On sait qu'il est souvent nécessaire de faire disparaître des déchets de toutes natures en assurant leur incinération dans un appareil comportant des brûleurs qui apportent la chaleur nécessaire à l'incinération. Il est clair que, pour de tels incinérateurs, on cherche d'une part, à réaliser une incinération convenable des déchets, quelle que soit la nature de ces déchets, et d'autre part, à limiter dans la mesure du possible, I'apport calorifique nécessaire à une bonne incinération.
On a déjà proposé des incinérateurs comportant un four fixe dont au moins une zone de la paroi est chauffée par des brûleurs: le four a, en général, une paroi inférieure sensiblement plate, qui constitue la zone de chauffage. Le chargement des déchets s'effectue soit latéralement soit perpendiculairement à la plaque inférieure du four qui supporte le chauffage. On a constaté que, dans tous les cas, il s'opérait un tassement des déchets chargés dans le four, tassement qui est préjudiciable à la bonne incinération de la totalité des déchets; on a constaté également que le tassement intervenait de façon particulièrement gênante dans les incinérateurs dont le chargement s'effectue perpendiculairement à la plaque de chauffage du four.
Par ailleurs, dans de tels incinérateurs les gaz provenant de la gazéification des déchets sont enflammés à leur sortie du four par mélange avec une quantité d'air préchauffée; un ventilateur assure à la fois l'aspiration de l'air et l'extraction des gaz de gazéification des déchets de sorte que ce ventilateur est traversé par les gaz qui viennent de brûler et dont la température est suffisamment haute pour poser des problèmes considérables quant à la tenue mécanique du ventilateur.
Enfin, dans de tels incinérateurs, les gaz de gazéification étant extraits par la partie supérieure du four ne peuvent fournir, par leur combustion, une partie de la chaleur de chauffage de la plaque inférieure du four, de sorte que la chaleur de combustion de ces gaz est perdue pour le chauffage du four; elles peuvent néanmoins être utilisées pour le préséchage de l'alimentation en déchets, lorsque cette alimentation est effectuée perpendiculairement à la plaque de chauffage du four.
La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients précités.
La présente invention a pour objet un procédé d'incinération de déchets, caractérisé par ce fait que l'on charge les déchets à une extrémité d'un four cylindrique ou prismatique entraîné en rotation autour de son axe, que l'on assure le déplacement des déchets le long de l'axe du four, que l'on chauffe la paroi latérale du four, que l'on extrait du four, à son extrémité opposée à celle où s'effectue le chargement, d'une part, par gravité, les cendres correspondant aux déchets incinérés et, d'autre part, par différence de pression, les gaz de gazéification des déchets, que l'on fait passer les gaz le long de la paroi latérale du four en sens inverse du déplacement des déchets dans le four,
les gaz traversant la zone où le four se trouve chauffé extérieurement et que l'on extrait de la chambre, où s'effectue le chauffage du four, les gaz de gazéification brûlés.
Dans un mode préféré de mise en oeuvre du procédé on réalise le déplacement des déchets dans le four, entre la zone d'alimentation et la zone d'évacuation des cendres, par une hélice disposée en relief à l'intérieur du four; on refroidit les parois de la chambre de chauffage, qui entoure le four, par une circulation d'air aspiré par un ventilateur et refoulé dans une canalisation qui conduit à la cheminée; on assure l'extraction des gaz de gazéification brûlés par dépression à la sortie d'une buse placée dans le flux d'air de refroidissement de la chambre de chauffage, les gaz brûlés étant entraînés par le flux d'air et mélangés avec lui.
Un incinérateur de déchets pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisé par un four prismatique ou cylindrique entraîné en rotation autour de son axe, le four étant muni à une de ses extrémités d'un dispositif d'alimentation en déchets à incinérer et à son autre extrémité, de lumières pratiquées dans sa paroi latérale et comportant, en outre, intérieurement, des moyens susceptibles d'assurer un déplacement des déchets à partir de la zone d'alimentation vers l'extrémité opposée, par une chambre de
chauffage entourant le four et renfermant les lumières d'extrémité
du four, la chambre comportant au moins un moyen de chauffage
dont l'action s'exerce sur la paroi du four,
et étant mise en com
munication avec l'extérieur grâce à une évacuation de gaz brûlés,
et par des moyens de protection extérieurs de la paroi de la
chambre de chauffage et des moyens d'entraînement en rotation
du four de l'incinérateur.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en
décrire maintenant, à titre d'exemple, deux modes de réalisation représentés sur le dessin annexé.
Sur ce dessin:
La fig. 1 représente l'incinérateur en coupe verticale selon la
ligne I-I de la fig. 2.
La fig. 2 représente en coupe horizontale selon la ligne II-II de
la fig. 1, le four de l'incinérateur et sa goulotte de chargement
n'étant pas coupés.
La fig. 3 représente une vue en élévation selon la ligne III-III
de la fig. 1.
La fig. 4 représente l'incinérateur associé à un présécheur, le
présécheur étant vu en coupe l'incinérateur proprement dit étant
vu en élévation.
En se référant au dessin, I'incinérateur comporte dans sa zone
centrale un four cylindrique 1, porté par des galets 2 disposés de
part et d'autre du cylindre 1, à la partie inférieure de ce cylindre et
à chacune des extrémités du cylindre. L'un des quatre galets 2, qui
supporte le cylindre 1, est monté sur le même axe qu'une roue à
chaîne 3 qui coopère avec une chaîne 4, laquelle transmet à la
roue 3 le mouvement de la roue de sortie 5 d'un moto-réduc
teur 6. Le four cylindrique I porte sur sa paroi intérieure une
hélice 7 qui fait saillie à l'intérieur du cylindre. A l'intérieur de
l'une des extrémités du four 1 est insérée une goulotte de
chargement 8 qui s'ajuste sur l'orifice circulaire du four I au
moyen d'un joint tournant. L'orifice de la goulotte de charge
ment 8, qui est opposé à la zone de raccordement avec le four
cylindrique 1, est muni d'un couvercle 9.
L'extrémité du four 1,
qui est opposée à la zone de raccordement avec la goulotte 8, est
obtenue par un fond 10 que l'on peut prévoir amovible pour for
mer une trappe de visite à l'intérieur du four. A proximité du
fond 10, le four cylindrique 1 comporte sur sa paroi latérale des
lumières 1 1 régulièrement réparties autour de sa périphérie. L'hé
lice 7 qui fait saillie à l'intérieur du four cylindrique 1. s'étend de
la zone de raccordement avec la goulotte fixe 8 jusqu'à la zone
dans laquelle sont pratiquées les lumières 11. L'hélice 7 joue le
rôle de rigidificateur pour la paroi latérale du four 1.
Entre la goulotte 8 et le fond 10, le four 1 est enfermé à l'inté
rieur d'une chambre de chauffage cylindrique dont la paroi 12
délimite un volume sensiblement cylindrique constituant la
chambre de chauffage 13. Les lumières 1 1 du four I se trouvent à
l'intérieur du volume 13. La chambre de chauffage 13 comporte, à
sa partie inférieure, au droit de la zone du four I où sont prati
quées les lumières 11, un conduit d'évacuation de cendres 14 dis
posé au droit d'un cendrier 15 placé dans un logement 16. La face
frontale 15a du cendrier 15 constitue la fermeture du logement 16
et sépare, par conséquent, de l'extérieur la chambre de chauf
fage 13. Le cendrier 15 est amovible par translation hors de son
logement 16.
La chambre de chauffage 13 communique avec l'ex-
térieur par une canalisation d'alimentation d'air 17 dont l'ouver
ture sur l'extérieur est fermée par un registre de réglage 18. La
canalisation 17 est placée à la partie inférieure de la chambre de
chauffage 13 au vosinage du conduit d'évacuation de cendres 14.
A la partie supérieure de la chambre de chauffage 13, on a prévu
une canalisation d'évacuation de gaz brûlés 19, cette canalisation
communiquant avec la chambre de chauffage 13 par un orifice
disposé à proximité de la zone du four 1 où se raccorde la gou
lotte fixe 8. La canalisation 19 comporte, à son extrémité opposée
à celle par laquelle elle communique avec la chambre de chauf
fage 13, une buse 20. Dans le plan horizontal qui passe par l'axe
du four cylindrique 1, on a prévu un brûleur 32 alimenté en mazout, brûleur dont la flamme pénètre à l'intérieur de la chambre de chauffage 13 par le conduit 12a; la flamme du brûleur 32 est dirigée sur la paroi latérale du four 1, dans la zone centrale de ce four.
La paroi 12 de la chambre de chauffage 13 est entourée d'une enveloppe intérieure 21, laquelle est elle-même entourée d'une enveloppe extérieure 22. Un espace annulaire est ménagé entre les points de la paroi 12 et tous les points de l'enveloppe intérieure 21. L'enveloppe intérieure 21 comporte à ses deux extrémités une ouverture permettant le passage du four 1; I'ouverture 23, qui se trouve du côté de la goulotte de chargement 8, a sensiblement le diamètre extérieur du four 1 alors que l'ouverture 24 qui se trouve du côté du fond 10 a un diamètre supérieur au diamètre extérieur du four 1. L'enveloppe intérieure 21 communique avec l'extérieur par une canalisation d'aspiration 25, dans l'axe vertical
de laquelle se trouve le rotor d'un ventilateur 26 entraîné par un
moteur électrique 27.
Le ventilateur 26 débite dans une canalisa
tion 28 dont l'axe est parallèle à l'axe de la buse 20; I'écoulement
des gaz brûlés par la canalisation 19 et la buse 20 s'effectue paral
lèlement à l'écoulement du débit rejeté par le ventilateur 26. La
canalisation 28 est reliée à la cheminée d'évacuation des gaz de
l'installation. A titre de variante, on peut prévoir dans la canalisa
tion 28, après la buse 20 en tenant compte du sens d'écoulement
des gaz, un brûleur auxiliaire 29.
L'enveloppe extérieure 22 comporte également, à ses deux
extrémités, deux ouvertures permettant le passage du four 1 à tra
vers ses deux bases; I'ouverture 30, placée du côté de la goulotte
de chargement 8, a un diamètre supérieur au diamètre extérieur
du four 1, alors que l'ouverture 31, du côté du fond 10 du four, a
un diamètre sensiblement égal au diamètre extérieur du four. L'in
térieur de l'enveloppe extérieure 22 est en communication avec
l'atmosphère par l'ouverture 30 et elle communique avec l'inté
rieur de l'enveloppe intérieure 21 grâce à l'ouverture 24.
En
d'autres termes, le ventilateur 26 provoque une aspiration à tra
vers l'ouverture 30, une circulation d'air dans l'espace annulaire
qui sépare l'enveloppe extérieure 22 de l'enveloppe intérieure 21,
un passage de cet air à travers l'ouverture 24 puis une circulation
de l'air entre l'enveloppe intérieure 21 et la paroi 12 de la chambre
de chauffage 13.
Lorsque le dispositif décrit est mis en oeuvre, on charge par la
goulotte 8 les déchets à incinérer. Ces déchets sont introduits à
une extrémité du four cylindrique 1 et, en raison de la rotation de
ce four et de la présence de l'hélice en saillie 7, les déchets
avancent progressivement en direction du fond 10. La rotation du
four permet d'assurer un brassage permanent des déchets. Le
four 1 est chauffé extérieurement grâce à la flamme du brûleur 32;
le chauffage de la paroi du four 1 par le brûleur 32 permet d'assu
rer une bonne incinération des déchets à l'intérieur du four 1 avec
une dégazéification péalable des matières volatiles. L'incinération
s'effectue d'autant mieux que l'on ne redoute aucun tassement des
déchets à l'intérieur du four 1.
Lorsqu'ils arrivent au droit des
lumières 11, les déchets sont totalement incinérés, la paroi du
four 1 dans la zone d'impact de la flamme du brûleur 32 étant
portée sensiblement à 750' C. Les déchets incinérés traversent les
lumières 11, qui se trouvent à la partie inférieure du four 1, et
tombent par le conduit d'évacuation de cendres 14 à l'intérieur
des cendriers 15 de l'incinérateur.
Les gaz de gazéification des déchets qui sont produits à l'inté
rieur du four 1, sont aspirés par les lumières 1 1 à l'intérieur de la
chambre de chauffage 13 et, dans cette chambre de chauffage. ils
rencontrent la flamme des brûleurs 32. Ces gaz de gazéification,
qui sont combustibles, s'enflamment donc dans la chambre de
chauffage 13 et apportent un appoint de chaleur pour le chauffage
de la paroi du four 1. Les gaz brûlés provenant d'une part, du
brûleur 32 et d'autre part, des gaz de gazéification ayant subi la
combustion traversent la canalisation 19 de la buse 20 en raison
de la dépression qui existe à l'orifice de la buse 20, dépression qui
est créée par le courant d'air pulsé par le ventilateur 26 autour de la buse 20. Il en résulte qu'en aval de la buse 20 se trouve, dans la canalisation 28, un mélange d'air et de gaz brûlés.
Dans le cas où une grande quantité de gaz de gazéification est produite à l'intérieur du four 1, la combustion de ces gaz peut ne pas être terminée à la sortie de la buse 20 et il peut être utile de prévoir un brûleur d'appoint 29 qui assure la combustion complète.
Le ventilateur 26 dont le débit d'air est pulsé à l'intérieur de la canalisation 28 provoque une aspiration à l'intérieur du conduit 25 et assure une circulation d'air par l'ouverture 30, I'in- tervalle annulaire 22-21, l'ouverture 24 et l'intervalle annulaire 2112. Pour assurer un réglage convenable de la combustion, on a prévu à la partie inférieure de la chambre de chauffage 13, une canalistion d'amenée d'air 17 dont l'orifice comporte un registre réglable 18. La manoeuvre du registre 18 permet de régler la quantité d'air admise à l'intérieur de la chambre de chauffage en fonction d'une part, du débit du brûleur 32 et d'autre part, de la quantité de gaz de gazéification à brûler.
De plus, en avant du ventilateur 26, on a prévu une trappe de réglage 33, qui permet, pour un débit constant du ventilateur assurant une aspiration constante à l'intérieur de la chambre de chauffage 13, de régler la quantité d'air, qui traverse les espaces annulaires compris entre l'enveloppe extérieure 22,1'enveloppe intérieure 21 et la paroi 12 de la chambre de chauffage 13.
On constate que, dans un tel incinérateur, on bénéficie d'une économie de combustible due à la récupération de la chaleur de combustion des gaz de gazéification provenant des déchets incinérés. D'autre part, on évite, grâce au mouvement rotatif du four 1, tout tassement des déchets, ce qui favorise leur incinération.
Enfin, le ventilateur 26 de l'installation ne brasse qu'un débit d'air et ne se trouve pas en contact avec des gaz brûlés, ce qui augmente considérablement sa résistance à l'usure.
Dans la variante qui est représentée sur la fig. 4, I'incinérateur décrit est associé à un dispositif de préséchage. Dans cette réalisation, la goulotte 8 représentée sur les fig. 1 à 3 est remplacée par un cylindre de préséchage 34 entraîné en rotation autour de son axe. Le cylindre 34 porte sur quatre galets 35 disposés par paire à chaque extrémité du cylindre 34. L'un des galets 35 est solidaire d'une roue 36 entraînée par une chaîne 37, le mouvement étant communiqué à la chaîne 37 par une roue 38 solidaire d'un arbre de sortie du moto-réducteur 6. A l'intérieur du cylindre 34 se trouve une hélice 39. L'une des extrémités du cylindre 34 se trouve engagée dans l'extrémité du four 1 qui est opposée au fond 10 de ce four; I'autre extrémité du cylindre 34 reçoit l'extrémité d'un dispositif d'alimentation 40 qui comporte une vis 41.
Le cylindre 34 comporte sur sa paroi latérale des perforations 42 de petit diamètre; il se trouve enfermé, dans sa zone centrale, à l'intérieur d'une enceinte 43, elle-même placée à l'intérieur d'une enveloppe de protection 44. L'enceinte 43 communique avec l'extérieur par un conduit 45, qui est relié à la cheminée de l'installation. L'enceinte 43 communique également par un conduit 46 avec la canalisation 28 par où sont pulsés d'une part, les gaz brûlés et d'autre part, l'air de refroidissement correspondant au refroidissement de l'incinérateur précédemment décrit. A la partie inférieure de l'enceinte 43 se trouve un dispositif à vis 47 qui permet d'ex
traire par un conduit 48 les particules de déchets qui auraient pu
sortir du cylindre 34 par les perforations 42. La vis 47 est entraî
née en rotation par un moteur 49.
Dans l'enceinte 43, les gaz pro
venant de la canalisation 28 et arrivant par la canalisation 46 cir
culent à contre-courant du déplacement des déchets placés à l'in
térieur du cylindre 34.
Dans un tel dispositif, les déchets introduits par la vis 41 à
l'intérieur du cylindre présécheur 34 sont chauffés en raison de
l'évacuation des gaz brûlés et de l'air de refroidissement, qui s'échappent de l'incinérateur par la canalisation 28. Ce chauffage
provoque une déshumidification des déchets, les vapeurs s'échap
pant hors du cylindre 34 par les perforations 42 et étant entraînées
par la circulation de gaz à l'intérieur de la canalisation 45. La dés
humidification s'opère de façon satisfaisante en raison du fait que les déchets ne peuvent se tasser à cause de la rotation du cylindre 34. Les déchets se déplacent dans le cylindre 34 en direction du four 1 en raison de l'action de l'hélice 39.
Dans cette variante, on constate que l'économie de chaleur est encore améliorée par rapport au dispositif représenté sur les fig. 1 à 3 puisque l'on utilise, pour la déshumidification des déchets, de la chaleur de récupération obtenue à partir des gaz évacués hors de l'incinérateur.
Dans l'incinérateur décrit on évite de façon certaine tout tassement des déchets à l'intérieur du four en raison de la rotation permanente du four autour de son axe; on améliore donc nettement les conditions de gazéification et de combustion des déchets à l'intérieur du four.
Par ailleurs les déchets incinérés sont évacués à l'extrémité du four, qui est opposée à celle où s'effectue le chargement; par chute des cendres dans le cendrier à travers les lumières prévues à cet effet dans la paroi latérale du four, les cendres sont évacuées dans la zone des génératrices inférieures du four mais les mêmes lumières sont utilisées pour le passage des gaz de gazéification de l'intérieur du four dans l'intérieur de la chambre de chauffage qui entoure le four. Ces gaz de gazéification, qui sont combustibles, viennent donc en contact avec la flamme du ou des brûleurs de la chambre de chauffage et leur combustion totale se trouve donc ainsi assurée, la chaleur produite par cette combustion venant en appoint de la chaleur apportée par le brûleur pour le chauffage du four.
On obtient donc par cette disposition une économie calorifique importante puisque les gaz de gazéification participent à l'incinération des déchets.
Les gaz de gazéification brûlés sont évacués avec les gaz de combustion des brûleurs dans la canalisation d'évacuation des gaz brûlés et ces gaz chauds sont aspirés hors de la chambre de chauffage par la dépression qui règne à la sortie de la buse placée dans le courant d'air pulsé par le ventilateur de l'installation; il en résulte que. ives gaz chauds ne traversent pas le ventilateur de l'installation ce qui permet d'obtenir une bonne tenue mécanique de ce ventilateur. Il convient enfin de remarquer que le refroidissement extérieur de la chambre de chauffage est effectué par circulation de l'air qui est nécessaire pour provoquer l'extraction des gaz brûlés hors de la chambre de combustion.
Le rendement thermique de l'installation est encore amélioré lorsque l'incinérateur est utilisé en combinaison avec un présécheur tel qu'il a été indiqué pour la deuxième variante précédemment mentionnée car, dans ce cas, avant d'être évacué dans la cheminée, le mélange d'air de refroidisement et de gaz brûlés cède une partie de sa chaleur aux déchets à incinérer ce qui permet d'assurer une certaine déshumidification des déchets avant leur introduction dans le four de l'incinérateur.
REVENDICATION I
Procédé d'incinération de déchets, caractérisé par ce fait que l'on charge les déchets à une extrémité d'un four cylindrique ou prismatique entraîné en rotation autour de son axe, que l'on assure le déplacement des déchets le long de l'axe du four, que l'on chauffe la paroi latérale du four, que l'on extrait du four, à son extrémité opposée à celle où s'effectue le chargement, d'une part, par gravité, les cendres correspondant aux déchets incinérés et, d'autre part, par différence de pression, les gaz de gazéification des déchets, que l'on fait passer les gaz le long de la paroi latérale du four en sens inverse du déplacement des déchets dans le four, les gaz traversant la zone où le four se trouve chauffé extérieurement,
et que l'on extrait de la chambre, où s'effectue le chauffage du four, les gaz de gazéification brûlés.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par ce fait que l'on réalise le déplacement des déchets à l'intérieur du four, entre la zone d'alimentation et la zone d'évacuation des cendres, par une hélice disposée à l'intérieur du four.
2. Procédé selon la revendication I, caractérisé par ce fait que l'on refroidit les parois de la chambre de chauffage qui entoure le four par une circulation d'air aspiré par un ventilateur et refoulé dans une canalisation qui conduit à la cheminée.
3. Procédé selon la revendication I, caractérisé par ce fait que l'on assure l'extraction des gaz de gazéification brûlés par dépression à la sortie d'une buse placée dans le flux d'air de refroidissement de la chambre de chauffage, les gaz brûlés étant entraînés par le débit d'air et mélangés avec lui.
REVENDICATION II
Incinérateur de déchets pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé par un four prismatique ou cylindrique, entraîné en rotation autour de son axe, le four étant muni à une de ses extrémités d'un dispositif d'alimentation en déchets à incinérer et à son autre extrémité, de lumières pratiquées dans sa paroi latérale et comportant, en outre, intérieurement, des moyens susceptibles d'assurer un déplacement des déchets à partir de la zone d'alimentation vers l'extrémité opposée, par une chambre de chauffage entourant le four et renfermant les lumières d'extrémité du four, la chambre comportant au moins un moyen de chauffage dont l'action s'exerce sur la paroi du four, et étant mise en communication avec l'extérieur grâce à une évacuation de gaz brûlés,
et par des moyens de protection extérieurs de la paroi de la chambre de chauffage et des moyens d'entraînement en rotation du four de l'incinérateur.
SOUS-REVENDICATIONS
4. Incinérateur selon la revendication Il, caractérisé par ce fait que le four est un cylindre qui comporte intérieurement une hélice en saillie sur sa paroi latérale.
5. Incinérateur selon la revendication Il, caractérisé par ce fait qu'au droit des lumières pratiquées à une extrémité du four, on a prévu, au-dessous du four, un conduit d'évacuation de cendres au-dessous duquel se trouve un cendrier mobile, le conduit d'évacuation des cendres et le cendrier étant en communication avec l'intérieur de la chambre de chauffage.
6. Incinérateur selon la revendication Il, caractérisé par ce fait que la canalisation d'arrivée d'air de la chambre de chauffage comporte un registre de réglage.
7. Incinérateur selon la revendication Il, caractérisé par ce fait que la chambre de chauffage est cylindrique et entourée de deux enveloppes concentriques, l'enveloppe extérieure comportant une entrée d'air et l'intérieur de l'enveloppe intérieure étant en communication avec l'intérieur de l'enveloppe extérieure dans la zone qui est opposée à celle de l'entrée d'air de l'enveloppe extérieure.
8. Incinérateur selon la sous-revendication 7, caractérisé par ce fait que l'intérieur de l'enveloppe intérieure est soumis à l'aspiration d'un ventilateur qui rejette son débit en direction de la cheminée d'évacuation des gaz.
9. Incinérateur selon la sous-revendication 8, caractérisé par ce fait que le débit d'air rejeté par le ventilateur passe autour d'une buse disposée dans l'axe de ce débit et dans le même sens que celui-ci, la buse étant reliée à la canalistion d'évacuation des gaz brûlés hors de la chambre de chauffage.
10. Incinérateur selon la revendication 11. caractérisé par ce fait que le moyen de chauffage du four est constitué d'au moins
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