FR3108160A1 - HEAT PRODUCTION PROCESS FROM SOLID RECOVERY FUELS - Google Patents

HEAT PRODUCTION PROCESS FROM SOLID RECOVERY FUELS Download PDF

Info

Publication number
FR3108160A1
FR3108160A1 FR2002382A FR2002382A FR3108160A1 FR 3108160 A1 FR3108160 A1 FR 3108160A1 FR 2002382 A FR2002382 A FR 2002382A FR 2002382 A FR2002382 A FR 2002382A FR 3108160 A1 FR3108160 A1 FR 3108160A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
outlet
combustion
inlet
boiler
fuels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2002382A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3108160B1 (en
Inventor
Romain Thibaut
Jean-Christophe THECUA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vinci Construction Grands Projets SAS
Original Assignee
Vinci Environnement SA
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 Vinci Environnement SA filed Critical Vinci Environnement SA
Priority to FR2002382A priority Critical patent/FR3108160B1/en
Publication of FR3108160A1 publication Critical patent/FR3108160A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3108160B1 publication Critical patent/FR3108160B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F23G5/006—General arrangement of incineration plant, e.g. flow sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/46—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on sewage, house, or town refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/48—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on industrial residues and waste materials
    • 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
    • F23G5/20—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having rotating or oscillating drums
    • 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
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F23G5/46—Recuperation of heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2062—Ammonia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/52001—Rotary drums with co-current flows of waste and gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/10—Nitrogen; Compounds thereof
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé d'incinération de combustibles dans un système de production de chaleur, le procédé comprenant une étape de combustion des combustibles dans un four, une étape de récupération dans la chaudière de l’énergie de fumées issues de la combustion, et une étape de traitement des fumées issues de la chaudière, le four étant un four tournant, et les combustibles étant des combustibles solides de récupération. Figure pour l’abrégé : Fig. 1The present invention relates to a process for the incineration of fuels in a heat production system, the process comprising a stage of combustion of the fuels in a furnace, a stage of recovery in the boiler of the energy from the fumes resulting from the combustion, and a step for processing the fumes from the boiler, the furnace being a rotary furnace, and the fuels being solid recovered fuels. Figure for the abstract: Fig. 1

Description

PROCEDE DE PRODUCTION DE CHALEUR A PARTIR DE COMBUSTIBLES SOLIDES DE RECUPERATIONPROCESS FOR PRODUCTION OF HEAT FROM SOLID RECOVERY FUELS

DOMAINE DE L'INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

La présente invention concerne le domaine de la combustion et de la production de chaleur à partir de combustibles issus de déchets.The present invention relates to the field of combustion and the production of heat from waste fuels.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Les installations d’incinération permettent une combustion de déchets d’origine ménagère et/ou industrielle, et la valorisation de l'énergie produite par cette combustion. Ainsi, le type de combustion utilisé dans une installation d’incinération est directement lié au rendement énergétique de l'installation.Incineration facilities allow the combustion of household and/or industrial waste, and the recovery of the energy produced by this combustion. Thus, the type of combustion used in an incineration plant is directly linked to the energy efficiency of the installation.

Typiquement, deux types de fours sont utilisés dans les installations d'incinération: le four à grille (en particulier le four à gradins) et le four à lit fluidisé.Typically, two types of furnaces are used in incineration plants: the grate furnace (specifically the step furnace) and the fluidized bed furnace.

Le four à grille est actuellement le plus utilisé dans les unités d'incinération des ordures ménagères (également désignées par l'acronyme UIOM). Un four à grille comprend une grille sur laquelle des déchets progressent, typiquement pendant une durée de 1 à 2 heures, au fur et à mesure qu'ils sont brûlés. En général, les grilles, légèrement inclinées, sont composées d'éléments mobiles en acier réfractaire pour faciliter le mélange air/déchet et assurer une bonne combustion. Le four peut comprendre plusieurs grilles installées en gradins pour optimiser l'avancée des déchets et leur combustion ou de grilles horizontales avec un système de poussoir pour faire avancer les déchets au cours de leur combustion. Certains fours possèdent des systèmes de refroidissement des grilles à base d'eau. Ce type de four permet d'incinérer des déchets qui n'ont pas été forcément triés en fonction de leur taille. Cependant, ce type de four présente une structure complexe, entraînant un coût élevé d'une installation d'incinération.The grate oven is currently the most widely used in household waste incineration units (also referred to by the acronym UIOM). A grate furnace comprises a grate over which waste material progresses, typically for a period of 1 to 2 hours, as it is burned. In general, the grids, slightly inclined, are composed of mobile elements in refractory steel to facilitate the air/waste mixture and ensure good combustion. The furnace can comprise several grids installed in tiers to optimize the progress of the waste and its combustion or horizontal grids with a pusher system to advance the waste during its combustion. Some ovens have water-based grid cooling systems. This type of furnace makes it possible to incinerate waste which has not necessarily been sorted according to its size. However, this type of furnace has a complex structure, resulting in a high cost of an incineration plant.

Le four à lit fluidisé était initialement destiné à incinérer des combustibles de mauvaise qualité comme les tourbes ou le charbon. Ce four a été adapté à la combustion des ordures ménagères. Les déchets doivent être triés, déferraillés et broyés afin de garder une granulométrie constante. Les déchets ainsi traités sont ensuite homogénéisés avant d'être introduits dans le four à lit fluidisé. Le four à lit fluidisé maintient les déchets en suspension, en général dans une masse de produits inertes, appelée «lit», par exemple du sable, grâce à un système d'injection d'air à la base de la chambre de combustion. Le mouvement du lit entraîne un brassage des déchets et la présence de produits inertes facilite l'homogénéisation de la température du four. Cependant, ce type de four nécessite de trier les déchets préalablement à leur introduction dans le four.The fluidized bed furnace was initially intended to incinerate poor quality fuels such as peat or coal. This oven has been adapted to the combustion of household waste. The waste must be sorted, removed from iron and crushed in order to keep a constant particle size. The waste thus treated is then homogenized before being introduced into the fluidized bed furnace. The fluidized bed furnace maintains the waste in suspension, generally in a mass of inert products, called "bed", for example sand, thanks to an air injection system at the base of the combustion chamber. The movement of the bed leads to mixing of the waste and the presence of inert products facilitates the homogenization of the temperature of the furnace. However, this type of furnace requires sorting the waste prior to their introduction into the furnace.

Le domaine de l'incinération des déchets a connu en parallèle le développement de la production de combustible solide de récupération (d'acronyme CSR). Le combustible solide de récupération est un type de combustible préparé à partir de déchets combustibles, et destiné à être brûlé dans une installation d'incinération. Ce type de combustible a été défini par les classes 1, 2, et 3 de la norme européenne EN 15359. Il a également été défini dans l’arrêté du 23/05/2016 «relatif à la préparation des combustibles solides de récupération en vue de leur utilisation dans des installations relevant de la rubrique 2971 de la nomenclature des installations classées pour la protection de l'environnement»(Journal Officiel n° 120 du 25 mai 2016) introduit à l'article R. 541-8-1 du code de l'environnement en France. Il a enfin été défini par la norme française AFNOR, NF EN 15359, intitulée «combustibles solides de récupération - spécifications et classes». Un combustible solide de récupération est défini par les paramètres techniques suivants: il doit présenter un pouvoir calorifique inférieur (d'acronyme PCI) supérieur ou égal à 12 MJ/kg, présentant une fraction massique en mercure inférieure à 3 mg/kg-sec, une fraction massique en chlore inférieure à 15 000 mg/kg-sec, une fraction massique en brome inférieure à 15 000 mg/kg-sec et une fraction massique en composés halogénés inférieure à 20 000 mg/kg-sec. Les combustibles solides de récupération sont aujourd'hui incinérés dans des installations d'incinération telle que décrites précédemment.The field of waste incineration has seen the parallel development of the production of solid recovered fuel (acronym CSR). Solid recovered fuel is a type of fuel prepared from combustible waste, and intended to be burned in an incineration plant. This type of fuel has been defined by classes 1, 2, and 3 of the European standard EN 15359. It has also been defined in the decree of 05/23/2016 " relating to the preparation of solid recovered fuel their use in installations falling under heading 2971 of the nomenclature of installations classified for the protection of the environment" (Official Journal n° 120 of 25 May 2016) introduced in article R. 541-8-1 of the code of the environment in France. Finally, it was defined by the French standard AFNOR, NF EN 15359, entitled " solid recovered fuels - specifications and classes ". A solid recovered fuel is defined by the following technical parameters: it must have a lower calorific value (acronym PCI) greater than or equal to 12 MJ/kg, having a mercury mass fraction of less than 3 mg/kg-dry, a chlorine mass fraction of less than 15,000 mg/kg-sec, a bromine mass fraction of less than 15,000 mg/kg-sec and a halogenated compound mass fraction of less than 20,000 mg/kg-sec. Solid recovered fuels are currently incinerated in incineration facilities as described above.

Ainsi, il existe un besoin pour la conception et la fabrication d’une installation de production de chaleur adaptée à la combustion des combustibles solides de récupération. Ce type d’installation est par exemple défini dans l’arrêté du 23/05/16 relatif «aux installations de production de chaleur et/ou d'électricité à partir de déchets non dangereux préparés sous forme de combustibles solides de récupération dans des installations prévues à cet effet associés ou non à un autre combustible et relevant de la rubrique 2971 de la nomenclature des installations classées pour la protection de l'environnement» (Journal Officiel n°120 du 25 mai 2016). Si des paramètres techniques tels que des limites d’émission en éléments prédéfinis sont imposés, les moyens de conception d’une telle installation à la fois simple et efficace énergétiquement sont inconnus de l’état de la technique.Thus, there is a need for the design and manufacture of a heat production installation suitable for the combustion of solid recovered fuels. This type of installation is for example defined in the order of 23/05/16 relating to "installations for the production of heat and/or electricity from non-hazardous waste prepared in the form of solid recovered fuels in installations provided for this purpose, whether or not associated with another fuel and falling under heading 2971 of the nomenclature of installations classified for the protection of the environment ” (Official Journal no. 120 of 25 May 2016). If technical parameters such as emission limits in predefined elements are imposed, the means of designing such a simple and energy-efficient installation are unknown to the state of the art.

Un but de l’invention est de proposer un procédé d'incinération de combustibles solides de récupération plus simple que les procédés de l'art antérieur, ainsi qu'une installation d'incinération adaptée à l'incinération de combustibles solides de récupération dont la structure est plus simple que les installations de l'art antérieur.An object of the invention is to provide a process for the incineration of solid recovered fuels that is simpler than the processes of the prior art, as well as an incineration installation suitable for the incineration of solid recovered fuels whose structure is simpler than the installations of the prior art.

Ce but est atteint grâce à un procédé d'incinération de combustibles dans un système de production de chaleur, le système de production de chaleur comprenant:This object is achieved by a method of incinerating fuels in a heat production system, the heat production system comprising:

- un four configuré pour incinérer les combustibles, comprenant une sortie de fumées produites par l’incinération des combustibles,- a furnace configured to incinerate the fuels, comprising an outlet for the fumes produced by the incineration of the fuels,

- une chaudière, comprenant une entrée de fumées reliée à la sortie de fumée du four, la chaudière comprenant une sortie de fumées,- a boiler, comprising a smoke inlet connected to the smoke outlet of the oven, the boiler comprising a smoke outlet,

- un module de traitement des fumées comprenant une entrée de fumées reliée à la sortie de fumées de la chaudière,- a flue gas treatment module comprising a flue gas inlet connected to the flue gas outlet of the boiler,

le procédé comprenant:the method comprising:

- une étape a) de combustion des combustibles dans le four,- a step a) of combustion of the fuels in the furnace,

- une étape b) de récupération dans la chaudière de l’énergie de fumées issues de la combustion de l’étape a) et- a step b) of recovering in the boiler the energy of the fumes resulting from the combustion of step a) and

- une étape c) de traitement des fumées issues de la chaudière, dans lequel- a step c) of processing the fumes from the boiler, in which

le four étant un four tournant, et les combustibles étant des combustibles solides de récupération (CSR) présentant un pouvoir calorifique inférieur étant supérieur ou égal à 12 MJ/kg, présentant une fraction massique en mercure inférieure à 3 mg/kg-sec, une fraction massique en chlore inférieure à 15 000 mg/kg-sec, une fraction massique en brome inférieure à 15 000 mg/kg-sec et une fraction massique en composés halogénés inférieure à 20 000 mg/kg-sec.the kiln being a rotary kiln, and the fuels being solid recovered fuels (SRC) having a lower calorific value being greater than or equal to 12 MJ/kg, having a mercury mass fraction of less than 3 mg/kg-sec, a chlorine mass fraction of less than 15,000 mg/kg-sec, bromine mass fraction of less than 15,000 mg/kg-sec and halogenated compound mass fraction of less than 20,000 mg/kg-sec.

Le système peut avantageusement comprendre les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :The system can advantageously include the following characteristics, taken individually or in any of their technically possible combinations:

- la combustion est mise en œuvre à une température comprise entre 900 °C et 1100 °C inclus,- the combustion is carried out at a temperature between 900°C and 1100°C inclusive,

- le four tournant comprend une enceinte, et est configuré pour imposer un écoulement gazeux dans l'enceinte à une vitesse comprise entre 3 m/s et 6 m/s inclus, l’écoulement comprenant des produits de combustion et un excès de comburant,- the rotary kiln comprises an enclosure, and is configured to impose a gaseous flow in the enclosure at a speed of between 3 m/s and 6 m/s inclusive, the flow comprising combustion products and an excess of oxidant,

- la chaudière est une chaudière à tubes de fumées,- the boiler is a fire tube boiler,

- les tubes de fumées sont configurés pour être montés verticaux par rapport au sol,- the smoke tubes are configured to be mounted vertical to the ground,

- les oxydes d’azotes (NOx) présents dans les fumées sont traités uniquement par une unité de traitement des fumées configurée pour le traitement par réduction sélective non-catalytique,- the nitrogen oxides (NOx) present in the flue gases are treated only by a flue gas treatment unit configured for treatment by non-catalytic selective reduction,

- le four présente une entrée de gaz de combustion, et on réintroduit une partie des fumées produites par la combustion dans l’étape a) dans l’entrée de gaz de combustion, pendant la combustion dans l’étape a),- the furnace has a combustion gas inlet, and part of the fumes produced by the combustion in stage a) are reintroduced into the combustion gas inlet, during the combustion in stage a),

- la température des fumées réintroduites dans l’entrée de gaz de combustion est préférentiellement comprise dans la gamme allant de 140°C à 200°C, et préférentiellement de 160°C à 180°C inclus.- the temperature of the fumes reintroduced into the combustion gas inlet is preferably in the range from 140° C. to 200° C., and preferably from 160° C. to 180° C. inclusive.

-le système de production de chaleur comprend un module de post combustion présentant une entrée et une sortie d’écoulement gazeux, et un séparateur de cendres de type cyclonique présentant une entrée et une sortie d’écoulement gazeux et une sortie de cendres, l’entrée du module de post-combustion étant reliée à la sortie du four tournant, l’entrée du séparateur de cendres étant reliée à la sortie du module de post-combustion et la sortie du séparateur de cendres étant reliée à l’entrée de la chaudière, le procédé comprenant une étape de récupération des cendres à la sortie de cendres du séparateur de cendres. - the heat production system comprises an afterburner module having a gas flow inlet and outlet, and a cyclone-type ash separator having a gas flow inlet and outlet and an ash outlet, the inlet of the post-combustion module being connected to the outlet of the rotary kiln, the inlet of the ash separator being connected to the outlet of the post-combustion module and the outlet of the ash separator being connected to the inlet of the boiler , the method comprising an ash recovery step at the ash outlet of the ash separator.

Un autre aspect de l'invention est un système de production de chaleur comprenant:Another aspect of the invention is a heat production system comprising:

- un module de chargement de combustibles, comprenant une sortie de combustibles,- a fuel loading module, comprising a fuel outlet,

- un four configuré pour incinérer les combustibles, comprenant une entrée de combustibles reliée à la sortie de combustible du module de chargement de combustibles, et comprenant une sortie de fumées produites par l’incinération des combustibles,- a furnace configured to incinerate the fuels, comprising a fuel inlet connected to the fuel outlet of the fuel loading module, and comprising a smoke outlet produced by the incineration of the fuels,

- une chaudière, comprenant une entrée de fumées reliée à la sortie de fumée du four, la chaudière comprenant une sortie de fumées,- a boiler, comprising a smoke inlet connected to the smoke outlet of the oven, the boiler comprising a smoke outlet,

- un module de traitement des fumées comprenant une entrée de fumées reliée à la sortie de fumées de la chaudière,- a flue gas treatment module comprising a flue gas inlet connected to the flue gas outlet of the boiler,

le four étant un four tournant et le module de chargement comprend des combustibles solides de récupération (CSR) présentant un pouvoir calorifique inférieur étant supérieur ou égal à 12 MJ/kg, présentant une fraction massique en mercure inférieure à 3 mg/kg-sec, une fraction massique en chlore inférieure à 15 000 mg/kg-sec, une fraction massique en brome inférieure à 15 000 mg/kg-sec et une fraction massique en composés halogénés inférieures à 20 000 mg/kg-sec.the kiln being a rotary kiln and the charging module comprises solid recovered fuels (SRC) having a lower calorific value being greater than or equal to 12 MJ/kg, having a mercury mass fraction of less than 3 mg/kg-sec, a chlorine mass fraction of less than 15,000 mg/kg-sec, a bromine mass fraction of less than 15,000 mg/kg-sec and a halogenated compound mass fraction of less than 20,000 mg/kg-sec.

Avantageusement, le système de production de chaleur comprend un module de post combustion présentant une entrée et une sortie d’écoulement gazeux, et un séparateur de cendres de type cyclonique présentant une entrée et une sortie d’écoulement gazeux, l’entrée du module de post-combustion étant reliée à la sortie du four tournant, l’entrée du séparateur de cendres étant reliée à la sortie du module de post-combustion et la sortie du séparateur de cendres étant reliée à l’entrée de la chaudière.Advantageously, the heat production system comprises a post-combustion module having a gas flow inlet and outlet, and an ash separator of the cyclonic type having a gas flow inlet and outlet, the inlet of the post-combustion being connected to the outlet of the rotary kiln, the inlet of the ash separator being connected to the outlet of the post-combustion module and the outlet of the ash separator being connected to the inlet of the boiler.

DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and not limiting, and which must be read in conjunction with the appended drawings in which:

la figure 1 illustre schématiquement une installation d'incinération, Figure 1 schematically illustrates an incineration installation,

la figure 2 illustre schématiquement une installation d'incinération, FIG. 2 schematically illustrates an incineration installation,

la figure 3 illustre schématiquement un procédé d'incinération. Figure 3 schematically illustrates an incineration process.

Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.In all the figures, similar elements bear identical references.

DEFINITIONSDEFINITIONS

On entend par «réduction sélective non catalytique» (d'acronyme SNCR) une méthode permettant de réduire les émissions d'oxyde d'azote (NOx) dans les centrales électriques conventionnelles qui brûlent de la biomasse, des déchets et/ou du charbon. Cette méthode comprend une étape d'injection d'ammoniac ou d'urée à un endroit où les gaz de combustion se situent entre 760 et 1 090 °C (1 400 et 2 000 °F), en pratique et préférentiellement 950 °C à 1000 °C pour réagir avec les oxydes d'azote formés lors du processus de combustion. Le produit résultant de la réaction chimique d'oxydoréduction est l'azote (N2), le dioxyde de carbone (CO2) et l'eau (H2O).“Selective non-catalytic reduction” (acronym SNCR) means a method for reducing nitrogen oxide (NOx) emissions in conventional power plants that burn biomass, waste and/or coal. This method includes a step of injecting ammonia or urea at a place where the combustion gases are between 760 and 1090°C (1400 and 2000°F), in practice and preferably 950°C at 1000°C to react with the nitrogen oxides formed during the combustion process. The product resulting from the redox chemical reaction is nitrogen (N 2 ), carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O).

On entend par «réduction catalytique sélective» (d'acronyme SCR) une méthode permettant de convertir les oxydes d'azote, également appelés NOx, à l'aide d'un catalyseur en azote diatomique (N2) et en eau (H2O). Un réducteur gazeux, généralement de l'ammoniac anhydre, de l'ammoniac aqueux ou de l'urée, est ajouté à un courant de gaz de combustion ou d'échappement et est adsorbé sur un catalyseur. Le dioxyde de carbone CO2est un produit de réaction lorsque l'urée est utilisée comme réducteur.By "selective catalytic reduction" (acronym SCR) is meant a method for converting nitrogen oxides, also called NOx, using a catalyst into diatomic nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O). A gaseous reductant, usually anhydrous ammonia, aqueous ammonia or urea, is added to a flue or exhaust gas stream and is adsorbed on a catalyst. Carbon dioxide CO 2 is a reaction product when urea is used as a reducing agent.

On entend par «déchets issus d'ordures ménagères» les déchets issus d'ordures ménagères mais également ce qui peut y être assimilé, comme les déchets banals des entreprises et administrations collectés en mélange avec les ordures ménagères.“Waste from household waste” means waste from household waste but also what can be assimilated to it, such as ordinary waste from businesses and administrations collected mixed with household waste.

On entend par «pouvoir calorifique inférieur» ou «PCI» la quantité de chaleur dégagée par la combustion complète d'une unité de combustible, la vapeur d'eau étant supposée non condensée et la chaleur non récupérée.By "lower calorific value" or "NCV" is meant the amount of heat given off by the complete combustion of a unit of fuel, the water vapor being assumed not to be condensed and the heat not to be recovered.

On entend par «teneur» d’un élément dans un combustible la fraction massique de l’élément dans le combustible, égale au rapport de la masse de cet élément sur la masse totale de combustible.“Content” of an element in a fuel means the mass fraction of the element in the fuel, equal to the ratio of the mass of this element to the total mass of fuel.

On entend par «sec» qu’une grandeur est considérée sur la base du produit sec.“Dry” means that a quantity is considered on the basis of the dry product.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Architecture générale du système de production de chaleur 2General architecture of the heat production system 2

En référence à la figure 1, un système de production de chaleur 2 comprend un module de chargement 8, configuré pour recevoir les combustibles solides de récupération CSR, et pour introduire les combustibles solides de récupération CSR dans une enceinte 4 d'un four 3. Le module de chargement de combustibles 1 comprend une sortie de combustibles 1, reliée à l'entrée d'un four 3. Préférentiellement, le module de chargement 8 comprend des combustibles solides de récupération CSR.Referring to Figure 1, a heat production system 2 comprises a loading module 8, configured to receive the solid CSR recovery fuels, and to introduce the solid CSR recovery fuels into an enclosure 4 of a furnace 3. The fuel loading module 1 comprises a fuel outlet 1, connected to the inlet of a furnace 3. Preferably, the loading module 8 comprises solid CSR recovery fuels.

Le système de production de chaleur 2 comprend également un four 3 tournant configuré pour incinérer les combustibles 1. Le four 3 tournant comprend une entrée de combustibles 1 reliée à la sortie de combustible du module de chargement 8, et comprenant une sortie de fumées produites par l’incinération des combustibles 1. On entend par four 3 tournant un four 3 s'étendant principalement selon un axe longitudinal légèrement inclinée vers le sol en partant de l'entrée du four 3. Le four 3 tournant comprend une enceinte 4, également appelée tambour tournant (ou «rotary kiln» en anglais). L'enceinte 4 est configurée pour tourner autour de l'axe longitudinal. Ainsi, les déchets qui sont introduits dans l'enceinte 4 peuvent être acheminés jusqu'à la sortie du four 3 tournant avant laquelle ils subissent une combustion. L'enceinte 4 peut être prolongée par un cône d'extraction des mâchefers.The heat production system 2 also comprises a rotating kiln 3 configured to incinerate the fuels 1. The rotating kiln 3 comprises a fuel inlet 1 connected to the fuel outlet of the loading module 8, and comprising a smoke outlet produced by the incineration of fuels 1. By kiln 3 rotating is meant a kiln 3 extending mainly along a longitudinal axis slightly inclined towards the ground starting from the inlet of the kiln 3. The kiln 3 rotating comprises an enclosure 4, also called rotating drum (or " rotary kiln "). The enclosure 4 is configured to rotate around the longitudinal axis. Thus, the waste which is introduced into the enclosure 4 can be routed to the outlet of the rotating furnace 3 before which it undergoes combustion. The enclosure 4 can be extended by a bottom ash extraction cone.

Usuellement, les fours 3 tournants ne sont pas préconisés pour l'incinération des ordures ménagères ou assimilées en comparaison avec des fours à gradins et/ou des fours à lit fluidisé. En effet, le taux de remplissage maximal d’un four 3 tournant est plus petit que celui d’un four à gradins ou d’un four à lit fluidisé (par exemple égale à 15%). Ainsi, dans des installations de production de chaleur de l’état de l’art, l’utilisation d’un four tournant limite le débit de traitement des combustibles, et n’est pas recommandée. Toutefois, dans le cas de l’utilisation de combustibles solides de récupération, le pouvoir calorifique inférieur élevé du combustible rend possible l’utilisation d’un four 3 tournant.Usually, 3-rotary kilns are not recommended for the incineration of household or similar waste in comparison with step kilns and/or fluidized bed kilns. Indeed, the maximum filling rate of a 3-revolving furnace is lower than that of a stepped furnace or a fluidized bed furnace (for example equal to 15%). Thus, in state-of-the-art heat production facilities, the use of a rotary kiln limits the fuel treatment rate, and is not recommended. However, in the case of the use of solid recovered fuels, the high lower calorific value of the fuel makes it possible to use a rotary kiln.

Ainsi, lorsque des combustibles solides de récupération (CSR) sont utilisés dans le système de production de chaleur 2, l'incinération dans un four 3 tournant permet d'utiliser un système de production de chaleur 2 plus simple et générant moins d'oxide d'azote (NOx) lors de la combustion.Thus, when solid recovered fuels (SRF) are used in the heat production system 2, incineration in a rotating furnace 3 makes it possible to use a heat production system 2 that is simpler and generates less oxide d nitrogen (NOx) during combustion.

Le four 3 tournant est préférentiellement configuré pour mettre en œuvre une combustion des combustibles 1 injectés dans l'enceinte 4 à une température comprise entre 900 °C et 1100°C inclus. En effet, au-dessus de 1100 °C, la concentration d'oxydes d'azote NOx produite augmente de manière non-linéaire. De plus, en dessous de 900 °C, la combustion risque d'être inachevée à la sortie du four 3 tournant, et la production de monoxyde de carbone CO produite augmente de manière non-linéaire.The rotary kiln 3 is preferably configured to implement combustion of the fuels 1 injected into the enclosure 4 at a temperature between 900° C. and 1100° C. inclusive. Indeed, above 1100°C, the concentration of nitrogen oxides NOx produced increases in a non-linear manner. In addition, below 900° C., the combustion risks being incomplete at the outlet of the rotating furnace 3, and the production of carbon monoxide CO produced increases in a non-linear manner.

Le four 3 tournant est préférentiellement configuré pour imposer un écoulement gazeux dans l'enceinte 4 à une vitesse comprise entre 3 m/s et 6 m/s inclus, l’écoulement comprenant des produits de combustion et un excès de comburant. Cette gamme de vitesse de l’écoulement gazeux permet d’assurer un approvisionnement suffisant en comburant, par exemple en dioxygène, en limitant l’advection des cendres issues de la combustion vers le reste du système.The rotating furnace 3 is preferably configured to impose a gaseous flow in the enclosure 4 at a speed of between 3 m/s and 6 m/s inclusive, the flow comprising combustion products and an excess of oxidant. This range of gas flow speeds makes it possible to ensure a sufficient supply of oxidant, for example of oxygen, by limiting the advection of the ashes resulting from combustion towards the rest of the system.

Le système de production de chaleur 2 comprend préférentiellement un module de post-combustion 11. Le module de post combustion 11 est préférentiellement relié à la sortie de fumées du four 3 tournant. Le module de post-combustion 11 permet d’assurer une combustion complète des combustibles et des produits de combustibles à la sortie du four 3 tournant, tout en permettant à une partie des cendres issues de la combustion dans le four 3 tournant de sédimenter, de sorte à être ultérieurement collectées.The heat production system 2 preferably comprises a post-combustion module 11. The post-combustion module 11 is preferably connected to the flue gas outlet of the rotating furnace 3. The post-combustion module 11 makes it possible to ensure complete combustion of the fuels and fuel products at the outlet of the rotating kiln 3, while allowing part of the ashes resulting from the combustion in the rotating kiln 3 to sediment, so as to be subsequently collected.

Le système de production de chaleur 2 comprend préférentiellement un séparateur de cendres 12, adapté pour la séparation des cendres à hautes températures, préférentiellement à une température supérieure ou égale à 900 °C. L’entrée du séparateur de cendres 12 est reliée à la sortie du four 3 tournant ou à la sortie module de post-combustion 11. La sortie du séparateur de cendres 12 est reliée à la chaudière 5. Le séparateur de cendres 12 est préférentiellement de type cyclonique. En effet, le séparateur de cendres 12 peut être configuré pour que l’écoulement le traversant forme un cyclone à l’intérieur du séparateur, ce qui permet de recueillir des particules aéroportées dans l’écoulement gazeux, en exploitant leur inertie.The heat production system 2 preferably comprises an ash separator 12, suitable for the separation of ashes at high temperatures, preferably at a temperature greater than or equal to 900°C. The inlet of the ash separator 12 is connected to the outlet of the rotary kiln 3 or to the post-combustion module 11 outlet. The outlet of the ash separator 12 is connected to the boiler 5. The ash separator 12 is preferably of cyclonic type. Indeed, the ash separator 12 can be configured so that the flow passing through it forms a cyclone inside the separator, which makes it possible to collect airborne particles in the gas flow, by exploiting their inertia.

Le système de production de chaleur 2 comprend une chaudière 5. La chaudière 5 comprend une entrée de fumées reliée à la sortie de fumées du four 3 (directement ou indirectement, par exemple par la sortie de fumées du four 3 tournant, ou du module de post combustion 11, ou du séparateur de cendres 12), et une sortie de fumées. Préférentiellement, la chaudière 5 est une chaudière 5 à tubes de fumées. Par «chaudière à tubes de fumées», on entend qu'un circuit fluidique comprenant de l'eau sous forme liquide ou gazeuse entoure des tubes adaptés au passage des fumées issues de la combustion dans le four 3. Dans une variante, la chaudière 4 peut être une chaudière 5 à tubes d’eau. Ainsi, il est possible de transduire la chaleur des fumées issues de la combustion vers l'eau. Notamment, la chaudière 5 à tubes de fumées peut être configurée pour être montée verticalement par rapport au sol. L'utilisation de ce type de chaudière 5 permet de simplifier la fabrication de l'installation d'incinération, et ainsi de diminuer son coût. De plus, l'agencement vertical des tubes de fumées par rapport au sol permet une meilleure récupération des cendres volantes issues de la combustion dans l'étape 203 relativement à d'autres agencements du tube de fumées par rapport au sol. En variante, la chaudière peut être configurée pour être montée horizontalement par rapport au sol.The heat production system 2 comprises a boiler 5. The boiler 5 comprises a smoke inlet connected to the smoke outlet of the oven 3 (directly or indirectly, for example via the smoke outlet of the rotating oven 3, or of the post combustion 11, or ash separator 12), and a smoke outlet. Preferably, the boiler 5 is a boiler 5 with smoke tubes. By "smoke tube boiler" is meant that a fluidic circuit comprising water in liquid or gaseous form surrounds tubes adapted to the passage of the fumes resulting from the combustion in the furnace 3. In a variant, the boiler 4 may be a water tube boiler. Thus, it is possible to transfer the heat of the fumes resulting from the combustion to the water. In particular, the firetube boiler 5 can be configured to be mounted vertically relative to the ground. The use of this type of boiler 5 makes it possible to simplify the manufacture of the incineration installation, and thus to reduce its cost. In addition, the vertical arrangement of the smoke tubes with respect to the ground allows better recovery of the fly ashes resulting from the combustion in step 203 relative to other arrangements of the smoke tube with respect to the ground. Alternatively, the boiler can be configured to be mounted horizontally to the floor.

La chaudière 5 peut comprendre un module d’évaporation 15 de vapeur d’eau, configuré pour vaporiser l’eau à des températures supérieures à 150°C, et préférentiellement comprises entre 200°C et 250°C lorsque la chaudière comprend des tubes de fumée. En aval, la chaudière 5 peut comprendre un module de récupération de la chaleur 16, permettant de préchauffer l’eau qui est ensuite injectée dans le module d’évaporation 15.The boiler 5 may include a steam evaporation module 15, configured to vaporize the water at temperatures above 150° C., and preferably between 200° C. and 250° C. when the boiler comprises tubes of smoke. Downstream, the boiler 5 may include a heat recovery module 16, making it possible to preheat the water which is then injected into the evaporation module 15.

En variante ou en complément, la chaudière 5 peut être une chaudière à huile thermique.As a variant or in addition, the boiler 5 can be a thermal oil boiler.

Le système de production de chaleur 2 peut comprendre un premier module 9 de traitement de oxydes d’azotes dans les fumées par réduction sélective non catalytique. Le premier module 9 de traitement des oxydes d’azotes présents dans les fumées par réduction sélective non catalytique est muni de moyens pour injecter un produit de réduction, préférentiellement de l’ammoniac ou de l’urée, dans l’écoulement des fumées en sortie du four 3 tournant ou en sortie du module de post-combustion 11.The heat production system 2 may comprise a first module 9 for treating nitrogen oxides in the flue gases by non-catalytic selective reduction. The first module 9 for treating the nitrogen oxides present in the flue gases by non-catalytic selective reduction is provided with means for injecting a reduction product, preferably ammonia or urea, into the flue gas flow at the outlet. of the rotating furnace 3 or at the outlet of the post-combustion module 11.

En référence à la figure 1, le système de production de chaleur 2 comprend uniquement un premier module 9 de traitement des oxydes d’azotes présents dans les fumées par réduction sélective non catalytique, sans comprendre de module de traitement des oxydes d’azotes présents dans les fumées par réduction catalytique 10. En effet, la combustion de combustible solide de récupération CSR dans un four 3 tournant génère une quantité d'oxyde d'azote NOx inférieure à la quantité de NOx générée par la combustion de déchets dans des fours utilisés dans l'art antérieur tels que les fours à gradins. Ainsi, il est possible de simplifier la conception du système de production de chaleur 2 en évitant de prévoir un module de traitement par réduction sélective catalytique 10.Referring to Figure 1, the heat production system 2 comprises only a first module 9 for treating the nitrogen oxides present in the fumes by non-catalytic selective reduction, without comprising a module for treating the nitrogen oxides present in fumes by catalytic reduction 10. In fact, the combustion of CSR solid recovered fuel in a rotating furnace 3 generates a quantity of nitrogen oxide NOx lower than the quantity of NOx generated by the combustion of waste in furnaces used in the prior art such as stepped ovens. Thus, it is possible to simplify the design of the heat production system 2 by avoiding providing a treatment module by selective catalytic reduction 10.

En référence aux figures 1 et 2, le système de production de chaleur 2 peut comprendre un deuxième module 6 de traitement des fumées. Le deuxième module 6 de traitement des fumées comprend une entrée de fumées reliée à la sortie de fumées de la chaudière 5.Referring to Figures 1 and 2, the heat production system 2 may include a second module 6 for processing the fumes. The second flue gas treatment module 6 includes a flue gas inlet connected to the flue gas outlet of the boiler 5.

Le deuxième module 6 de traitement des fumées peut comprendre un module de traitement des éléments acides des fumées 17. Un module de traitement des éléments acides des fumées 17 comprend préférentiellement des moyens d’injection de produits basiques tels que de l’hydroxyde de calcium ou du bicarbonate de sodium. Le module de traitement des éléments acides des fumées 17 permet de dépolluer les fumées, au moins partiellement, de composés acides tels que l’acide chlorhydrique, le dioxyde de soufre, et l’acide fluorhydrique.The second flue gas treatment module 6 may comprise a flue gas acid element treatment module 17. A flue gas acid element treatment module 17 preferably comprises means for injecting basic products such as calcium hydroxide or sodium bicarbonate. The flue gas acid elements treatment module 17 makes it possible to depollute the flue gases, at least partially, from acid compounds such as hydrochloric acid, sulfur dioxide, and hydrofluoric acid.

Le deuxième module 6 de traitement des fumées peut également comprendre des produits adsorbants tels que du charbon actif. Ainsi, il est possible de dépolluer les fumées, au moins partiellement, de métaux lourds tels que le mercure, zinc, cadmium, les dioxines et les furannes.The second flue gas treatment module 6 can also include adsorbent products such as activated carbon. Thus, it is possible to clean up the fumes, at least partially, of heavy metals such as mercury, zinc, cadmium, dioxins and furans.

Le deuxième module 6 de traitement des fumées peut également comprendre un filtre à manche 13.The second flue gas treatment module 6 can also include a bag filter 13.

En référence à la figure 2, le deuxième module 6 de traitement des fumées peut éventuellement comprendre un deuxième module de traitement des oxydes d’azote NOx par réduction sélective catalytique 10.Referring to Figure 2, the second flue gas treatment module 6 may optionally include a second module for treatment of nitrogen oxides NOx by selective catalytic reduction 10.

Procédé d'incinération de combustiblesFuel incineration process

En référence à la figure 3, un procédé d'incinération de combustibles peut préférentiellement comprendre une étape 201 de chargement de combustibles solides de récupération CSR dans un module 8 de chargement de combustibles.Referring to FIG. 3, a fuel incineration process can preferably comprise a step 201 of loading CSR solid recovery fuels into a fuel loading module 8 .

Le procédé d'incinération peut préférentiellement ensuite comprendre une étape 202 d'injection des combustibles solides de récupération CSR dans l'entrée de combustibles 1 du four 3 tournant.The incineration process can then preferably comprise a step 202 of injecting solid CSR recovery fuels into the fuel inlet 1 of the rotary kiln 3.

Le procédé d'incinération comprend une étape 203 de combustion des combustibles solide de récupération CSR dans le four 3 tournant. Lors de cette étape, les combustibles solides de récupération CSR, ou leurs produits de combustion, sont acheminés vers la sortie du four 3 tournant.The incineration process comprises a step 203 of combustion of the solid CSR recovery fuels in the rotary kiln 3. During this step, the CSR solid recovered fuels, or their combustion products, are routed to the outlet of the rotary kiln 3.

La combustion des combustibles solides de récupération CSR est préférentiellement mise en œuvre à une température comprise entre 900 °C et 1100 °C inclus, lors de l'étape 203. En effet, au-dessus de 1100 °C, la concentration d'oxyde d'azote NOx générée par la combustion augmente de manière non-linéaire. De plus, en dessous de 900 °C, la concentration de monoxyde de carbone CO générée augmente de manière non-linéaire.The combustion of CSR solid recovered fuels is preferably implemented at a temperature between 900° C. and 1100° C. inclusive, during step 203. Indeed, above 1100° C., the concentration of oxide of nitrogen NOx generated by combustion increases in a non-linear manner. Moreover, below 900°C, the concentration of carbon monoxide CO generated increases in a non-linear manner.

Lors de l'étape 203, les combustibles solides de récupération CSR sont préférentiellement acheminés depuis l'entrée du four 3 tournant jusqu'à la sortie du four 3 dans le four tournant. La vitesse de rotation du four 3 tournant est préférentiellement comprise entre 0,1 et 1 tour par minute. Un écoulement gazeux est préférentiellement généré dans le four 3 tournant. La vitesse moyenne de l’écoulement gazeux, en sortie du four 3 tournant, est préférentiellement comprise entre 3 m/s et 6m/s (l’écoulement gazeux comprenant les produits de combustion et le comburant en excès).During step 203, the CSR solid recovered fuels are preferentially routed from the inlet of the rotary kiln 3 to the outlet of the kiln 3 in the rotary kiln. The speed of rotation of the rotary kiln 3 is preferably between 0.1 and 1 revolution per minute. A gas flow is preferably generated in the rotating furnace 3. The average speed of the gas flow, at the outlet of the rotating furnace 3, is preferably between 3 m/s and 6 m/s (the gas flow comprising the combustion products and the excess oxidant).

Le procédé comprend préférentiellement une étape de récupération des cendres à la sortie de cendres du séparateur de cendres 12. Les cendres ainsi récupérées peuvent être qualifiées de mâchefers.The method preferably comprises a step for recovering the ashes at the ash outlet of the ash separator 12. The ashes thus recovered can be qualified as bottom ash.

Le procédé comprend une étape 204 de récupération dans la chaudière 5 de l’énergie de fumées issues de la combustion de l’étape 203. L'étape 104 est préférentiellement mise en œuvre en utilisant une chaudière à tubes de fumées, et notamment une chaudière à tubes de fumées configurées pour être montée verticalement par rapport au sol.The method comprises a step 204 of recovering in the boiler 5 the energy from the flue gases resulting from the combustion of step 203. Step 104 is preferably implemented using a smoke-tube boiler, and in particular a boiler with smoke tubes configured to be mounted vertically to the ground.

Le procédé comprend une étape 205 de traitement des fumées issues de la chaudière 5. Préférentiellement, les oxydes d’azotes des fumées sont traités uniquement par un module de traitement des fumées par réduction sélective non catalytique 9 lors de l'étape 205.The method includes a step 205 for treating the flue gases from the boiler 5. Preferably, the nitrogen oxides of the flue gases are treated only by a flue gas treatment module by non-catalytic selective reduction 9 during step 205.

Le procédé peut préférentiellement comprendre une étape 206, dans laquelle on introduit une partie des fumées produites par la combustion lors de l’étape 203 dans l’entrée de gaz de combustion du four 3 lors de l'étape 203. Préférentiellement, la température des fumées réintroduites dans l’entrée de gaz de combustion est comprise dans la gamme allant de 140°C à 200°C inclus, et préférentiellement de 160°C à 180°C inclus. En effet, la teneur en oxygène des fumées est plus faible que la teneur en oxygène de l'air. Ainsi, en introduisant une partie des fumées produites par la combustion lors de l’étape 203 dans l'entrée de gaz de combustion du four 3 lors de l'étape 203, il est possible de contrôler la température de combustion avec précision en diminuant ou en augmentant la teneur en oxygène des gaz de combustion pour un débit total de gaz constant dans le four 3 tournant.The method can preferably comprise a step 206, in which part of the fumes produced by the combustion during step 203 is introduced into the combustion gas inlet of the furnace 3 during step 203. Preferably, the temperature of the fumes reintroduced into the combustion gas inlet is in the range from 140° C. to 200° C. inclusive, and preferably from 160° C. to 180° C. inclusive. Indeed, the oxygen content of the fumes is lower than the oxygen content of the air. Thus, by introducing part of the fumes produced by the combustion during step 203 into the combustion gas inlet of the furnace 3 during step 203, it is possible to control the combustion temperature with precision by decreasing or by increasing the oxygen content of the combustion gases for a constant total flow of gas in the rotary kiln 3.

Claims (10)

Procédé d'incinération de combustibles (1) dans un système de production de chaleur (2), le système de production de chaleur (2) comprenant:
- un four (3) configuré pour incinérer les combustibles (1), comprenant une sortie de fumées produites par l’incinération des combustibles (1),
- une chaudière (5), comprenant une entrée de fumées reliée à la sortie de fumée du four (3), la chaudière comprenant une sortie de fumées,
- un module de traitement des fumées (6) comprenant une entrée de fumées reliée à la sortie de fumées de la chaudière (5),
le procédé comprenant:
- une étape a) de combustion des combustibles (1) dans le four (3),
- une étape b) de récupération dans la chaudière (5) de l’énergie de fumées issues de la combustion de l’étape a) et
- une étape c) de traitement des fumées issues de la chaudière (5),
caractérisée en ce que:
- le four (3) est un four (3) tournant, et en ce que
- les combustibles (1) sont des combustibles solides de récupération (CSR) présentant un pouvoir calorifique inférieur étant supérieur ou égal à 12 MJ/kg, présentant une fraction massique en mercure inférieure à 3 mg/kg-sec, une fraction massique en chlore inférieure à 15 000 mg/kg-sec, une fraction massique en brome inférieure à 15 000 mg/kg-sec et une fraction massique en composés halogénés inférieure à 20 000 mg/kg-sec. A method of incinerating fuels (1) in a heat generating system (2), the heat generating system (2) comprising:
- a furnace (3) configured to incinerate the fuels (1), comprising a smoke outlet produced by the incineration of the fuels (1),
- a boiler (5), comprising a smoke inlet connected to the smoke outlet of the oven (3), the boiler comprising a smoke outlet,
- a flue gas treatment module (6) comprising a flue gas inlet connected to the flue gas outlet of the boiler (5),
the method comprising:
- a step a) of combustion of the fuels (1) in the furnace (3),
- a step b) of recovering in the boiler (5) the energy of the fumes resulting from the combustion of step a) and
- a step c) for treating the fumes from the boiler (5),
characterized in that:
- the oven (3) is a rotating oven (3), and in that
- the fuels (1) are solid recovered fuels (SRF) having a lower calorific value being greater than or equal to 12 MJ/kg, having a mass fraction of mercury of less than 3 mg/kg-sec, a mass fraction of chlorine less than 15,000 mg/kg-sec, a mass fraction of bromine less than 15,000 mg/kg-sec and a mass fraction of halogenated compounds less than 20,000 mg/kg-sec. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la combustion est mise en œuvre à une température comprise entre 900 °C et 1100 °C inclus. Process according to Claim 1, in which the combustion is carried out at a temperature between 900°C and 1100°C inclusive. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le four tournant comprend une enceinte (4) et est configuré pour imposer un écoulement gazeux dans l'enceinte à une vitesse comprise entre 3 m/s et 6 m/s inclus, l’écoulement comprenant des produits de combustion et un excès de comburant. Process according to Claim 1 or 2, in which the rotary kiln comprises an enclosure (4) and is configured to impose a gaseous flow in the enclosure at a speed of between 3 m/s and 6 m/s inclusive, the flow including combustion products and excess oxidizer. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3 dans lequel la chaudière est une chaudière (5) à tubes de fumées, les tubes de fumées étant préférentiellement configurés pour être monté verticaux par rapport au sol. Method according to one of Claims 1 to 3, in which the boiler is a boiler (5) with smoke tubes, the smoke tubes being preferably configured to be mounted vertically with respect to the ground. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les oxydes d’azotes présents dans les fumées sont traités uniquement par une unité de traitement des fumées configurée pour le traitement par réduction sélective non-catalytique. Process according to one of Claims 1 to 4, in which the nitrogen oxides present in the flue gases are treated only by a flue gas treatment unit configured for treatment by non-catalytic selective reduction. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le four présente une entrée de gaz de combustion, et dans lequel on réintroduit une partie des fumées produites par la combustion dans l’étape a) dans l’entrée de gaz de combustion, pendant la combustion dans l’étape a). Process according to one of Claims 1 to 5, in which the furnace has a combustion gas inlet, and in which part of the fumes produced by the combustion in step a) is reintroduced into the combustion gas inlet , during combustion in step a). Procédé selon la revendication 6, dans lequel la température des fumées réintroduites dans l’entrée de gaz de combustion est préférentiellement comprise dans la gamme allant de 140°C à 200°C inclus, et préférentiellement de 160°C à 180°C inclus. Process according to claim 6, in which the temperature of the flue gases reintroduced into the combustion gas inlet is preferably comprised in the range going from 140°C to 200°C inclusive, and preferably from 160°C to 180°C inclusive. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le système de production de chaleur (2) comprend un module de post combustion (11) présentant une entrée et une sortie d’écoulement gazeux, et un séparateur de cendres (12) de type cyclonique présentant une entrée et une sortie d’écoulement gazeux et une sortie de cendres, l’entrée du module de post-combustion (11) étant reliée à la sortie du four (3) tournant, l’entrée du séparateur de cendres (12) étant reliée à la sortie du module de post-combustion (11) et la sortie du séparateur de cendres (12) étant reliée à l’entrée de la chaudière (5), le procédé comprenant une étape de récupération des cendres à la sortie de cendres du séparateur de cendres (12). Method according to one of Claims 1 to 7, in which the heat production system (2) comprises an afterburner module (11) having a gas flow inlet and outlet, and an ash separator (12) of cyclonic type having a gas flow inlet and outlet and an ash outlet, the inlet of the post-combustion module (11) being connected to the outlet of the rotating furnace (3), the inlet of the ash separator (12) being connected to the outlet of the post-combustion module (11) and the outlet of the ash separator (12) being connected to the inlet of the boiler (5), the method comprising an ash recovery step at the ash outlet of the ash separator (12). Système de production de chaleur (2) comprenant:
- un module de chargement (8) de combustibles (1), comprenant une sortie de combustibles (1),
- un four (3) configuré pour incinérer les combustibles (1), comprenant une entrée de combustibles (1) reliée à la sortie de combustible du module de chargement (8), et comprenant une sortie de fumées produites par l’incinération des combustibles (1),
- une chaudière (5), comprenant une entrée de fumées reliée à la sortie de fumée du four (3), la chaudière comprenant une sortie de fumées,
- un module de traitement des fumées (6) comprenant une entrée de fumées reliée à la sortie de fumées de la chaudière (5),
caractérisé en ce que:
- le four (3) est un four (3) tournant, et en ce que
- le module de chargement (8) comprend des combustibles solides de récupération (CSR) présentant un pouvoir calorifique inférieur étant supérieur ou égal à 12 MJ/kg, présentant une fraction massique en mercure inférieure à 3 mg/kg-sec, une fraction massique en chlore inférieure à 15 000 mg/kg-sec, présentant une fraction massique en brome inférieure à 15 000 mg/kg-sec et une fraction massique en composés halogénés inférieure à 20 000 mg/kg-sec. Heat production system (2) comprising:
- a fuel (1) loading module (8), comprising a fuel outlet (1),
- a furnace (3) configured to incinerate the fuels (1), comprising a fuel inlet (1) connected to the fuel outlet of the loading module (8), and comprising an outlet for the fumes produced by the incineration of the fuels (1),
- a boiler (5), comprising a smoke inlet connected to the smoke outlet of the furnace (3), the boiler comprising a smoke outlet,
- a flue gas treatment module (6) comprising a flue gas inlet connected to the flue gas outlet of the boiler (5),
characterized in that:
- the oven (3) is a rotating oven (3), and in that
- the loading module (8) comprises solid recovered fuels (SRF) having a lower calorific value being greater than or equal to 12 MJ/kg, having a mercury mass fraction of less than 3 mg/kg-sec, a mass fraction in chlorine less than 15,000 mg/kg-sec, having a bromine mass fraction of less than 15,000 mg/kg-sec and a halogenated compound mass fraction of less than 20,000 mg/kg-sec. Système de production de chaleur (2) selon la revendication 9, comprenant un module de post combustion (11) présentant une entrée et une sortie d’écoulement gazeux, et un séparateur de cendres (12) de type cyclonique présentant une entrée et une sortie d’écoulement gazeux, l’entrée du module de post-combustion (11) étant reliée à la sortie du four (3) tournant, l’entrée du séparateur de cendres (12) étant reliée à la sortie du module de post-combustion (11) et la sortie du séparateur de cendres (12) étant reliée à l’entrée de la chaudière (5). A heat generating system (2) according to claim 9, comprising an afterburner module (11) having a gas flow inlet and outlet, and an ash separator (12) of the cyclonic type having an inlet and an outlet gas flow, the inlet of the post-combustion module (11) being connected to the outlet of the rotating kiln (3), the inlet of the ash separator (12) being connected to the outlet of the post-combustion module (11) and the outlet of the ash separator (12) being connected to the inlet of the boiler (5).
FR2002382A 2020-03-10 2020-03-10 METHOD FOR PRODUCTION OF HEAT FROM SOLID RECOVERY FUELS Active FR3108160B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2002382A FR3108160B1 (en) 2020-03-10 2020-03-10 METHOD FOR PRODUCTION OF HEAT FROM SOLID RECOVERY FUELS

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2002382A FR3108160B1 (en) 2020-03-10 2020-03-10 METHOD FOR PRODUCTION OF HEAT FROM SOLID RECOVERY FUELS
FR2002382 2020-03-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3108160A1 true FR3108160A1 (en) 2021-09-17
FR3108160B1 FR3108160B1 (en) 2022-02-18

Family

ID=70295520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2002382A Active FR3108160B1 (en) 2020-03-10 2020-03-10 METHOD FOR PRODUCTION OF HEAT FROM SOLID RECOVERY FUELS

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3108160B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994024484A1 (en) * 1993-04-22 1994-10-27 Sbw Sonderabfallentsorgung Baden-Württemberg Gmbh Method of reducing the emissions produced by incinerating waste
DE4333510C1 (en) * 1993-10-01 1995-01-12 Gutehoffnungshuette Man Process and apparatus for treating flue gases from waste incineration plants
WO2009097636A2 (en) * 2008-02-04 2009-08-13 A Tec Holding Gmbh Method and system for burning lumpy combustible material
WO2018038923A1 (en) * 2016-08-22 2018-03-01 Barry Liss Ash sintering gasifier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994024484A1 (en) * 1993-04-22 1994-10-27 Sbw Sonderabfallentsorgung Baden-Württemberg Gmbh Method of reducing the emissions produced by incinerating waste
DE4333510C1 (en) * 1993-10-01 1995-01-12 Gutehoffnungshuette Man Process and apparatus for treating flue gases from waste incineration plants
WO2009097636A2 (en) * 2008-02-04 2009-08-13 A Tec Holding Gmbh Method and system for burning lumpy combustible material
WO2018038923A1 (en) * 2016-08-22 2018-03-01 Barry Liss Ash sintering gasifier

Also Published As

Publication number Publication date
FR3108160B1 (en) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2424277C2 (en) Procedure for carbonaceous material steam reforming
FI88958B (en) FOERFARANDE FOER FOERBRAENNING AV BRAENNBARA MATERIAL
FR2967360A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REDUCING NOX EMISSIONS DURING INCINERATION OF EXHAUST GASES
JP2006000847A (en) Method and apparatus for utilizing partially gasified coal for removal of mercury
FR2701087A1 (en) Process for the incineration of solid fuels, in particular urban residues, with solid and gaseous discharges which are substantially neutral vis-à-vis the environment.
FR2980258A1 (en) CHEMICAL LOOP COMBUSTION PROCESS WITH REMOVAL OF ASHES AND FINES IN THE REDUCTION AREA AND INSTALLATION USING SUCH A METHOD
Rutberg et al. The technology and execution of plasmachemical disinfection of hazardous medical waste
EP2823875B1 (en) Method for purifying combustion fumes
CN102317687A (en) Be used to handle the method and apparatus of solid waste
JP5880835B2 (en) Method for incineration of combustible materials containing radioactive cesium
JPH0365211A (en) Combustion method of heterogeneous fuel
FR3108160A1 (en) HEAT PRODUCTION PROCESS FROM SOLID RECOVERY FUELS
CN105627319A (en) Garbage incineration processing system and method for reducing toxicity of fly ash
FR2822721A1 (en) PROCESS AND PLANT FOR REDUCING THE NITROGEN OXIDES PRESENT IN THE COMBUSTION FUMES OF A GAS FROM A THERMOLYSIS PROCESS
CN101307905B (en) Carbon product calcining furnace flue gas cleaning treatment process
JP6541039B2 (en) Incineration ash processing apparatus and incineration ash processing method
CN214198674U (en) Industrial waste classified incineration system
JP5950001B2 (en) Incineration equipment for waste containing combustible materials containing radioactive cesium
FR2977928A1 (en) Waste incinerator, has heat recovery unit arranged between waste combustion unit and smoke treatment unit, and smoke recycling unit for reinjecting specific percent of smoke leaving heat recovery unit into combustion unit
JP3732640B2 (en) Waste pyrolysis melting combustion equipment
EP1071912B1 (en) Method and apparatus for the prevention of global warming, through elimination of hazardous exhaust gases of waste and/or fuel burners
CN113958959B (en) Method for controlling dioxin emission in fly ash plasma melting process
RU2646258C2 (en) Plant for multistage thermal processing of solid domestic and industrial wastes
EP0851906A1 (en) Method for gasification processing of solid combustible municipal refuse and the like
JP5937261B1 (en) Radioactive substance removal method and radioactive substance removal system

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20210917

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

TP Transmission of property

Owner name: VINCI CONSTRUCTION GRANDS PROJETS, FR

Effective date: 20230824

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5