains modes de réalisation, le combustible, associé à des procédés donnés à titre d'exemple et décrits dans le présent mémoire, peut comprendre du biocarburant résiduaire provenant, par exemple, de la biomasse. Comme source de biomasse donné à titre d'exemple, on peut citer sans limitation le bois et copeaux de bois, des copeaux de paille, de la tourbe, de la lignocellulose, de la biomasse résiduaire, telle que de la bagasse, des tiges de blé, des tiges de maïs, des tiges d'avoine et/ou de la biomasse énergétique, telle que par exemple des herbes du genre Miscanthus. Dans certains modes de réalisation, des matières contenant des composés minéraux peuvent comprendre des matières choisies pour réduire au moins l'un de SOx et de NOx. C'est ainsi, par exemple, que la matière ou les matières contenants les composés minéraux choisies pour réduire au moins l'un de SOx ou NOx peuvent comprendre du carbonate de calcium. Du carbonate de calcium peut, par exemple, provenir de la mer. Suivant certains modes de réalisation, la matière ou les matières peuvent comprendre au moins l'un d'un piège de SOx et NOx. En plus de l'additif minéral, dans certains modes de réalisation, les particules de matières solides peuvent comprendre au moins l'un des pièges de SOx et de NOx et/ou une matière inerte. Un piège de SOx exemplaire peut inclure, par exemple, et sans limitation du carbonate de calcium. Des matières inertes exemplaires peuvent inclurent, par exemple, le sable, le gypse et/ou des résidus de combustible. Pour prévenir tous doutes, la présente invention inclut tout ce qui est défini dans les paragraphes suivants. 1. Procédé de combustion de matière de déchet, caractérisé en ce que : on prévoit un combustible comprenant une matière de déchet, le combustible ayant une teneur en cendre allant de 1,5 à 75 % ; on ajoute au combustible de 1 % à 100 % en poids sur la base de la teneur en cendre du combustible d'un additif minéral contenant un aluminosilicate pour produire un mélange de combustible et d'additif minéral facultativement on broie ou on mélange le mélange de combustible et d'additif minéral ; facultativement on applique des processus thermiques au mélange de combustible et d'additif minéral facultativement on injecte l'additif minéral avec de l'air primaire dans le four facultativement, pour des chambres de combustion à lit fluidisé, on introduit l'additif minéral dans la charge de matière du lit ou dans le système de recharge où on l'injecte directement sur le lit fluidisé et on fait brûler le mélange de combustible et d'additif minéral pour produire de la cendre ; dans lequel l'additif minéral vient en contact avec la cendre qui se forme pendant la combustion pour induire une cristallisation des surfaces de la cendre et réduire ainsi la coalescence de la cendre. 2. Procédé suivant le paragraphe 1, caractérisé en ce que l'additif minéral ajouté au combustible représente de 0,2 % à 15 % en poids du combustible. 3. Procédé suivant le paragraphe 1, caractérisé en ce que l'additif minéral ajouté au combustible représente de 0,2 % à 5 % en poids du combustible. 4. Procédé suivant le paragraphe 1, caractérisé en ce que l'additif minéral ajouté au combustible représente de 1 à 45 % du poids du combustible. 5. Procédé suivant le paragraphe 1, caractérisé en ce que l'on ajoute au combustible 1 à 15 % en poids de l'additif minéral sur la base de la teneur en cendre du combustible. 6. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que la combustion se produit dans une chambre de combustion choisie parmi un four à grille, une chambre de combustion de chaudière, une chambre de combustion à lit fluidisé, une chambre de combustion à combustible pulvérisée et un four rotatif. 7. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que l'aluminosilicate comprend un minéral choisi parmi le kaolin, l'halloysite, l'argile plastique, l'argile de bauxite, l'argile calcinée, la smectile, la bentonite, la marne argilée, la marne, la marne calcaire, l'andalousite, la kyanite, la sillimanite, la perlite, le mica, la chlorite, l'attapulgite ou la palygorskite et la pyrophyllite. 8. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que l'additif minéral comprend en outre une matière choisie parmi un aluminosilicate pozzolanique et la cendre volante de charbon. 9. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que l'additif minéral comprend en outre un minéral contenant un métal alcalino-terreux, tel que le carbonate de calcium, le carbonate de chaux, le marbre, la craie, la dolomite, le sable d'aragonite, des coquillages, du corail, de la poudre de four à ciment, du talc, de la brucite et du carbonate de magnésium. 10. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que l'additif minéral a une dimension moyenne des particules (d50) plus petite que 45 microns. 11. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que le combustible comprend des ordures urbaines solides. 12. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le combustible comprend du déchet de biomasse. 13. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que le combustible comprend des déchets animaux. 14. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que le combustible comprend des déchets industriels. 15. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que le combustible a une teneur en cendre d'au moins 10 %. 16. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que le combustible a une teneur en cendre d'au moins 20 %. 17. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, caractérisé en ce que le combustible à une teneur en cendre allant d'environ 10 % à environ 75 %, telle que par exemple d'environ 15 % à environ 50 %, d'environ 10 % à environ 35 %. 18. Procédé de combustion d'une matière de déchet caractérisé en ce que : on se procure un combustible comprenant une matière de déchet, le combustible ayant une teneur en cendre d'au moins 1,5 % ; on introduit le combustible dans la zone de combustion d'un four et on fait brûler le combustible pour produire de la cendre, et on introduit dans le four un additif minéral contenant un aluminosilicate à raison de 0,1 % à 12 % du poids du combustible d'une manière qui favorise les réactions solides- gaz entre l'additif minéral et les composés volatils des gaz de carneau, en minimisant le contact de l'additif minéral avec le combustible ou avec la cendre, l'additif minéral capturant les alcalins, les composés métalliques toxiques et/ou le fluor des gaz de carneau, en réduisant ainsi la présence de composés métalliques toxiques solubles, de chlorures et/ou de sulfates dans la cendre et l'acide fluorhydrique, les alcalins et/ou les composés volatils métalliques toxiques dans les gaz de carneau. 19. Procédé suivant le paragraphe 18, caractérisé en ce que le combustible à une teneur en cendre d'au moins 10 %. 20. Procédé suivant le paragraphe 18, caractérisé en ce que le combustible à une teneur en cendre d'au moins 20 %. 21. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 20, caractérisé en ce que l'additif minéral comprend en outre un minéral contenant un métal alcalino-terreux, tel que le carbonate de calcium, le carbonate de chaux, le marbre, la craie, la dolomite, le sable d'aragonite, des coquillages, du corail, de la poudre de four à ciment, du talc, de la brucite et du carbonate de magnésium. 22. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 21, caractérisé en ce que l'additif minéral comprend en outre un minéral en silicate de grande surface spécifique, tel qu'un minéral contenant de la terre de diatomée. 23. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 22, caractérisé en ce qu'on ajoute l'additif minéral au four à raison de 0,1 % à 5 % du poids du combustible. 24. Procédé suivant l'un quelconque des revendications 18 à 23, caractérisé en ce qu'on ajoute l'additif minéral au four à raison de 1 % à 5 % du poids du combustible. 25. Procédé suivant l'une quelconque des paragraphes 18 à 24, caractérisé en ce que l'additif minéral comprend un minéral choisi parmi le kaolin, l'halloysite, l'argile plastique, la marne argilée, la marne, la marne calcaire, la smectile, la bentonite, le mica, la chlorite, l'attapulgite ou la palygorskite et la pyrophyllite. 26. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 25, 5 caractérisé en ce que l'aluminosilicate a une dimension moyenne des particules (d50) plus petite que 45 microns. 27. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 26, caractérisé en ce que le combustible comprend des ordures urbaines solides. 10 28. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 26, caractérisé en ce que le combustible comprend du déchet de biomasse. 29. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 26, caractérisé en ce que le combustible comprend des déchets 15 animaux. 30. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 26, caractérisé en ce que le combustible comprend des déchets industriels. 31. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 30, 20 caractérisé en ce qu'on ajoute l'aluminosilicate pour obtenir un rapport stoechiométrique allant de 10 % à 150 % de l'alcali disponible dans le combustible pour former du KA1SiO4 et du NaAlSiO4 suivant les réactions 1 à 8. 32. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 31, 25 caractérisé en ce que l'on ajoute un minéral contenant du calcium ou du magnésium pour obtenir un rapport stoechiométrique allant de 10 % à 150 % du fluor et/ou du chlore disponible dans les réactions CaO + 2HF CaF2 + H2O et CaO + 2HC1 CaC12 + H2O ou Mg0 + 2HF MgF2 + H2O et Mg0 + 2HC1 30 MgC12 + H2O. 33. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 32, caractérisé en ce que l'on injecte l'additif minéral avec de l'air secondaire ou tertiaire dans le four. 34. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 32, 5 caractérisé en ce que l'on injecte l'additif minéral directement dans les gaz de carneau au-dessus de la zone de combustion du four. 35. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 32, caractérisé en ce qu'on injecte l'additif minéral dans une 10 zone de convection de la chaleur du four. 36. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 35, caractérisé en ce qu'on injecte l'additif minéral dans le four sous la forme d'une poudre. 37. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 31, 15 caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif minéral dans le four sous la forme d'une suspension. 38. Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes 18 à 32, caractérisé en ce que l'on injecte l'additif minéral par le biais d'un système De-NOx SNCR avec ou sans composé à base 20 d'ammoniac ou d'urée. Exemples D'autres modes de réalisation de l'invention apparaîtront à l'homme du métier en considérant la description et la mise en pratique des modes de réalisation qui sont décrits à titre 25 d'exemple. On considère que la description et les exemples doivent être considérés seulement comme étant un exemple et ne limitent pas la portée véritable de l'invention. Exemple 1 : Combustion d'ordures urbaines solides dans un four à grille 30 On effectue cet essai en utilisant une argile contenant de la kaolinite dans un four de 20 Mwe qui brûle des ordures urbaines solides. Le but de l'essai est de démontrer une disponibilité accrue de l'installation et ainsi de la production de l'énergie, ainsi qu'une moindre exigence de nettoyage de dépôts de cendre (en utilisant un explosif + un brise-bélier). Le combustible utilisé consiste en des ordures urbaines solides ayant une teneur en cendre du combustible de 28 % en poids. On ajoute de l'additif minéral, à une dose représentant 2 % du poids des ordures urbaines solides. On introduit l'additif minéral sous la forme d'une suspension en la pulvérisant sur le combustible juste avant l'introduction du menant à la grille. L'addition de l'additif résiduaire à l'entrée du four combustible dans le convoyeur minéral n'a pas d'effet nuisible observable sur la température de sortie de la vapeur (maintenue à 4600C) après une campagne de trois jours. Ce résultat aurait exigé précédemment de réduire la vitesse d'alimentation du combustible d'un facteur de 2. On observe aussi que l'utilisation de l'additif minéral réduit la scorification à l'entrée de la grille. Les dépôts de cendre apparaissent plus friables et plus faciles à nettoyer. La cendre qui se dépose au fond contient moins de carbone inbrûlé, ce qui indique une combustion meilleure et plus complète du combustible.
Exemple 2 : Combustion de déchets animaux dans un réacteur à lit fluidisé On effectue cet essai en utilisant une argile contenant de la kaolinite dans un réacteur à lit fluidisé à barbotage de 16 MWth brûlant des déchets animaux. Le combustible utilisé est un déchet animal mélangé comprenant des déchets solides, ainsi que de la viande et de la farine d'os, de l'os séché, des déchets de bois et des déchets liquides, tels que du sang, du détergent et des effluents chimiques de lavage. La teneur en cendre de combustible des constituants solides est de 22,5 % en poids et celle des constituants liquides de 0,5 % en poids. La teneur en cendre du mélange est de 7,4 %. On ajoute un additif minéral à base de kaolin à une dose représentent 6,3 % du poids du combustible solide, ou 2,5 % du mélange total du combustible. On mélange l'additif minéral au combustible avant l'introduction dans la chambre de combustion. On observe que l'utilisation de l'additif minéral augmente la durée de fonctionnement du four qui passe de 14 jours à 37 à 71 jours. Cela rend possible d'avoir un temps de marche bien plus long que ce qui était possible précédemment pour des déchets contenant des coquilles d'oeuf. A la fin de la campagne, l'encrassement est facile à éliminer et les dépôts de cendre sont friables et faciles à nettoyer.
L'utilisation de l'additif minéral permet d'augmenter le pourcentage de déchets liquides. Elle se traduit aussi par une baisse de la température du lit du réacteur (de 750°C à 700°C).
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Procédé de combustion de matière de déchet caractérisé en ce que : on prévoit un combustible comprenant une matière de déchet, le combustible ayant une teneur en cendre allant de 1,5 à 75 % , on ajoute au combustible de 1 % à 100 % en poids sur la base de la teneur en cendre du combustible d'un additif minéral contenant un aluminosilicate pour produire un mélange de combustible et d'additif minéral, facultativement on broie ou on mélange le mélange de combustible et d'additif minéral ; facultativement on applique des processus thermiques au mélange de combustible et d'additif minéral facultativement on injecte l'additif minéral avec de l'air primaire dans le four facultativement, pour des chambres de combustion à lit fluidisé, on introduit l'additif minéral dans la charge de matière du lit ou dans le système de recharge où on l'injecte directement sur le lit fluidisé et on fait brûler le mélange de combustible et d'additif minéral pour produire de la cendre ; dans lequel l'additif minéral vient en contact avec la cendre qui se forme pendant la combustion pour induire une cristallisation des surfaces de la cendre et réduire ainsi la coalescence de la cendre.
- 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif minéral ajouté au combustible représente de 0,2 % à 15 % en poids du combustible.
- 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif minéral ajouté au combustible représente de 0,2 % à 5 % en poids du combustible.
- 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'additif minéral ajouté au combustible représente de 1 à 45 % du poids du combustible.
- 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajoute au combustible 1 à 15 % en poids de l'additif minéral sur la base de la teneur en cendre du combustible.
- 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la combustion se produit dans une chambre de combustion choisie parmi un four à grille, une chambre de combustion de chaudière, une chambre de combustion à lit fluidisé, une chambre de combustion à combustible pulvérisée et un four rotatif.
- 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'aluminosilicate comprend un minéral choisi parmi le kaolin, l'halloysite, l'argile plastique, l'argile de bauxite, l'argile calcinée, la smectile, la bentonite, la marne argilée, la marne, la marne calcaire, l'andalousite, la kyanite, la sillimanite, la perlite, le mica, la chlorite, l'attapulgite ou la palygorskite et la pyrophyllite.
- 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'additif minéral comprenden outre une matière choisie parmi un aluminosilicate pozzolanique et la cendre volante de charbon.
- 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'additif minéral comprend en outre un minéral contenant un métal alcalino-terreux, tel que le carbonate de calcium, le carbonate de chaux, le marbre, la craie, la dolomite, le sable d'aragonite, des coquillages, du corail, de la poudre de four à ciment, du talc, de la brucite et du carbonate de magnésium.
- 10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le combustible comprend des ordures urbaines solides.
- 11. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le combustible comprend une matière choisie parmi du déchet de biomasse, des déchets animaux ou des déchets industriels.
- 12. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le combustible à une teneur en cendre allant d'environ 10 % à environ 75 %, telle que par exemple d'environ 15 % à environ 50 %, d'environ 10 % à environ 35 %.
- 13. Procédé de combustion d'une matière de déchet caractérisé en ce que : on se procure un combustible comprenant une matière de déchet, le combustible ayant une teneur en cendre d'au moins 1,5 % on introduit le combustible dans la zone de combustion d'un four et on fait brûler le combustible pour produire de la cendre, eton introduit dans le four un additif minéral contenant un aluminosilicate à raison de 0,1 % à 12 % du poids du combustible d'une manière qui favorise les réactions solides-gaz entre l'additif minéral et les composés volatils des gaz de carneau, en minimisant le contact de l'additif minéral avec le combustible ou avec la cendre, l'additif minéral capturant les alcalins, les composés métalliques toxiques et/ou le fluor des gaz de carneau, en réduisant ainsi la présence de composés métalliques toxiques solubles, de chlorures et/ou de sulfates dans la cendre et l'acide fluorhydrique, les alcalins et/ou les composés volatils métalliques toxiques dans les gaz de carneau.
- 14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'on ajoute l'aluminosilicate pour obtenir un rapport stoechiométrique allant de 10 % à 150 % de l'alcali disponible dans le combustible pour former du KA1SiO4 et du NaAlSiO4 suivant les réactions 1 à 8.
- 15. Procédé suivant la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l'on ajoute un minéral contenant du calcium ou du magnésium pour obtenir un rapport stoechiométrique allant de 10 % à 150 % du fluor et/ou du chlore disponible dans les réactions CaO + 2HF CaF2 + H2O et CaO + 2HC1 CaCl2 + H2O ou MgO + 2HF MgF2 + H2O et MgO + 2HC1 MgC12 + H2O.
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