WO1997007904A1 - Procede pour la valorisation et la reutilisation des cendres volantes des centrales thermiques fonctionnant au charbon - Google Patents

Procede pour la valorisation et la reutilisation des cendres volantes des centrales thermiques fonctionnant au charbon Download PDF

Info

Publication number
WO1997007904A1
WO1997007904A1 PCT/FR1996/001311 FR9601311W WO9707904A1 WO 1997007904 A1 WO1997007904 A1 WO 1997007904A1 FR 9601311 W FR9601311 W FR 9601311W WO 9707904 A1 WO9707904 A1 WO 9707904A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ashes
ash
infrared
unburnt
combustion
Prior art date
Application number
PCT/FR1996/001311
Other languages
English (en)
Inventor
Jean Couturier
Original Assignee
Jean Couturier
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jean Couturier filed Critical Jean Couturier
Priority to AU68790/96A priority Critical patent/AU6879096A/en
Publication of WO1997007904A1 publication Critical patent/WO1997007904A1/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/04—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/30—Solid combustion residues, e.g. bottom or flyash
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the present invention relates to a method for treating fly ash in order to reduce the rate of unburnt.
  • Part of the electrical energy is supplied worldwide by the combustion of coal in the boilers of thermal power stations.
  • Coal fly ash has been the subject of numerous studies all over the world and for decades, with a view to its profitable reuse in public works, agriculture and industry.
  • the main users are:
  • Thermal power plants operate at their maximum power during winter periods and uses are, on the contrary, maximum during non-winter periods: the cement industry, hydraulic concrete and road works. For these reasons, heaps or stockpiles of humidified ash that are not used or that cannot be used are created.
  • the proportion of unburnt in the ashes can vary from 2 to 11%, but can exceed this figure.
  • the presence of unburnt materials comes from an incomplete combustion of the coal due to many factors (nature of the coal, fineness of the ground coal, combustion in the boiler, etc.).
  • the state of the art can be defined by the following documents.
  • the document JP-A-01.304.094 relates to a process for bleaching fly ash, by supplying a fluidized bed oven with fly ash containing unburnt.
  • the oven is equipped with a dry hot air collector.
  • the fly ash circulates between the dust collector and the flu ⁇ dis bed oven in order to burn the unburnt.
  • the temperature of the fluidized bed is maintained between 600 and 1000 ° C., in order to avoid the oxidation of the iron. If the temperature is above 700 ° C, the percentage of unburnt is quickly reduced to less than 0.1%.
  • the hot gases generated by the combustion of unburnt products are recovered for preheating the air for combustion.
  • Document JP-A ⁇ 60,133,366 proposes an apparatus for enabling rapid and exact measurement of the quantity of unburnt materials in coal ash.
  • infrared is used to quickly heat the ashes and measure the rate of unburnt from the amount of CO z evacuated by this combustion.
  • Document US-A-5,390,611 presents a process for heat treatment of fly ash where the fly ash is heat treated in an electric oven with preheating and combustion chamber. The ashes are mixed in said chamber in order to obtain maximum combustion of the carbon in the fly ash. The mixture is obtained using a feed screw.
  • the document EP-A-0,417,288 relates to an apparatus for drying and combustion of solid flammable materials with high moisture content, which comprises a hopper for storing solid flammable materials with high moisture content, a dryer for drying flammable solids with a high moisture content loaded from the hopper as well as an incinerator for receiving the solids dried by the dryer through a transfer duct and for burning them, and which makes it possible to introduce the exhaust gases from the incinerator in the dryer and use them as drying gas. After high flammable solids moisture content have been dried by the dryer, they are immediately transferred and burned in the incinerator. The exhaust gases from the incinerator are used as drying gases by the dryer. Most of these documents do not use infrared for heating.
  • the present invention relates to a process for the thermal treatment of dry or wet fly ash from coal-fired power plants, consisting of drying and then burning unburnt materials, characterized in that it consists in subjecting the ashes to infrared and / or in the microwave to burn them and remove the unburnt and to use the calorific value of this combustion used for the preliminary drying of the ashes.
  • the method consists in agitating the ashes undergoing the infrared.
  • the method consists in oxygenating the ashes undergoing the infrared.
  • the heat source used is produced by infrared and / or microwaves.
  • the infrared used has an electromagnetic radiation varying between 0.76 and 10 micrometers ( ⁇ m).
  • the infrared used has an electromagnetic radiation varying between 1.2 and 3.5 ⁇ m.
  • the ash is agitated by means of a fluidized bed.
  • the ash is agitated by an endless screw.
  • One mole of oxygen (0 2 ) is injected into the ashes per mole of unburnt materials constituted by carbon (C).
  • the process allows the rapid drying of wet ash using the calorific value of the combustion of unburnt materials.
  • This process provides for any device for kneading and setting in motion the ashes subjected to infrared radiation.
  • the thermal impact is obtained by infrared.
  • the calorific contribution is obtained mainly by microwaves.
  • the new standard for the incorporation of coal fly ash into cements provides for a rate of unburnt material less than 5% and in concrete a rate less than 7% (Standard NF P 18-305 and Standard EN 450).
  • the present innovation relates to the elimination of these unburnt by industrial infrared radiation causing the rapid incandescence of these unburnt and their combustion.
  • Infrared radiation is electromagnetic radiation whose spectrum varies from 0.76 ⁇ m to 10 ⁇ m in industrial applications.
  • the infrared radiation is studied so that the absorption by the ashes is maximum and transforms this absorbed energy into heat.
  • the device comprising the emission of infrared above the ashes is provided as a function of the absorption curve of the latter.
  • the ashes are stirred by any mechanical device so that it is impossible that parts of the ashes do not undergo the infrared radiation which behaves like light on the surface of the fly ash. .
  • infrared generator The selection of the infrared generator will depend on several factors related to the fly ash itself (unburnt rate, water content in the case of wet ash, physico-chemical composition of the ash, etc.).
  • Suitable infrared generators have temperatures from 750 to 2000 ° C and wavelengths from 1.2 to 3.5 ⁇ m.
  • the installed power corresponds to a maximum of 10 to 300 KW / m 2-
  • the maximum temperature of the products to be heated can vary from 300 to 600 * C.
  • a second feature of the present invention relates to the calorific contribution due to the combustion of unburnt products thanks to infrared radiation in the case of wet ashes.
  • infrared radiation does not have a great penetration and absorption of the radiation by ash is essential.
  • the essential object of the present invention is to allow the elimination of unburnt fly ash and the use of the heat energy released for drying wet ashes in heaps.
  • the unburnt content is greater than 10% and the water content is between 15 and 20%.
  • fly ash which result from the combustion of coal, are a fine powder with a particle size between 0 and 100 micrometers consisting mainly of glass particles, spherical in shape, derived from pulverized coal.
  • the fly ash reached a temperature of 1050 * C at the outlet of the boilers.
  • the heat treatment is carried out using infrared and electromagnetic waves.
  • the microwaves are a thermal contribution, the infrared as for them allow the starting of the combustion by a non penetrating thermal strike.
  • the density of oxygen is 0.65 kg / m 3 at 600 K.
  • Latent heat of water The difference between the " higher calorific value (Pcs) and calorific value (Pci) represents the latent heat of condensation of the water vapor present in the flue gases.
  • the latent heat of condensation of water vapor, for the partial pressures encountered in the fumes is 597 kcal / kg of water.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de traitement thermique des cendres volantes sèches ou humides, issues des centrales thermiques au charbon, consistant à sécher puis à brûler les cendres. Il consiste à soumettre les cendres aux infrarouges pour brûler et éliminer les imbrûlés et à utiliser le pouvoir calorifique de cette combustion pour le séchage préalable des cendres. L'invention trouve une application préférentielle au retraitement des cendres volantes.

Description

"Procédé pour la valorisation et la réutilisation des cendres volantes des centrales thermiques fonctionnant au charbon"
La présente invention concerne un procédé permettant de traiter les cendres volantes afin de diminuer le taux d'imbrûlés.
Une partie de l'énergie électrique est fournie, dans le monde entier, par la combustion du charbon dans les chaudières des centrales thermiques.
Cette combustion du charbon entraîne des fumées et des particules fines qui sont captées dans les cheminées par des depoussiereurs électrostatiques de plus en plus performants pour des problèmes d'environnement. Ces fumées et particules fines sont appelées cendres volantes.
La grande majorité de ces cendres volantes provenant de cette combustion du charbon ont un caractère pouzzolanique et sont appelées cendres silico-alumineuses. Ces cendres contiennent, essentiellement, de la silice, de La composition chimique élémentaire de ces cendres varie selon l'origine du charbon et la marche de la centrale mais est comprise dans les fourchettes suivantes : Si02 43 à 54 % A1203 22 à 32 %
Fe203 + Ti02 4 à 15 % CaO 1 à 8 %
MgO 1 à 3 %
K20 2 à 5 % Na20 0,5 à 1 %
S03 0,2 à 2 %
Les cendres volantes de charbon ont fait l'objet, dans le monde entier et depuis des décennies d'études nombreuses, en vue de leur réutilisation valorisante dans les travaux publics, l'agriculture et l'industrie.
Les principaux utilisateurs, actuellement, sont :
- les cimentiers,
- les bétonniers et préfabricants,
- les routiers. Les centrales thermiques fonctionnent au maximum de leur puissance pendant les périodes hivernales et les utilisations sont, au contraire, maximales pendant les périodes non hivernales : domaine de l'industrie cimentière, des bétons hydrauliques et des travaux routiers. Pour ces raisons, il s'est créé et se créent des terrils ou des stocks de cendres humidifiées non utilisées ou non utilisables.
Ainsi, actuellement, dans le monde, il existe des centaines de millions de tonnes de cendres stockées humides à l'air libre non réutilisées pour deux raisons essentielles.
D'une part, la présence d'imbrûlés dans les cendres est un défaut majeur de leur non réutilisation.
La proportion des imbrûlés dans les cendres peut varier de 2 à 11 %, mais peut dépasser ce chiffre. D'autre part, la présence d'imbrûlés provient d'une combustion incomplète du charbon due à de nombreux facteurs (nature du charbon, finesse du charbon broyé, combustion dans la chaudière, etc.).
La présence de ces imbrûlés constitués en grande partie par du carbone, est un élément de rejet des cendres lorsque le pourcentage dépasse un certain taux.
L'état de la technique peut être défini par les documents qui suivent. Le document JP-A-01.304.094 a pour objet un procédé pour blanchir les cendres volantes, en approvisionnant un four à lit fluidiεé de cendres volantes contenant des imbrûlés.
Le four est équipé d 'un collecteur à air chaud sec. Les cendres volantes circulent entre le collecteur de poussières et le four à lit flu±disé afin de brûler les imbrûlés. La température du lit fluidisé est maintenue entre 600 et 1000 'C, afin d 'éviter l 'oxydation du fer. Si la température est supérieure à 700 'C, le pourcentage des imbrûlés est rapidement réduit à moins de 0, 1 %. Les gaz chauds générés par la combustion des imbrûlés sont récupérés pour le préchauffage de l 'air pour la combustion.
Le document JP-A~60.133.366 propose un appareil pour permettre la mesure rapide et exacte de la quantité d ' imbrûlés dans des cendres de charbon.
Pour ce faire, des infrarouges sont utilisés pour chauffer rapidement les cendres et mesurer le taux d ' imbrûlés à partir de la quantité de COz évacuée par cette combustion.
Le document US-A-5.390.611 présente un procédé de traitement thermique des cendres volantes où les cendres volantes sont traitées thermiquement dans un four électrique avec pré-chauffage et chambre de combustion. Les cendres sont mélangées dans ladite chambre afin d 'obtenir une combustion maximale du carbone dans les cendres volantes. Le mélange s 'obtient à l 'aide d 'une vis d 'alimentation.
Enfin, le document EP-A-0.417.288 se rapporte à un appareil de séchage et de combustion de matières inflammables solides à haute teneur en humidité, qui comprend une trémie servant à stocker les matières inflammables solides à haute teneur en humidité, un séchoir servant à sécher les matières inflammables solides à haute teneur en humidité chargées à partir de la trémie ainsi qu 'un incinérateur servant à recevoir les matières solides séchées par le séchoir à travers un conduit de transfert et à les brûler, et qui permet d 'introduire les gaz d 'échappement provenant de l 'incinérateur dans le séchoir et de les utiliser comme gaz de séchage. Après que les matières inflammables solides à haute teneur en humidité aient été séchées par le séchoir, elles sont immédiatement transférées et brûlées dans l 'incinérateur. Les gaz d 'échappement provenant de l 'incinérateur sont utilisés comme gaz de séchage par le séchoir. La plupart de ces documents n'utilise pas les infrarouges pour le chauffage. Or les imbrûlés qui sont souvent situés au centre des cendres sont difficilement accessibles, il y aura donc nécessité de préchauffer les cendres pour mettre les imbrûlés en combustion. Le second document de l'état de la technique cité utilise pour sa part des infrarouges pour mesurer le taux des imbrûlés dans les cendres.
A cet effet, la présente invention concerne un procédé de traitement thermique des cendres volantes sèches ou humides, issues des centrales thermiques au charbon, consistant à sécher puis à brûler les imbrûlés, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les cendres aux infrarouges et/ou aux micro-ondes pour les brûler et éliminer les imbrûlés et à utiliser le pouvoir calorifique de cette combustion utilisés pour le séchage préalable des cendres.
Selon une technique particulière, le procédé consiste à agiter les cendres subissant les infrarouges.
Selon une autre technique qui peut être complémentaire des précédentes, le procédé consiste à oxygéner les cendres subissant les infrarouges.
La source de chaleur utilisée est produite par des infrarouges et/ou les micro-ondes.
Les différentes phases du procédé sont les suivantes :
- le séchage des cendres par les calories dégagées par la combustion des imbrûlés et apport des micro-ondes si nécessaire
(et agitation des cendres) ;
- le démarrage de la combustion des imbrûlés (la cendre venant d'être séchée) par infrarouge avec agitation des cendres (+air-oxygène) ; - poursuite de la combustion des imbrûlés des cendres, apport air-oxygène puis récupération des calories pour le séchage ci- dessus.
Les infrarouges utilisés ont un rayonnement électromagnétique variant entre 0,76 et 10 micromètres (μm). Les infrarouges utilisés ont un rayonnement électromagnétique variant entre 1,2 et 3,5 μm.
Selon un premier mode de traitement, l'agitation des cendres s'effectue par l'intermédiaire d'un lit fluidisé. Selon un second mode de traitement, l'agitation des cendres s'effectue par une vis sans fin.
On injecte dans les cendres une mole d'oxygène (02) par mole d'imbrûlés constitués par du carbone (C) .
On injecte un excès d'air compris entre 10 et 20 % pour une combustion complète.
Le procédé permet le séchage rapide des cendres humides en utilisant le pouvoir calorifique de la combustion des imbrûlés.
Ce procédé prévoit tout dispositif de malaxage et de mise en mouvement des cendres soumises au rayonnement infrarouge. La frappe thermique est obtenue par les infrarouges.
L'apport calorifique est obtenu essentiellement par les micro-ondes.
La nouvelle normalisation pour l'incorporation des cendres volantes de charbon dans les ciments prévoit un taux d'imbrûlés inférieur à 5 % et dans les bétons un taux inférieur à 7 % (Norme NF P 18-305 et Norme EN 450).
La présente innovation concerne l'élimination de ces imbrûlés par rayonnement infrarouge industriel provoquant l'incandescence rapide de ces imbrûlés et leur combustion. Le rayonnement infrarouge est un rayonnement électromagnétique dont le spectre varie de 0,76 μm à 10 μm dans les applications industrielles.
Le rayonnement infrarouge est étudié afin que l'absorption par les cendres soit maximum et transforme cette énergie absorbée en chaleur.
Le dispositif comportant l'émission des infrarouges au-dessus des cendres est prévu en fonction de la courbe d'absorption de celles-ci.
Afin d'obtenir un bon rendement et une bonne pénétration des infrarouges les cendres sont remuées par tout dispositif mécanique afin qu'il soit impossible que des parties de cendres ne subissent pas le rayonnement infrarouge qui se comporte comme la lumière sur la surface des cendres volantes.
La sélection du générateur infrarouge dépendra de plusieurs facteurs liés à la cendre volante elle-même (taux d'imbrûlés, teneur en eau dans le cas des cendres humides, composition physico chimique de la cendre, etc.).
Les générateurs d'infrarouge qui conviennent ont des températures de 750 à 2000'C et des longueurs d'ondes de 1,2 à 3,5 μm. La puissance installée correspond au maximum de 10 à 300 KW/m2-
La température maximale des produits à chauffer peut varier de 300 à 600*C.
On peut, par exemple, pour les cendres volantes utiliser avantageusement, sans que ce soit une obligation, le rayonnement par infrarouge court de 1,2 microns sous tension nominale et d'une puissance de 3 à 9KW.
Ainsi, une cendre volante comportant 17,85 % d'imbrûlés soumise pendant 10 minutes à un tel rayonnement n'avait plus que 0,80 % d'imbrûlés.
Une deuxième particularité de la présente invention tient à l'apport calorifique dû à la combustion des imbrûlés grâce au rayonnement infrarouge dans le cas des cendres humides.
Le pouvoir calorifique de ces imbrûlés permet de réaliser un séchage rapide et très économique par l'apport calorifique de la combustion des imbrûlés qui sont constitués de carbone essentiellement.
Ainsi, 10 % d*imbrûlés dans une cendre volante apporte une énergie calorifique de 3 600 KW par tonne de cendres et 5 % d'imbrûlés 1800 KW ce qui est remarquable pour le séchage des cendres humides. Ainsi, grâce à la combustion des imbrûlés par infrarouge, ce qui représente déjà une innovation, on divise par 3 ou 4 l'énergie calorifique nécessaire dans un séchage traditionnel où l'on chauffe les cendres par air ou tout autre moyen mais sans profiter du pouvoir calorifique des imbrûlés produit par leur combustion, élément de la présente invention.
Pour l'application industrielle de ce procédé, il sera nécessaire de prévoir un dispositif permettant un étalement ou un brassage des cendres volantes afin que celles-ci soient soumises dans leur intégralité au rayonnement infrarouge.
En effet, comme il a déjà été indiqué, le rayonnement infrarouge n'a pas une grande pénétration et l'absorption du rayonnement par la cendre est essentielle.
On peut prévoir, par exemple, un brassage des cendres par des pales fixées le long d'un axe parallèle à une gouttière dans laquelle chemineront les cendres.
Il est possible de prévoir des plateaux successifs soumis à une vibration mettant en mouvement la cendre. La sélection des générateurs d'infrarouge est déterminée selon divers facteurs bien connus mais, les cendres doivent être
"étalées" le plus possible pour subir le rayonnement infrarouge.
L'objet essentiel de la présente invention est de permettre l'élimination des imbrûlés de cendres volantes et l'utilisation de l'énergie calorifique dégagée pour le séchage des cendres humides en terrils.
En général, la teneur en imbrûlés est supérieure à 10 % et la teneur en eau est comprise entre 15 et 20 %.
Le calcul montre que l'énergie calorifique dégagée est nettement supérieure à celle du séchage.
Les caractéristiques des cendres volantes qui sont issues de la combustion du charbon, sont une poudre fine de granulométrie comprise entre 0 et 100 micromètres constituées principalement de particules vitreuses, de forme sphérique, dérivées du charbon pulvérisé.
Elles ont des propriétés pouzzolaniques et sont composées essentiellement de Si02 et de A1203, la proportion de silice réactive dépassant les 25 % en masse.
Les cendres volantes ont atteint une température de 1050*C à la sortie des chaudières.
De manière générale, la production mondiale de cendres volantes au charbon est d'environ 400 millions de tonnes par an.
Une grande partie des cendres volantes est humidifiée et mise en terril avec des teneurs en imbrûlés trop élevées pour leur réutilisation.
Un grand marché existe dans le monde pour des cendres sèches ayant moins de 5 % d'imbrûlés.
Le traitement thermique est effectué à l'aide d'infrarouges et d'ondes électromagnétiques. Les micro-ondes sont un apport thermique, les infrarouges quant à eux permettent le démarrage de la combustion par une frappe thermique non pénétrante.
La nécessité d'une fluidisation des cendres au séchage et surtout à la combustion des imbrûlés est absolument essentielle puisque ceci va permettre d'améliorer le rendement.
De la même façon, il y a un intérêt à avoir un apport d'air voir en oxygène pour le démarrage et l'activation de la combustion. Combustion de carbone :
C + 02 = C02 + 95300 Kcal.
1 Kmole C = 12,01 Kg se combine à 1 Kmole 02 = 32 Kg. en donnant 1 Kmole C02 = 44,01 Kg avec dégagement de chaleur.
1 kg C donne donc 95300/12,01 = 7935 kcal. Pour le carbone sous forme graphite la température d'inflammation est de 700 à 850*C.
Il y a lieu de tenir compte de la réaction suivante :
C + l/202 = CO + 27610 kcal d'où l'intérêt de bien oxygéner le mélange ou de le porter à la température appropriée si celle-ci est différente.
Volume d'air nécessaire
Cette réaction consomme :
32 / 12,01 = 2,66 kg 02
2 , 66 / 1 , 429 = 1 , 865 Nm3 02
La masse volumique de l ' oxygène est de 0, 65 kg/m3 à 600 K.
Composition de 1 ' air en volume :
02 20, 93 % N2 78 , 10 % Ar 0, 93 % C02 0 , 03 %
H2 0, 01 %
Prenons une teneur de 02 de 20,9 % et une teneur en N2 de 79,1 % dans laquelle on inclut les autres gaz.
On consomme alors : 1/20,9 x 100 = 4,78 Nm3 d'air par mètre cube d'02.
Pour avoir les 1,865 Nm3 02 nécessaire à la combustion de 1 kg C il faut
1,865/20,9 x 100 = 8,92 Nm3 d'air 1 kg C =*• 2,66 kg 024 1,865 Nm302 * 8,92 Nm3 d'air Dans la pratique, un excès d'air de 10 à 20 % est en général recommandé, de manière à réaliser une combustion complète et éviter que le carbone subsiste sous formes de suies. Chaleur latente de l'eau La différence entre le pouvoir "calorifique supérieur (Pcs) et pouvoir calorifique (Pci) représente la chaleur latente de condensation de la vapeur d'eau présente dans les fumées.
La chaleur latente de condensation de la vapeur d'eau, pour les pressions partielles rencontrées dans les fumées est de 597 kcal/kg d'eau.
PC8 " p ci = 597W = 597(^E% + 9H%)
100 100 kcal/kg de charbon avec E% : teneur globale en eau du combustible avec H% : teneur globale en hydrogène du combustible Application :
Soit les cendres contenant de 20 % d'humidité et un pourcentage de carbone de 10 % PC6 - Pci = 597 x 20 / 100 = 120 kcal/kg cendres 1 kg de carbone produit 95300 /12,1 = 7935 kcal 1 kg de cendres à 10 % produit 7935 x 0,1 = 793,5 kcal L'énergie théorique pouvant être libérée est 6,6 fois plus importante que celle nécessaire pour sécher les cendres. Le schéma joint permet de visualiser les différentes étapes du procédé ainsi que les différents circuits.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement thermique des cendres volantes sèches ou humides, issues des centrales thermiques au charbon, consistant à sécher puis à brûler les cendres, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les cendres aux infrarouges et/ou aux micro-ondes pour brûler et éliminer les imbrûlés et à utiliser le pouvoir calorifique de cette combustion pour le séchage préalable des cendres.
2. Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à agiter les cendres subissant les infrarouges et/ou micro-ondes.
3. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en qu'il consiste à oxygéner les cendres subissant les infrarouges et/ou micro-ondes.
4. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les infrarouges utilisés ont un rayonnement électromagnétique variant entre 0,76 et 10 micromètres (μm). 5. Procédé, selon la revendication 4, caractérisé en ce que les infrarouges utilisés ont un rayonnement électromagnétique variant entre 1,2 et 3,
5 μm.
6. Procédé, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agitation des cendres s'effectue par l'intermédiaire d'un lit fluidisé.
7. Procédé, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agitation des cendres s'effectue par une vis sans fin.
8. Procédé, selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on injecte dans les cendres une mole d'oxygène (02) par mole d'imbrûlés constitués par du carbone (C).
9. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 3 ou 8, caractérisé en ce que l'on injecte un excès d'air compris entre 10 et 20 % pour une combustion complète.
10. Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il permet le séchage rapide des cendres humides en utilisant le pouvoir calorifique de la combustion des imbrûlés.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2, 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il prévoie tout dispositif de malaxage et de mise en mouvement des cendres soumises au rayonnement infrarouge.
PCT/FR1996/001311 1995-08-29 1996-08-23 Procede pour la valorisation et la reutilisation des cendres volantes des centrales thermiques fonctionnant au charbon WO1997007904A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU68790/96A AU6879096A (en) 1995-08-29 1996-08-23 Method for upgrading and reusing fly ash from coal-fired thermal power plants

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR95/10361 1995-08-29
FR9510361A FR2738169B1 (fr) 1995-08-29 1995-08-29 Procede pour la valorisation et la reutilisation des cendres volantes des centrales thermiques fonctionnant au charbon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997007904A1 true WO1997007904A1 (fr) 1997-03-06

Family

ID=9482259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1996/001311 WO1997007904A1 (fr) 1995-08-29 1996-08-23 Procede pour la valorisation et la reutilisation des cendres volantes des centrales thermiques fonctionnant au charbon

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU6879096A (fr)
FR (1) FR2738169B1 (fr)
WO (1) WO1997007904A1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002097330A1 (fr) * 2001-06-01 2002-12-05 Emr Microwave Technology Corporation Procede de reduction des teneurs en carbone dans les cendres volantes
WO2004065852A1 (fr) * 2003-01-23 2004-08-05 Innova Ash Ltd. Procede de reduction des niveaux de carbone non brule dans la cendre de charbon
CN114212780A (zh) * 2022-01-07 2022-03-22 北京航空航天大学杭州创新研究院 一种Janus水伏发电材料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60133366A (ja) * 1983-12-22 1985-07-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭灰中未燃分測定方法
US4663507A (en) * 1985-03-21 1987-05-05 Trerice Douglas N Method and apparatus for reduction of fly ash carbon by microwave
JPH01304094A (ja) * 1988-05-31 1989-12-07 Nippon Steel Corp フライアッシュの白色化処理方法
EP0417288A1 (fr) * 1989-03-30 1991-03-20 Miyagi Ken Appareil de sechage et de combustion de matieres inflammables solides a haute teneur en humidite
US5390611A (en) * 1993-02-24 1995-02-21 John; Richard E. Thermal processing of fly ash

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60133366A (ja) * 1983-12-22 1985-07-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭灰中未燃分測定方法
US4663507A (en) * 1985-03-21 1987-05-05 Trerice Douglas N Method and apparatus for reduction of fly ash carbon by microwave
JPH01304094A (ja) * 1988-05-31 1989-12-07 Nippon Steel Corp フライアッシュの白色化処理方法
EP0417288A1 (fr) * 1989-03-30 1991-03-20 Miyagi Ken Appareil de sechage et de combustion de matieres inflammables solides a haute teneur en humidite
US5390611A (en) * 1993-02-24 1995-02-21 John; Richard E. Thermal processing of fly ash

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 9004, Derwent World Patents Index; AN 90-026243, XP002003293 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 9, no. 296 (P - 407) 22 November 1985 (1985-11-22) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002097330A1 (fr) * 2001-06-01 2002-12-05 Emr Microwave Technology Corporation Procede de reduction des teneurs en carbone dans les cendres volantes
WO2004065852A1 (fr) * 2003-01-23 2004-08-05 Innova Ash Ltd. Procede de reduction des niveaux de carbone non brule dans la cendre de charbon
CN114212780A (zh) * 2022-01-07 2022-03-22 北京航空航天大学杭州创新研究院 一种Janus水伏发电材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
AU6879096A (en) 1997-03-19
FR2738169A1 (fr) 1997-03-07
FR2738169B1 (fr) 1997-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0692677B1 (fr) Procédé et installation de thermolyse de déchets
EP0250475B1 (fr) Procede et installation de recuperation d'energie a partir de dechets et residus
JP4368964B2 (ja) 固形燃料の製造方法及びその装置
US20050145578A1 (en) System and method for processing sewage sludge and other wet organic based feedstocks to generate useful end products
US20130125799A1 (en) Systems and methods for comminuting and recirculating coal combustion products
GB2422602A (en) Combined gasification and plasma treatment of waste
JP2007112880A (ja) 燃料化装置及び燃料の製造方法
RU2142098C1 (ru) Превращение шлама с бумажных фабрик или подобных материалов
RU2124547C1 (ru) Способ термической переработки биомассы
US5269234A (en) Method for processing solid, Hazardous waste material for use as a fuel
RU2177977C2 (ru) Способ термической переработки биомассы
WO1997007904A1 (fr) Procede pour la valorisation et la reutilisation des cendres volantes des centrales thermiques fonctionnant au charbon
US5154128A (en) Process for salvaging waste and device for preparing said waste
KR100352790B1 (ko) 슬러지 소각용융 처리장치
JP2001327950A (ja) 固形廃棄物の燃焼処理方法、及び燃焼処理装置
JP2006193622A (ja) 炭化製品及びその製造方法
JPH0238159B2 (fr)
RU2174911C1 (ru) Способ переработки резиновых отходов
WO2011014094A1 (fr) Procédé et dispositif de recyclage de déchets humides contenant des matériaux organiques
RU2140611C1 (ru) Способ термической переработки органических отходов и установка для его осуществления
JP3929371B2 (ja) 木材由来燃料及びその製造方法
JP4039467B2 (ja) ゴミを熱処理する方法及び装置
JPH10169944A (ja) 廃棄物熱分解炉における流動層制御方法
JPH07198117A (ja) 不活性成分を有する廃棄物の多段高温燃焼方法およびこの方法を実施する装置
RU2134288C1 (ru) Способ получения твердого топлива

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AU BB BG BR CA CN CZ EE GE HU IL IS JP KG KP KR LK LR LT LV MD MG MK MN MX NO NZ PL RO SG SI SK TR TT UA US UZ VN AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KE LS MW SD SZ UG AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA