FR2585805A1

FR2585805A1 - Appareillage de destruction de produits dangereux

Info

Publication number: FR2585805A1
Application number: FR8611118A
Authority: FR
Inventors: Terry R Galloway
Original assignee: IN PROCESS Tech Inc
Current assignee: IN PROCESS Tech Inc
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1987-02-06
Anticipated expiration: 2006-07-31
Also published as: DE3625782A1; GB2182426B; DE3625782C2; GB8618549D0; FR2585805B1; US4688495A; GB2182426A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREILLAGE DE DESTRUCTION DE DECHETS DANGEREUX. L'APPAREILLAGE COMPREND UN COEUR CREUX CYLINDRIQUE 13 DEFINISSANT UNE ZONE CENTRALE DE REACTION 14, UNE ENVELOPPE 16 ENTOURANT LE COEUR 13 ET DEFINISSANT UN ESPACE ANNULAIRE 17, UN DISPOSITIF ELECTRIQUE 22 POUR CHAUFFER LE COEUR JUSQU'A UNE TEMPERATURE TRES ELEVEE ET SE RAPPROCHANT DE 1650C, LES DECHETS DANGEREUX ETANT INTRODUITS DANS LA ZONE DE REACTION SOUS UNE FORME FINEMENT DIVISEE OU GAZEUSE AFIN DE PRODUIRE DU GAZ CARBONIQUE ET DE L'EAU AINSI QUE DES PARTICULES SOLIDES VITRIFIEES ET NON LESSIVABLES, LESDITES PARTICULES ETANT EVACUEES 51 DE LA BASE DE LADITE ZONE DE REACTION 14.

Description

La présente invention concerne un appareillaqe

de destruction de déchets dangereux.

Les dispositions actuelles concernant le stockage de solvants usés, de carbone activé, de métaux lourds et d'autres déchets dangereux nécessitant un enlèvement et une destruction par l'intermédiaire de dispositifs de traitement de déchets industriels ont créé de sérieuses difficultés du point de vue politique et du point de vue de l'environnement à la fois pour les industries chimiques et les industries électroniques. Les problèmes concernant la contamination de l'eau de fond et les problèmes d'hygiène se posent de façon de plus en plus pressante. En outre, conformément au RCRA Federal (Resource Conservation and Recovery Act), il existe des risques légaux à long terme pour des installations de production de déchets dangereux, resultant de la destination finale de ces matières, ce qui correspond à ce qu'on appelle la responsabilité de rejet du générateur. Seules les plus grosses Sociétés de production peuvent amortir les coûts des gros fours d'incinération qui sont capables de brûler ces déchets organiques à des niveaux acceptables par l'EPA. Il existe à l'heure actuelle un besoin d'une technologie nouvelle qui soit mieux adaptée

à l'échelle des problèmes et des capitaux disponibles.

En outre, on a mis au point de nombreux systèmes et/ou réacteurs conçus pour "éliminer" des déchets dans le monde. De tels systèmes opèrent normalement sur les "ordures" du monde et certains sont même axés sur la destruction des "ordures", en faisant rentrer dans ce terme

certaines substances chimiques qui pourraient être perturba-

trices pour la santé des êtres humains. La plupart des "systèmes de destruction de déchets " sont axés sur l'incinération ou sur une autre destruction de déchets généraux. Des réacteurs de traitement de déchets à haute température sont très gros et coûteux et ils sont affectés par des limitations en ce qui concerne les matières traitées, comme les réacteurs décrits dans le brevet US n 3 933 434

délivré à Matovich et les brevets suivants du même inventeur.

D'autres réacteurs de traitement de déchets sont limités à une forme physique particulière de déchets, cf. par exemple le brevet US 4 499 833. Des incinérateurs à cyclones, comme décrit dans le brevet US n 3 855 951, sont utilisés pour brûler des détritus ou analogues mais ils n'assurent pas une combustion suffisamment complète pour être utilisés avec des déchets danqereux. La présente invention concerne un système relativement simple qui opère à une température assez élevée

pour décomposer pratiquement complètement des déchets dange-

reux et qui peut être installé économiquement sur le lieu de

production des déchets.

La présente invention concerne un réacteur de décomposition thermique de déchets dangereux dans lequel de très hautes températures sont maintenues à l'intérieur d'un garnissage qui ne se décompose pas lorsqu'il est exposé à l'air, qui n'est pas soumis à une abrasion par des solides dans un courant de gaz de traitement et qui ne réagit pas avec des déchets dangereux en train d'être traités. Ce système permet d'opérer directement sur des liquides, des gaz et des solides et de commander le temps de séjour à

l'intérieur d'une zone d'incinération en vue d'une décompo-

sition chimique des déchets dans le réacteur sous la forme, en majeure partie, de gaz carbonique et d'eau. Des réacteurs de traitement de déchets à haute température sont souvent appelés des réacteurs de destruction thermique mais cependant les déchets sont effectivement décomposés et en conséquence

ce terme sera utilisé ici.

Il est prévu ici un coeur creux chauffé électriquement à une température élevée au moyen d'un courant de gaz porteur le traversant longitudinalement. Des déchets dangereux sous une forme finement divisée ou gazeuse sont introduits dans ce courant de gaz, une commande étant assurée

en ce qui concerne le temps de séjour des déchets à l'inté-

rieur de la zone ou volume de réaction.

Les produits de réaction dans le coeur sont constitués par de la cendre non lessivable qui tombe en dehors du fond du coeur et par des gaz effluents qui peuvent être traités pour se séparer en constituants utiles et en gaz carbonique non nocif et en eau. Le résidu de cendre est une matière solide non lessivable, vitrifiée, sous forme de particules et qui peut être évacuée sous la forme de déchets municipaux classiques. Des composants dangereux des déchets solides sont enrobés sous une forme non lessiva- ble de façon à satisfaire aux consignes de sécurité les plus

sévères et aux règlements légaux.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la

description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en

référence aux dessins annexés dans lesquels:

la figure 1 est une représentation schématique d'un appareil-

lage conforme à la présente invention la figure 2 est une vue en coupe verticale centrale d'un

réacteur de traitement de déchets dangereux à haute tempé-

rature,conforme à la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe transversale faite dans le plan 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe centrale partielle à échelle agrandie de l'extrémité supérieure du réacteur de la figure 1; et la figure 5 est une vue en coupe centrale partielle à échelle agrandie de l'extrémité supérieure de la base du

réacteur proprement dit.

Conformément à la présente invention, il est prévu un réacteur de décomposition thermique 12 comportant un coeur 13 qui est illustré sur les dessins comme comprenant un cylindre creux définissant un volume ou zone interne de réaction 14. Ce coeur peut être formé par exemple de carbure

de silicium, d'oxyde de titane ou d'oxyde de zirconium.

Une enveloppe cylindrique 16 isolée thermiquement entoure le coeur 13, des chapeaux extrêmes appropriés, non représentés, terminant l'enveloppement du coeur. Un espace annulaire 17 est ménagé entre le coeur 13 et l'enveloppe 16, cet espace 17 étant isolé de façon étanche de la zone de réaction 14 à sa partie supérieure. Un gaz porteur est introduit dans le haut de cet espace annulaire, comme indiqué par les flèches 18. Ce gaz porteur peut être constitué par une grande diversité de substances gazeuses comme de l'air ou des gaz non réactifs, comme l'azote, l'argon ou du gaz carbonique, par exemple. Ce gaz porteur s'écoule vers le bas au travers de l'espace annulaire 17 entourant le coeur 13 et ensuite vers le haut au travers du volume de réaction 14 du coeur, comme indiqué par les flèches sur les dessins, et des moyens, illustrés schématiquement sous forme de valves 19, commandent l'écoulement du gaz porteur au travers du réacteur. Il est prévu des moyens pour augmenter la température à l'intérieur du coeur, et en particulier le volume de réaction 14 situé dans celui-ci, jusqu'à une température très élevée comprise par exemple entre 815 et 1600"C ou plus. Dans ce but, le coeur 13 est chauffé électriquement en faisant passer un

courant électrique dans ledit coeur, comme indiqué schémati-

quement par une alimentation extérieure en courant 22 pouvant

être commandée.

Il est prévu des moyens pour introduire de

façon contrôlée des déchets dangereux par la partie supé-

rieure du volume de réaction 14 à l'intérieur du coeur 13.

Cela est illustré schématiquement sur les dessins par un conduit 31 s'étendant verticalement vers le bas de façon à pénétrer dans la partie centrale supérieure du coeur. Pour des déchets dangereux solides, il est prévu à cet égard que ceux-ci soient d'abord mis en oeuvre, comme cela est indiqué d'une façon générale par le dispositif de traitement 33 de déchets solides recevant des déchets dangereux en 34

et assurant leur broyage jusqu'à une granulométrie prédéter-

minée. Les déchets sous forme de particules ainsi obtenus

pénètrent ensuite dans le volume de réaction 14 par l'inter-

médiaire du conduit 31, comme indiqué par la flèche 36.

Des déchets liquides et gazeux sont introduits

dans le réacteur en les mélangeant avec le gaz porteur.

Une buse 32 pouvant être commandée est prévue pour recevoir du gaz porteur et des déchets liquides par l'intermédiaire

d'un conduit 37,ou bien des déchets gazeux par l'intermédiai-

re d'un conduit 38. Il est à noter que des déchets solides

peuvent être mélangés avec un additif inerte de vitrification.

Le volume de réaction 14 se trouvant à l'intérieur du coeur 13 est physiquement séparé de l'espace annulaire 17 entourant le coeur à la partie supérieure du réacteur et des gaz qui se propagent ou s'écoulent vers le haut au travers du volume ou zone de réaction 14 du coeur sortiront par le haut du coeur de manière à être introduits, par exemple, dans un séparateur 46, comme indiqué par la flèche 47. Du fait que ces gaz effluents se trouvent à une température élevée, le séparateur 47 comporte de préférence un refroidisseur de manière que des gaz effluents dirigés dans l'atmosphère, comme indiqué par la flèche 48, ne

puissent exercer aucune influence perturbatrice sur l'environ-

nement. Le cas échéant, le séparateur 46 peut être utilisé

pour évacuer le gaz porteur du réacteur et pour le réintrodui-

re dans l'appareillage comprenant le réacteur afin que le gaz porteur pénètre dans le réacteur en 18, comme indiqué par la ligne en trait interrompu sur le dessin. Les détails d'une telle étape de séparation ne rentrent pas dans le cadre de la présente invention et ne sont par conséquent pas

décrits ici.

A l'intérieur de la zone de réaction 14 de l'appareillage conforme à la présente invention, il est prévu une colonne de gaz porteur se déplaçant vers le haut, et des déchets dangereux solides se trouvant.sous une forme finement divisée sont introduits par le haut de la zone de réaction de façon à descendre au travers de la zone de réaction o une température extrêmement élevée est maintenue en faisant passer un courant électrique au travers du coeur pour assurer son chauffage. Ces déchets dangereux sont soumis à ce qu'on peut appeler une "décomposition thermique " et ils sont renvoyés dans du gaz carbonique ou de l'eau, et également éventuellement des cendres solides qui constituent une matière solide vitrifiée et non lessivable qui tombe par gravité à partir du fond de la zone de réaction et qui peut ensuite être enlevée de l'enveloppe 12 comme indiqué par la flèche 25. Ces cendres solides qui sortent du réacteur de la orésente invention sont tout à fait sûres et peuvent être évacuées comme des déchets municipaux classiques. La nature vitrifiée des cendres consiste dans une combinaison chimique de déchets et de verre et la caractéristique d'impossibilité

de lessivage fait en sorte qi'il subsiste un enrobage perma-

nent de manière que les déchets ne reviennent jamais dans l'environnement. La présente invention est adaptée pour traiter des déchets dangereux gazeux, liquides ou solides et elle comporte des moyens particuliers pour tenir compte des différentes propriétés physiques des déchets dans leurs états séparés. On va d'abord considérer la mise en oeuvre de déchets dangereux gazeux qui peut être réalisée avec peu ou pas de traitement. Des déchets dangereux gazeux peuvent être mélangés à de faibles teneurs avec des courants de gaz ou d'air et ils peuvent être injectés par l'intermédiaire d'une buse ou analogue 32 dans le réacteur. Des déchets dangereux

gazeux n'ont pas besoin d'être concentrés avant leur traite-

ment, d'autant plus qu'il n'existe aucune limite inférieure de concentration. Cependant il est à noter à cet égard que la rentabilité de fonctionnement du réacteur avec introduction d'un courant très dilué et par conséquent un faible niveau de charge peut être un facteur intervenant dans la détermination de la concentration désirée pour les déchets à introduire. En second lieu, dans le cas de déchets dangereux liquides tels que des solvants, par exemple, il est prévu ici que les déchets liquides puissent être introduits dans un gaz porteur d'entrée qui tourbillonne autour de l'espace 17 de façon à pénétrer par le fond de la zone de réaction 14 et à s'écouler ensuite vers le haut au travers

de celle-ci en vue d'une décomposition à haute température.

Cette température peut être de l'ordre de 16000 C. Le moyen d'injection de liquide 32 est de préférence constitué par une buse ultrasonique qui peut être commandée par le moyen de commande 41 de façon à établir une gamme sélectionnée de dimensions pour les gouttelettes engendrées et pulvérisées dans le réacteur. Ces fines gouttelettes sont mélangées et entraînées dans le courant de gaz porteur jusque dans la zone de réaction 14 d'une manière telle que la dimension des gouttelettes puisse être choisie pour commander le temps de séjour des déchets liquides dans la zone de réaction 14 en vue d'une décomposition chimique dans celle-ci. Il est -à noter qu'une combinaison d'unités à écoulement ascendant et à écoulement descendant peut être utilisée pour assurer une décomposition thermique complète. Conformément à la présente invention, il est par conséquent prévu une commande du temps de séjour de déchets dangereux finement divisés à l'intérieur de la zone de réaction du réacteur. Le débit du gaz porteur peut être modifié dans une partie de cette commande du temps de séjour des gouttelettes dans la zone de réaction afin de

produire une destruction complète des déchets.

Des déchets dangereux organiques solides, par exemple, sort traités ici par un premier broyage des déchets à une granulométrie de l'ordre du millimètre puis par introduction desdits déchets dans le réacteur pour leur destruction. Le temps de séjour de ces déchets solides sous forme de particules peut être commandé par broyage des déchets à une granulométrie rentrant dans une gamme comprise entre 50 et 1200 microns, en fonction de la densité des substances solides et du temps de séjour désiré. Ainsi pour des déchets dangereux solides, le dispositif de traitement 33 assure un broyage des solides jusqu'à une granulométrie désirée et, dans des circonstances o les dimensions des particules diminuent dans un passage traversant une zone de réaction de la présente invention, il peut être souhaitable de prévoir une zone de réaction à écoulement descendant et à écoulement ascendant pour produire une décomposition thermique complète des déchets dangereux. Les cendres solides formées à partir des particules de déchets dangereux solides constituent une matière solide vitrifiée et non lessivable qui peut être évacuée du réacteur à sa sortie 25 comme des

déchets municipaux classiques.

La présente invention est applicable à d'autres appareillages de destruction de déchets dangereux. Par exemple il existe de l'eau de fond contaminée qui contient des solvants ou des déchets dangereux organiques pouvant être traités dans le dispositif de traitement 33, contenant un lit d'absorption de carbone se déplaçant de façon continue et qui concentre les déchets dangereux dans un récipient de traitement spécial contenant des granules de carbone. Ces granules sont alors introduits lentement dans le réacteur de décomposition thermique de déchets dangereux dans lequel ils sont traités de la manière décrite ci-dessus. Les granules de carbone qui ont ainsi réagi sont renvoyés dans le lit d'absorption se trouvant dans le dispositif de traitement 33. Un tel processus possède la capacité d'être utilisé pour traiter des niveaux de contamination afin de les réduire

à des niveaux de quelques parties par billion.

La présente invention est également applicable à des matières solides qui sont contaminées par des métaux lourds et qui doivent être traités comme des déchets dangereux. Du fait que la présente invention permet de produire une matière solide sous forme de cendres vitrifiées qui enrobent les métaux lourds sous une forme non lessivable, on obtient ainsi avec l'appareillage conforme à l'invention un produit qui ne peut pas revenir dans l'environnement sous

forme d'un métal lourd par des moyens naturels.

La présente invention est adaptée pour être installée à l'endroit de génération des déchets dangereux, comme par exemple dans des installations de fabrication

de semi-conducteurs, des installations chimiques et analogues.

Le réacteur conforme à l'invention peut être assez petit par comparaison aux appareils classiques de traitement de déchets dangereux et il est compatible avec les systèmes

mécaniques et électriques d'installations de fabrication.

Egalement la mise en oeuvre de la présente invention n'est pas compliquée de sorte que le personnel d'une installation peut commander tout à fait correctement le système. En outre, aucun produit dangereux ou nocif n'est émis par le système conforme à l'invention, par exemple des oxydes d'azote

NOx ou des émissions de gaz acides, et en conséquence l'appa-

reillage est parfaitement sûr et est applicable à grande échelle. On va se référer maintenant aux figures 2 à 5 qui représentent une réalisation préférée d'un réacteur de traitement de déchets dangereux conforme à la présente invention. Le réacteur 51 est représenté comme comportant une enveloppe ou cuve cylindrique 52 allongée, ouverte à ses extrémités et formée d'acier inoxydable ou d'un autre matériau réfractaire ayant une rigidité structurale, en étant entourée par une isolation thermique 53 et étant pourvue de brides aux deux extrémités. A l'intérieur de l'enveloppe ou cylindre 52,

il est prévu un cylindre 54 disposé coaxialement à l'envelop-

pe et espacé de celle-ci de manière à définir un espace annulaire 56. Le cylindre 54 est formé d'Hastalloy-C, ou d'un autre matériau réfractaire, et il est prévu à l'intérieur

du cylindre un tube 61 disposé concentriquement et définis-

sant un espace annulaire 62 entre le tube 61 et le cylindre 54. Le tube 61 est formé d'un matériau réfractaire tel que

de l'alumine ou de la mullite.

Le cylindre 54 est représenté comme comportant une bride extérieure placée autour de sa partie supérieure et par laquelle il est fixé sur une plaque supérieure 66 de manière que le cylindre soit dirigé vers le bas à partir de celle-ci. Une bride inférieure 67 prévue sur l'enveloppe 52 est séparée de la base des cylindres 54 de telle sorte que l'espace annulaire 56 soit enfermé entre les cylindres 54 et 61. Entre la bride inférieure 67 et l'extrémité inférieure du cylindre 54, il est prévu une ouverture latérale en dessous du cylindre 54, comme indiqué en 68, de manière à établir une communication entre les espaces annulaires 56 et 62. Le tube intérieur 61 est monté, et fixé par un ciment céramique, sur la bride inférieure 67 et il s'étend vers le haut de celle-ci jusqu'à peu de distance de la plaque supérieure 66 de façon à établir une communication entre

l'espace annulaire 62 et l'intérieur du tube 61.

Le réacteur 51 est en outre pourvu d'un coeur cylindrique central 71 disposé concentriquement à l'intéreur du tube 61 et espacé latéralement de celui-ci de façon à définir un espace annulaire 72 autour du coeur. Ce coeur est monté sur la plaque supérieure 66 et il est dirigé vers le bas à partir de celle-ci, axialement par rapport au réacteur, jusque dans une position espacée de la bride inférieure 67. En outre en ce qui concerne le coeur 71, il

est à noter que celui-ci est constitué d'une matière cérami-

que réfractaire, électriquement conductrice, telle que du carbure de silicium, de l'oxyde de titane ou de l'oxyde de zirconium. Le coeur 71 est réalisé sous la forme d'un cylindre creux allongé comportant deux fentes en spirale 73 et 74 le traversant et s'étendant vers le bas à partir du haut, sur des côtés diamétralement opposés du coeur et sur une courte distance, lesdites fentes étant ensuite enroulées en spirale autour du coeur dans un prolongement s'étendant vers le bas et en alternance de façon à former deux voies

électriquement conductrices et indépendantes. Cette confi-

guration des fentes 73 et 74 permet de définir deux hélices entrelacées 76 et 77 qui sont imbriquées l'une avec l'autre sur la majorité de la longueur du coeur et qui sont jointes ensemble à la base du coeur o les fentes se terminent à courte distance de la base. Les deux hélices 76 et 77 sont considérées comme étant séparées à la partie supérieure du coeur et pratiquement sur toute leur

longueur et elles sont reliées ensemble à la base du coeur.

Cela permet une excitation électrique du coeur en faisant passer un courant à partir du haut d'une hélice et sur sa longueur jusqu'à la base puis vers le haut par l'intermédiaire

de l'autre hélice jusqu'à la partie supérieure du coeur.

Un connecteur 81 est représenté schématiquement à la partie supérieure du coeur et il est prolongé au travers de la plaque supérieure 66 en étant relié à des conducteurs 82 afin de commander le passage du courant au travers du coeur pour

assurer son chauffage.

Il est prévu des moyens pour faire passer un gaz au travers du réacteur, ces moyens étant représentés

sous la forme de tubes d'entrée 86 et 87 s'étendant radiale-

ment vers l'extérieur au travers de l'enveloppe 52 et de l'isolation 53 dans une zone adjacente à la partie supérieure du réacteur. Il est également prévu des moyens pour assurer la sortie du gaz et des produits du réacteur à partir de la base du réacteur, ces moyens étant représentés ici sous la forme d'un flasque inférieur 67 qui est pourvu d'un trou axial central 88 le traversant. Ce trou est en communication

avec l'intérieur du tube 61 en dessous de la base du coeur 71.

En dessous de l'enveloppe 52, il est prévu une chambre isolée de décharge 91 qui est définie par un cylindre 92 venant buter contre le flasque inférieur 67 et comportant une plaque de fond 93 évidée qui assure la fermeture de la chambre. Cette chambre de décharge communique avec l'intérieur du réacteur par l'intermédiaire du trou 88 ménagé dans le flasque inférieur 67 du réacteur et il est prévu un ou plusieurs tubes de sortie 96 et un orifice inférieur de décharge 97 pour l'évacuation finale des cendres formées dans le réacteur. Cette partie de fond est ajoutée lorsqu'on a à traiter des déchets dangereux solides;

autrement elle est remplacée par une simple traverse tubulai-

re en acier inoxydable de 51 mm.

Pour auqmenter au maximum le rendement thermique du réacteur, il est de préférence également prévu une unité externe de transmission de chaleur 101 au travers de laquelle passetle tube d'entrée 87 et le tube de sortie 96. Il est à noter que tous les tubes d'entrée, tels que les tubes 86 et 87 représentés sur la figure 2, sont reliés ensemble par exemple par un collecteur et traversent l'échangeur de chaleur 101 pour un chauffage initial du gaz entrant au moyen de la chaleur restant dans les gaz effluents ou de sortie

passant dans le tube d'échappement 96.

En ce qui concerne la réalisation préférée-

du réacteur de décomposition thermique qui est représenté sur les figures 2 à 5, il est en outre à noter qu'il est

prévu à l'intérieur de l'enveloppe 52, dans l'espace annu-

laire 56, un lit tassé d'éléments de support de catalyseur

se présentant sous la forme de sphères en alumine ou analo-

gues, 106, ayant une dimension de 3,2 mm, ledit lit s'étendant vers le haut à partir du flasque inférieur 67 jusqu'à un niveau situé légèrement en dessous des tubes d'entrée 86 et 87. Ce lit tassé 106 s'étend au travers de l'ouverture 68 jusque dans l'espace annulaire 62 existant entre les cylindres 54 et 61. Dans l'espace annulaire 62, il est par conséquent disposé un autre lit tassé 107 s'étendant depuis le flasque inférieur 67 vers le haut jusqu'au même niveau que le lit extérieur 106 et immédiatement en dessous de la partie supérieure du tube 61. Ces lits tassés 106 et 107 sont prévus dans le but d'améliorer la transmission de chaleur, comme cela sera encore précisé dans la suite. Pour des configurations de réacteurs n'ayant pas à traiter des matières solides dans l'espace 73 du coeur, la zone inférieure

du cylindre 61 est également remplie de supports de cataly-

seur pour un échange de chaleur entre le gaz effluent et le gaz introduit dans la zone annulaire 62. Pour des réacteurs ayant à traiter des déchets solides, ce garnissage

de catalyseur est éliminé.

Le réacteur décrit ci-dessus est adapté pour décomposer des déchets dangereux sous une forme gazeuse, liquide ou solide et des déchets liquides ou solides sont de

préférence introduits au centre du réacteur par l'intermédiai-

re d'une ouverture 73 ménagée à la partie supérieure du coeur

71. Des moyens appropriés d'injection, non représentés, -

sont utilisés pour insérer un jet de particules solides finement divisées ou de fines gouttelettes de liquide dans le coeur par l'intermédiaire de l'ouverture 73. Des déchets gazeux sont introduits dans le réacteur par incorporation à un courant de gaz introduit par l'entrée 87. Des moyens sont

prévus pour empêcher bs gaz de sortir par l'ouverture 73.

En considérant maintenant le fonctionnement du réacteur des figures 2 à 5 et en prenant à titre d'exemple des déchets gazeux, il est à noter que ces gaz peuvent être mélangés directement avec un courant d'air et introduits dans le tube d'entrée 87. L'écoulement de l'air et des gaz au travers du réacteur peut être assuré soit en mettant celui-ci en pression par l'intermédiaire du tube d'entrée 87, soit en

variante en établissant un vide dans le réacteur par l'inter-

médiaire du tube de sortie 96. Le courant d'air et de gaz

pénétrant dans le tube 87 passe d'abord au travers de l'échan-

geur de chaleur extérieur 101 en vue d'un chauffage initial par la chaleur résiduelle contenue dans les gaz sortant du réacteur par l'intermédiaire du tube 96. Le courant préchauffé d'air et de gaz est ensuite dirigé dans l'espace annulaire 56 existant entre l'enveloppe 52 et le cylindre 54 et ensuite le courant s'écoule vers le bas au travers du lit tassé 106 puis il passe par l'ouverture 68 disposée en dessous du cylindre 54 et il s'écoule vers le haut au travers du lit tassé 107. Le coeur 71 est chauffé jusqu'à une température très élevée, de l'ordre de 870 C à 1600 C ou plus. Ce chauffage est réalisé en faisant passer un courant au travers du cc-ur depuis la moitié de sa partie haute vers le bas jusqu'à la base du coeur, et en retour au travers de l'autre

moitié à partir d'une alimentation en courant réglable 83.

Cette alimentation en courant fournit un courant dont la tension et l'intensité sont commandées de façon à contrôler la temperature du coeur. Un thermocouple interne 108 est placé à l'intérieur du coeur dans une zone adjacente à sa base et il est branché de façon à fournir une indication de la température du coeur sur un appareil de mesure 109. La température du coeur peut être réglée et maintenue à toute valeur désirée en faisant varier la tension et l'intensité du courant fourni au coeur par l'alimentation 83 en vue d'établir la température désirée, indiquée par l'appareil de mesure 109.

La chaleur engendrée par le coeur à haute temperature 71 est rayonnée latéralement vers l'extérieur du coeur de manière à chauffer le tube 61 et cette chaleur passe au travers du lit tassé 107, du cylindre 54 et du lit tassé 106. Le gaz entrant et l'air passant au travers des lits tassés 106 et 107 sont par conséquent chauffés à une très haute température avant que ce courant d'air et de gaz atteigne le coeur, et également une partie dudit courant passe au travers des fentes 73 et 74 ménagées dans le coeur pour pénétrer à l'intérieur de celui-ci. Ce courant d'air et de gaz s'écoule ensuite vers le bas jusqu'à la base du volume intérieur du réacteur tout en assurant un chauffage à très haute température pour produire une décomposition thermique efficace des déchets gazeux entraînés dans le courant d'air et de gaz en les transformant en constituants non dangereux comme du gaz carbonique et de l'eau. Lors d'un traitement de déchets dangereux solides, la température atteinte est suffisante pour vitrifier et réduire les déchets sous forme de cendres non lessivables qui sont entraînées par le courant d'air jusque dans la chambre 91 en dessous du réacteur et qui sont retenues dans celle-ci par un tamis très fin de sorte que le courant d'air peut sortir par le tube 96 en vue d'un

conditionnement ultérieur, comme décrit ci-dessus.

Le réacteur décrit ci-dessus a été utilisé pour décomposer une grande diversité de substances chimiques et on a donné dans le tableau suivant les résultats d'une

pluralité de cycles effectués par le réacteur.

DEGRES DE DESTRUCTION D'ECHANTILLONS DE LABORATOIRE PAR UN

REACTEUR DE DECOMPOSITION THERMIQUE SELON L'INVENTION.

Constituant % à Tempér. Sortie NOx Degré Remarques

(PQHS) l'entrée réact. réacteur destruct.

C ppb ppm % Chlorure de méthylène Xylène Ethyl benzène Hexachlorobenzène] Freon 113 Chloroforme Toluène Benzène Acétone Méthyl éthyl cétone Isopropanol Hexachlorobenzène 0, Alcool méthylique Ethanol T etrachlorure de carbone (TBD = à déterminer) (ND = non décelable) % % 4% 27% 6% 16% % 00% % % % % % % % 01% o % 0,105 0,132 0,016 0,16c' 0,016 0,008 0,080 1,48 12,9 0,29 2,7 0,20 9,0 TBD 1,1 ND TBD 2,0

% 1260 0,18

<1 <1 1,0 1,5

99,99995

99,99987

99,99986

99,99985

99,99998

99,996

99,997

99,99871

99,99997

99,99973

99,99998

99,99909

TBD

99,99989

ND TBD

99,99980

Double essai Introd. 1 h. Introd. 1 h Introd. 1 h Introd. 1 h Introd. 1 h Introd. solide Introd. solide Introd. liquide Introd. liquide Introd. liquide Introd. liquide Introd. liquide Introd. liquide Introd. liquide Introd. liquide Introd. liquide Introd. liquide 14 99,99998 Introd. liquide La présente invention a été décrite ci-dessus en relation avec des réalisations préférées particulières mais cependant les spécialistes se rendront compte que de nombreuses modifications et variantes sont possibles tout en restant dans l'esprit et le cadre de l'invention et qu'en conséquence il n'est pas envisagé de limiter l'invention aux

termes précis d'une description ou de détails d'illustration.

Claims

REVENDICATIONS

1. Appareillage de destruction de déchets dangereux, caractérisé en ce qu'il comprend: - un coeur creux cylindrique (13) pour hautes températures, définissant une zone centrale de réaction (14), - une enveloppe (16) entourant ledit coeur (13) et définissant un espace annulaire (17) autour de celui-ci, communiquant avec l'intérieur de ladite zone de réaction (14), - des moyens (22) pour chauffer ledit coeur (13) en vue d'augmenter sa température jusqu'à une valeur très élevée se rapprochant d'une température de 1650 C, - des moyens (19) pour diriger un gaz porteur (18) sous forme d'un écoulement au travers dudit espace annulaire (17) et de ladite zone de réaction (14), - des moyens (31; 33, 34, 36) pour introduire des déchets dangereux dans ladite zone de réaction (14) sous une forme

finement divisée ou gazeuse afin de produire du gaz carboni-

que et de l'eau et un produit de réaction solide sous forme de particules et non dangereux à partir desdits déchets, et - des moyens (51) pour évacuer ledit produit de réaction solide d'une extrémité de base de ladite zone de réaction (14).

2. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (22) faisant passer un courant électrique au travers dudit coeur (13) pour augmenter sa température à une valeur de l'ordre de 870 à

16000C.

3. Appareillage selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il est en outre prévu:

- un dispositif de traitement (33) de déchets solides rece-

vant des déchets dangereux solides et agissant sur ceux-ci pour réduire les déchets sous forme de particules ayant une dimension pouvant être réglée dans la plage comprise entre microns et 1200 microns, et - un moyen d'injection (31) pour diriger lesdites particules dans une partie supérieure dudit coeur (13) afin de les faire progresser vers le bas au travers de ladite zone de réaction (14) à contre-courant par rapport audit gaz porteur (18) afin de commander le temps de séjour

desdites particules dans ladite zone (14).

4. Appareillage selon la revendicaion 1, carac-

térisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour injecter de façon contrôlée des déchets liquides ou gazeux dans ledit écoulement de gaz porteur et comportant une buse (32) pouvant être commandée de façon à établir la dimension des gouttelettes liquides en vue de commander le temps de séjour dans ladite

zone de réaction (14).

5. Appareillage selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de sortie de gaz (47) comportant un refroidisseur (46) branché de façon à recevoir le gaz porteur (18) s'écoulant à partir du haut dudit coeur (13) en vue de réduire la température du gaz et

de décharger (48) le gaz refroidi dans l'atmosphère.

6. Appareillage selon la revendiction 1, caracté-

risé en outre en ce que ledit coeur (13) est formé d'une matière pour hautes températures qui ne réagit pas en présence d'oxygène de telle sorte que des déchets dangereux contenant de l'oxygène fixé chimiquement puissent être traités directement à des températures élevées en vue d'une décomposition.

7. Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en outre en ce que ledit coeur (13) est formé d'une matière choisie dans le groupe comprenant le carbure

de silicium, l'oxyde de zirconium et l'oxyde de titane.

8. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il comprend un cylindre (54) placé à l'in&ieur de ladite enveloppe (52) autour dudit coeur et définissant un espace annulaire entre l'enveloppe (52) et ledit cylindre (54), et en ce qu'un lit tassé (106) est disposé dans ledit espace annulaire (56) pour transmettre de la chaleur audit gaz porteur lors de son passage au

travers dudit lit tassé (106).

9. Appareillage selon la revendication 8, carac-

térisé en ce qu'il comprend en outre un tube (61) placé concentriquement à l'intérieur dudit cylindre (54) et espacé de celui-ci et en ce que ledit lit tassé (106) s'étend au travers d'une ouverture ménagée dans ledit cylindre (54) jusque dans l'espace situé entre ledit tube et ledit cylindre.

10. Appareillage selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'en outre ledit coeur (71) est creux et est divisé longitudinalement en deux moitiés depuis le haut jusqu'à une courte distance de la base par une paire de fentes (73, 74) profilées en spirale autour du coeur de façon à définir une voie électrique allongée entre les deux

moitiés à la partie supérieure du coeur (71), une alimen-

tation en courant réglable (81, 82, 83) branchée entre les deux moitiés dudit coeur (71) à sa partie supérieure, et une plaque supérieure (66) disposée transversalement à la partie supérieure de ladite enveloppe et supportant le coeur (71) de façon qu'il soit dirigé vers le bas à partir de celle-ci.

11. Appareillage selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il est en outre prévu un échangeur de chaleur (102) placé à l'extérieur de ladite enveloppe (52) et branché de façon à permettre le passage d'un gaz entrant dans le réacteur (51) et d'un gaz porteur effluent le

traversant en vue d'un échange de chaleur entre eux.

12. Appareillage de destruction de déchets dangereux, caractérisé en ce qu'il comprend un réacteur (51) comportant

un coeur creux (71) central disposé sensiblement verticale-

ment et formé d'une matière imperméable à l'oxygène et pouvant

résister à des températures supérieures à 1600"C, en définis-

sant une zone axiale de réaction le traversant, des moyens pour refouler un gaz porteur au travers de ladite zone de réaction, des moyens pour chauffer ledit coeur à une température très élevée, des moyens pour introduire des déchets dangereux sous une forme solide finement divisée ou gazeuse dans ladite zone de réaction dans laquelle passe le gaz porteur, des moyens pour commander le temps de séjour de déchets dangereux dans ladite zone de réaction afin de produire du gaz carbonique, de l'eau et des particules solides de déchets vitrifiées et non lessivables formant le produit de sortie dudit réacteur (51), et des moyens pour évacuer ledit produit formé par le réacteur à partir de la base de ladite zone de réaction en vue d'une décharge comme des

déchets classiques.