[go: up one dir, main page]

FR2983744A1 - Method for vitrification of ashes produced by gasification process or pyrogasification, involves evacuating flue gases produced by burners during combustion of ashes, and cooling ashes in vitrification chamber - Google Patents

Method for vitrification of ashes produced by gasification process or pyrogasification, involves evacuating flue gases produced by burners during combustion of ashes, and cooling ashes in vitrification chamber Download PDF

Info

Publication number
FR2983744A1
FR2983744A1 FR1103780A FR1103780A FR2983744A1 FR 2983744 A1 FR2983744 A1 FR 2983744A1 FR 1103780 A FR1103780 A FR 1103780A FR 1103780 A FR1103780 A FR 1103780A FR 2983744 A1 FR2983744 A1 FR 2983744A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
ashes
vitrification
pyrogasification
unit
gasification
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.)
Withdrawn
Application number
FR1103780A
Other languages
French (fr)
Inventor
Goux Jean Yves Le
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.)
AMPRO
Original Assignee
AMPRO
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 AMPRO filed Critical AMPRO
Priority to FR1103780A priority Critical patent/FR2983744A1/en
Publication of FR2983744A1 publication Critical patent/FR2983744A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44Details; Accessories
    • F23G5/46Recuperation of heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00Pretreatment
    • F23G2201/30Pyrolysing
    • F23G2201/303Burning pyrogases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00Combustion
    • F23G2202/20Combustion to temperatures melting waste
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00Waste heat recuperation
    • F23G2206/10Waste heat recuperation reintroducing the heat in the same process, e.g. for predrying
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/30Solid combustion residues, e.g. bottom or flyash
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

The method involves heating of ashes to vitrification temperature by a set of burners using air as oxidant, where the air is enriched with oxygen or purified syngas (6) from a gasification unit (1), or biogas (23), or natural gas (24). The flue gases produced by the burners during combustion of the ashes are evacuated, and the ashes are cooled in a vitrification chamber (26). The ashes are directed towards the gasification unit at one or more points of the gasification unit having a gas treatment unit (14) upstream of the gasification unit.

Description

La présente invention concerne un mode de chauffage thermique et économique d'une unité de vitrification de cendres et l' association de celle-ci avec une unité de gazéification ou de pyrogazéification de déchets, productive de ces cendres. The present invention relates to a thermal and economical heating mode of an ash vitrification unit and the association thereof with a waste gasification or pyrogasification unit, producing these ashes.

La gazéification consiste à convertir la fraction combustible du déchet constituée de carbone, hydrogène, oxygène en un mélange de gaz constitué majoritairement de monoxyde de carbone CO, d'hydrogène H2, de méthane CH4, et d'un grand nombre de composés volatils de formule CxHyOz, tous ces corps étant parfaitement combustibles en présence d'oxygène. Suivant les technologies, la gazéification peut s'effectuer dans une large gamme de température ( 400 °C - 1000°C) La pyrogazéification peut être considérée comme une gazéification avec une quantité moindre en agents réactifs, elle s'effectue généralement à basse température ( inférieure à 600°C) et produit un gaz riche en goudrons comparée à la gazéification. Le gaz, est communément appelé syngaz, et contient également de la vapeur d'eau, ainsi que de fines poussières, appelées cendres volantes. La valorisation énergétique du syngaz peut s'effectuer en direct, c'est-à-dire sans traitement particulier, par combustion dans des brûleurs appropriés, équipant des chaudières avec production de vapeur d'eau pour des utilisations diverses, en vapeur de procédé et/ou en turbine pour production d'électricité. Gasification consists of converting the combustible fraction of the waste consisting of carbon, hydrogen and oxygen into a gas mixture consisting mainly of carbon monoxide CO, hydrogen H 2, methane CH 4, and a large number of volatile compounds of formula CxHyOz, all these bodies being perfectly combustible in the presence of oxygen. Depending on the technology, the gasification can be carried out in a wide temperature range (400 ° C - 1000 ° C). Pyrogasification can be considered as a gasification with a lesser amount of reactive agents, it is generally carried out at low temperature ( below 600 ° C) and produces a gas rich in tars compared to gasification. The gas is commonly called syngas, and also contains water vapor, as well as fine dust, called fly ash. The energy recovery of the syngas can be carried out directly, that is to say without any particular treatment, by combustion in appropriate burners, equipping boilers with production of steam for various uses, process steam and / or turbine for electricity production.

Dans certains, cas, il est nécessaire d'épurer le syngaz, dans le cas où la valorisation énergétique s'oriente vers une combustion dans des moteurs à, pistons ou dans des turbines à gaz, ces équipements exigeant un syngaz propre, en excluant particulièrement la présence de poussières et d'acides. La réglementation actuelle (Classification Européenne des Déchets, transmise en droit français sous le décret n° 2002-540 du 18 avril 2002 - rubrique 19 - 01 -00) concernant les résidus issus des unités de traitement thermique de déchets (incinération, gazéification, pyrolyse) définit les cendres comme étant des produits dangereux de par les contaminants qu'elles contiennent (présence de métaux lourds en particulier tels que chrome, cadmium, mercure, nickel, plomb, arsenic..) ce qui nécessite des traitements spécifiques coûteux, réalisés à l'extérieur des unités de traitement par des entreprises spécialisées (inertage par encapsulation puis mises en centres d'enfouissements spéciaux ou mines de sel) La vitrification permet, par le processus de fusion mis en oeuvre, d'englober les contaminants dans une matrice vitreuse, limitant ainsi très fortement leur potentiel de dangerosité, les cendres à l'état fondu ou vitrifié étant alors considérées comme déchet inerte, voire valorisables dans certains cas. Cette opération, telle que décrite dans la présente invention, est réalisée in situ, et permet donc la maîtrise en interne de leur traitement, dans des conditions économiques très inférieures à celles nécessitant les traitements extérieurs cités ci-dessus. Les cendres ont pour origine la fraction inerte ou minérale du déchet. In some cases, it is necessary to purify the syngas, in the case where the energetic valorization is directed towards a combustion in engines with pistons or in gas turbines, these equipments requiring a syngas clean, excluding particularly the presence of dust and acids. The current regulation (European Classification of Waste, transmitted in French law under the decree n ° 2002-540 of April 18, 2002 - rubric 19 - 01 -00) concerning the residues resulting from heat treatment units of waste (incineration, gasification, pyrolysis ) defines ashes as dangerous products because of the contaminants they contain (presence of heavy metals in particular such as chromium, cadmium, mercury, nickel, lead, arsenic ..) which requires expensive specific treatments, carried out at outside the treatment units by specialized companies (inerting by encapsulation then put in special landfills or salt mines) Vitrification allows, by the fusion process implemented, to include the contaminants in a vitreous matrix , thus greatly limiting their danger potential, the ashes in the molten or vitrified state being then considered as waste and inert, and in some cases even exploitable. This operation, as described in the present invention, is carried out in situ, and thus allows the internal control of their treatment, in economic conditions much lower than those requiring the external treatments mentioned above. Ashes originate from the inert or mineral fraction of the waste.

Elles sont produites, dans la chaîne de traitement par gazéification ou pyrogazéififcation et sauf exception, sous forme pulvérulente en plusieurs points : sous gazéifieur (pyrogazéifieur), sous épuration éventuelle du syngaz, sous chaudière, sous pré-dépoussiéreur en aval de la chaudière. They are produced in the gasification or pyrogasification chain and, except in rare cases, in pulverulent form at several points: under a gasifier (pyrogasifier), under the possible purification of the syngas, under a boiler, under pre-dedusting plant downstream of the boiler.

La proportion entre cendres produites sous gazéifieur (pyrogazéifieur) et celles évacuées dans le syngaz brut est variable et dépend des techniques de gazéification. Cette proportion n'affecte pas la présente invention, qui peut les traiter partiellement ou en totalité, dans le cadre du traitement envisagé. The proportion of ashes produced under gasifier (pyrogasifier) and those discharged in the raw syngas is variable and depends on gasification techniques. This proportion does not affect the present invention, which can treat them partially or totally, as part of the treatment envisaged.

Le traitement final en bout de l'unité de gazéification (pyrogazéification), qui consiste à capter les cendres volantes résiduelles et en même temps, à neutraliser les contaminations telles que acides, métaux lourds volatils, organochlorés, et produit donc un résidu pulvérulent ou sous forme de boues selon la technologie utilisée, n'est pas concerné par la présente invention. The final treatment at the end of the gasification unit (pyrogasification), which consists in capturing the residual fly ash and at the same time, neutralizing the contaminations such as acids, volatile heavy metals, organochlorines, and thus produces a powdered residue or under sludge form according to the technology used, is not concerned with the present invention.

La granulométrie des cendres est variable et s'étend de 20 microns à 5 millimètres, selon le point de collecte dans la chaîne de traitement des déchets. Leur composition chimique comprend majoritairement de la silice SiO2, de l'oxyde d'alumine A1203, de l'oxyde de chaux, CaO, de l'oxyde magnésium, MgO, de l'oxyde fer Fe2O3, de l'oxyde potassium, K2O, du carbone C, des métaux lourds ( Zn, Pb, Cd, Hg, C, Ni, As..) Leur température de fusion est généralement comprise entre 1250°C et 1350°C. Des procédés utilisant la vitrification à haute température (supérieure à 1500°C) ont vu le jour mettant en oeuvre des torches à plasma, des arcs électriques, voire un traitement in situ dans les unités de gazéification faisant appel à une combustion en température élevée (de 1400 à 1600°C) de la totalité du gaz issu du gazéifieur (pyrogazéifieur) pour permettre une fusion des cendres au sein même de l'unité de gazéification, ce type de solution étant dénommée vitrification intégrée. On conçoit aisément que pour une unité de gazéification à vitrification intégrée, toute perturbation (défaut d'alimentation en combustible déchets, défauts de contrôle de gazéification ou pyrogazéification..) peut entraîner une chute de température du syngaz et par ce fait des risques de prises en masse des cendres en fusion, phénomène qu'il faut éviter à tout prix, puisqu'il risque d'entraîner un arrêt prolongé de l'installation. L'utilisation de torches à plasma ou d'arcs électriques nécessitent une consommation élevée en électricité, et mettent en oeuvre de facto des températures bien supérieures (5000 °C) à celles nécessaires pour obtenir la fusion des cendres. The particle size of the ash is variable and ranges from 20 microns to 5 millimeters, depending on the point of collection in the waste treatment chain. Their chemical composition mainly comprises silica SiO 2, alumina oxide Al 2 O 3, lime oxide, CaO, magnesium oxide, MgO, iron oxide Fe 2 O 3, potassium oxide, K 2 O , carbon C, heavy metals (Zn, Pb, Cd, Hg, C, Ni, As). Their melting temperature is generally between 1250 ° C and 1350 ° C. Processes using high-temperature vitrification (greater than 1500 ° C) have emerged using plasma torches, electric arcs, or even in-situ treatment in gasification units using high temperature combustion ( 1400 to 1600 ° C) of all gas from the gasifier (pyrogasifier) to allow a melting of ashes within the gasification unit, this type of solution being called integrated vitrification. It is easy to see that for an integrated vitrification gasification unit, any disturbance (lack of waste fuel supply, gasification control defects or pyrogasification, etc.) can lead to a fall in the temperature of the syngas and thus the risks of taking mass ash molten, a phenomenon that must be avoided at all costs, since it may lead to a prolonged shutdown of the facility. The use of plasma torches or electric arcs requires a high consumption of electricity, and de facto implement temperatures much higher (5000 ° C) than those necessary to obtain the fusion of ashes.

Ces procédés n'ont pratiquement pas eu de développement industriel, compte tenu de leurs coûts d'exploitation élevés, de la nécessité de faire appel entièrement à de l'énergie non renouvelable, ou de leur manque de fiabilité. Il apparaît judicieux d'utiliser en majorité de l'énergie renouvelable dégagée par la combustion d'une faible fraction de syngaz brut ou épuré (conditionné) représentant en besoin énergétique 2 % à 3,5 % du potentiel énergie entrant dans le gazéifieur, prélevée sur le flux principal issu du gazéifieur/pyrogazéifieur (syngaz brut) ou si besoin en aval de l'épuration (syngaz épuré) pour assurer la vitrification de ces dernières dans une unité indépendante, les gaz chauds en résultant étant retournés à l'unité de gazéification. Ce besoin énergétique correspond à l'énergie nécessaire pour porter les cendres à la température de vitrification, déduction faite de l'énergie rétrocédée par les fumées de combustion des brûleurs de la chambre de vitrification, vers l'unité de gazéification (pyrogazéification). These processes have had virtually no industrial development, given their high operating costs, the need to rely entirely on non-renewable energy, or their unreliability. It seems advisable to use mostly renewable energy released by the combustion of a small fraction of syngas crude or purified (conditioned) representing in energy need 2% to 3.5% of the energy potential entering the gasifier, taken on the main stream from the gasifier / pyrogasifier (raw syngas) or if necessary downstream of the purification (syngaz purified) to ensure the vitrification of the latter in an independent unit, the resulting hot gases being returned to the unit of gasification. This energy requirement corresponds to the energy required to bring the ashes to the vitrification temperature, after deduction of the energy retrocessed by the combustion fumes from the burners of the vitrification chamber, to the gasification unit (pyrogasification).

La variation de 2,5 % à 3, 5 % est liée au taux de cendres du déchet considéré et à la température de restitution des gaz, variable selon la température de vitrification mise en oeuvre. De même, il apparaît judicieux de pouvoir utiliser éventuellement une autre source de gaz, comme du biogaz, si l'unité de gazéification est située à proximité d'une unité de méthanisation fonctionnant sur des déchets domestiques, boues urbaines, effluents à composantes majoritairement organiques voire d'un centre d'enfouissement de déchets ménagers, si celui-ci est équipé d'un réseau de captage de biogaz. De même il apparaît judicieux, de complémenter si nécessaire, par du gaz naturel et en faible proportions puisque le pouvoir calorifique inférieur du gaz naturel est supérieur d'un facteur 8 à 10 à celui des syngaz, toute variation importante de la qualité du syngaz, qui pourrait résulter de toute variation sensible de la qualité des déchets ou du fonctionnement du gazéifieur (pyrogazéifieur), afin de pouvoir maintenir constante la température de vitrification et d'éviter ainsi une prise en masse par refroidissement dans la chambre de vitrification. L'utilisation du gaz naturel, pourra également pallier à un arrêt prolongé du gazéifieur (pyrogazéifieur), permettant dans la limite de la capacité tampon de stockage des cendres, de continuer à procéder à la vitrification de celles-ci. Les brûleurs de syngaz existent à l'heure actuelle, ils permettent d'obtenir sans problème des températures de flamme stable entre 1450°C et 1550°C. En cas d'insuffisance éventuelle de température, ces brûleurs peuvent être dopés par du gaz naturel ou éventuellement par de l'air enrichi en oxygène, en proportion(s) ajustable(s) selon la composition du syngaz utilisé. Pour faciliter le traitement, s'il s'avère que la température de fusion des cendres est élevée (supérieure à 1400°C), il apparaît judicieux d'utiliser des fondants en qualités et proportions qui seront définies selon le type de cendres utilisées. La chambre de vitrification des cendres, peut être conçue selon le principe des fours de vitrification visant à produire du verre industriel (brevet n° de publication 2 654 021 tombé dans le domaine public depuis le 07 décembre 2009) Elle se présente généralement sous la forme d'un tunnel revêtu intérieurement de réfractaires adéquats, fonction du ou des produit(s) à vitrifier. Le tunnel est porté et chauffé à la température requise par une batterie de brûleurs judicieusement positionnés. Le nombre de brûleurs de syngaz est fonction de la taille et de la conception de la chambre de vitrification sus visée, en tenant compte qu'un brûleur à syngaz est généralement de dimension supérieure à un brûleur conventionnel utilisant du gaz naturel. Les conduites d'amenée du syngaz brut ou éventuellement épuré dont la température peut varier, suivant les procédés de gazéification (pyrogazéification) et/ou de conditionnement, de 300°C à 700°C, seront calorifugées, voire tracées électriquement dans le cas d'utilisation de syngaz brut riche en goudrons (de 5 à 100 gr/Nm3 de syngaz, voire plus) les goudrons se condensant généralement à températures voisines de 300-350°C, ceci afin d'éviter toute condensation de ces produits dans la conduite d'amenée. The variation of 2.5% to 3.5% is related to the ash content of the waste considered and the restitution temperature of the gases, which varies according to the vitrification temperature used. Similarly, it seems advisable to be able to use another source of gas, such as biogas, if the gasification unit is located near a methanisation unit operating on domestic waste, urban sludge, effluents with predominantly organic components even a household waste landfill, if it is equipped with a biogas capture network. Similarly, it seems advisable, to supplement if necessary, with natural gas and in small proportions since the lower heating value of natural gas is 8 to 10 times higher than that of syngas, any significant variation in the quality of syngas, which could result from any significant variation in the quality of the waste or the operation of the gasifier (pyrogasifier), in order to be able to maintain the vitrification temperature constant and thus avoid a build-up by cooling in the vitrification chamber. The use of natural gas can also compensate for a prolonged shutdown of the gasifier (pyrogasifier), allowing in the limit of the ash storage buffer capacity, continue to vitrify them. The syngas burners currently exist, they allow to obtain without problem stable flame temperatures between 1450 ° C and 1550 ° C. In the event of possible temperature insufficiency, these burners may be doped with natural gas or possibly with oxygen-enriched air, in an adjustable proportion depending on the composition of the syngas used. To facilitate the treatment, if it turns out that the ash melting temperature is high (above 1400 ° C), it seems advisable to use fluxes in qualities and proportions that will be defined according to the type of ash used. The ash vitrification chamber, can be designed according to the principle of vitrification furnaces aiming to produce industrial glass (patent publication No. 2,654,021 has fallen into the public domain since December 7, 2009) It is generally in the form a tunnel coated internally with suitable refractories, depending on the product (s) to vitrify. The tunnel is carried and heated to the required temperature by a battery of burners judiciously positioned. The number of syngas burners depends on the size and design of the above-mentioned vitrification chamber, bearing in mind that a syngas burner is generally larger than a conventional burner using natural gas. Feed pipes for raw or optionally purified syngas, whose temperature may vary, according to the gasification (pyrogasification) and / or conditioning processes, from 300 ° C. to 700 ° C., will be insulated or even electrically drawn in the case of use of crude syngaz rich in tars (from 5 to 100 gr / Nm3 syngaz or more) tars generally condensing at temperatures of 300-350 ° C, in order to avoid any condensation of these products in the pipe feed.

De même, il apparaît judicieux de restituer les gaz de combustion issu des brûleurs vers l'unité de gazéification (pyrogazéification) pour en récupérer l'énergie contenue et pour leur traitement (épuration) dans l'unité principale. La chambre comprendra donc une gaine revêtue intérieurement de réfractaires évacuant les gaz de combustion des brûleurs, généralement à des températures supérieures à 1200°C, vers l'unité de gazéification (pyrogazéification), généralement à l'entrée de la chaudière de récupération. Ces gaz sont pollués, notamment par les métaux lourds volatils et certaines fractions halogénées riches en chlore et soufre contenus dans les cendres issues du gazéifieur 10 (pyrogazéifieur). Ils rejoindront donc le flux de gaz principal dans l'unité de gazéification (pyrogazéification), et subiront donc le traitement adéquat en même temps que ces derniers. Les cendres en fusion, en sortie de chambre de vitrification, arrivent gravitairement à une enceinte pleine d'eau pour être refroidies brutalement, ceci entraînant une fragmentation 15 en éléments de faibles dimensions (quelques millimètres à quelques centimètres). La vapeur d'eau produite rejoint la gaine d'évacuation des fumées où elle s'y mélange. Les cendres, ainsi récupérées sous forme vitreuse, ont démontrées être de grande stabilité et une très faible potentialité à relarguer par lixiviation les contaminants initiaux, les rendant ainsi assimilables à des déchets de type inertes. 20 Des voies potentielles de valorisation ont été identifiées (Travaux Publics..) mais restent à créer, en fonction des marchés potentiels et de la réglementation. L'unité de vitrification de cendres issues d'une ligne de traitement par gazéification (pyrogazéification) représentée sur le dessin qui suit, comprend une chambre de vitrification des cendres 26, complétée d'équipements périphériques tels que stockage tampon des 25 cendres avec dispositif 32 d'extraction et d'amenée des cendres vers le four de vitrification. Cette chambre de vitrification peut recevoir en même temps que les cendres, des produits fondants de composition chimique différente, via des systèmes similaires 21 (Fondant A) et 22 (Fondant B) comprenant stockage, extraction et amenée vers la chambre de vitrification 26. 30 La chambre de vitrification est équipée de plusieurs brûleurs 25 conçus spécialement pour la combustion à l'air ou l'air enrichi, ou l'oxygène, simultanée ou non, de syngaz brut 3 ou éventuellement épuré 6, biogaz 23 et gaz naturel 24. En aval, une gaine d'extraction 27 par ventilation, utilisant la dépression dans la chaudière 8, des gaz de combustion des brûleurs précités et de la vapeur d'eau issue du 35 refroidissement brutal des cendres, avec mise à l'air 28, et vannes d'isolements, en cas de nécessité d'isoler la chaîne de vitrification de la traitement de gazéification (pyrogazéification). En aval également, une chambre 30 de refroidissement brutal des cendres vitrifiées utilisant une arrivée 29 d'eau, d'où sont extraites mécaniquement les cendres vitrifiées. 40 Le gazéifieur (pyrogazéifieur) 1 produit un gaz pauvre, appelé syngaz brut 2 plus ou moins riche en goudrons, provenant de la conversion des déchets et/ou combustibles 17, via des agents réactifs 18, pouvant être de l'air, de l'air enrichi à l'oxygène, de l'oxygène, de la vapeur d'eau, seuls ou en mélange. Similarly, it seems advisable to return the combustion gases from the burners to the gasification unit (pyrogasification) to recover the energy contained and their treatment (purification) in the main unit. The chamber will therefore comprise a sheath lined internally with refractory discharging combustion gases from the burners, generally at temperatures above 1200 ° C, to the gasification unit (pyrogasification), generally at the inlet of the recovery boiler. These gases are polluted, in particular by volatile heavy metals and certain halogenated fractions rich in chlorine and sulfur contained in the ash from the gasifier 10 (pyrogasifier). They will therefore join the main gas flow in the gasification unit (pyrogasification), and will therefore undergo the appropriate treatment at the same time as the latter. The molten ash, at the outlet of the vitrification chamber, arrives gravitarily to a chamber full of water to be brutally cooled, this resulting in fragmentation into small elements (a few millimeters to a few centimeters). The water vapor produced joins the smoke exhaust duct where it mixes. The ashes, thus recovered in vitreous form, have demonstrated to be of great stability and a very weak potentiality to release by leaching the initial contaminants, thus making them assimilable to inert waste type. 20 Potential recovery routes have been identified (Public Works ..) but remain to be created, depending on potential markets and regulations. The ash vitrification unit from a gasification (pyrogasification) treatment line shown in the following drawing comprises an ash vitrification chamber 26, supplemented with peripheral equipment such as ash storage with device 32. extraction and supply of ash to the vitrification furnace. This vitrification chamber can receive at the same time as the ashes, melts of different chemical composition, via similar systems 21 (Fondant A) and 22 (Fondant B) comprising storage, extraction and supply to the vitrification chamber 26. 30 The vitrification chamber is equipped with several burners 25 specially designed for combustion in air or enriched air, or oxygen, simultaneous or not, of crude syngas 3 or optionally purified 6, biogas 23 and natural gas 24. Downstream, an extraction duct 27 by ventilation, using the depression in the boiler 8, the combustion gases of the aforementioned burners and the water vapor resulting from the sudden cooling of the ashes, with venting 28, and isolation valves, if it is necessary to isolate the vitrification chain from the gasification treatment (pyrogasification). Downstream also, a chamber 30 for brutal cooling of the vitrified ashes using a water inlet 29, from which the vitrified ash is mechanically extracted. 40 The gasifier (pyrogasifier) 1 produces a lean gas, called crude syngaz 2 more or less rich in tars, from the conversion of waste and / or fuels 17, via reagents 18, which can be air air enriched with oxygen, oxygen, water vapor, alone or in mixture.

La fraction minérale, issue de la fraction inerte des déchets et non convertie en syngaz, est généralement extraite sous forme de cendres pulvérulentes 19, plus ou moins chaude (de 200°C à 700°C) en fonction des systèmes d'introduction des agents réactifs et du type de gazéifieur (pyrogazéifieur). The mineral fraction, resulting from the inert fraction of waste and not converted into syngas, is generally extracted in the form of powdery ash 19, more or less hot (from 200 ° C to 700 ° C) depending on the agent introduction systems. reagents and the type of gasifier (pyrogasifier).

Le syngaz brut peut être selon le mode de valorisation de ce dernier ( moteur à gaz, turbine à gaz), épuré par un système 4 de réduction des poussières ou cendres volantes, ainsi que des contaminants tels que l'acide chlorhydrique ou le sulfure d'hydrogène, formé dans le gazéifieur (pyrogazéifieur). Dans ce cas, les cendres volantes 7 collectées à cette étape rejoindront le stockage de cendres 10 32. Un mode de valorisation énergétique du syngaz brut ou épuré très répandu est représenté par une chaudière 8, produisant de la vapeur d'eau, généralement surchauffée (360 à 500°C) et sous pression relativement élevée (15 à 90 bars) utilisée soit dans des process industriels, soit dans des turbines pour de la production d'électricité.The raw syngas can be according to the valorization mode of the latter (gas engine, gas turbine), purified by a system 4 for reducing dust or fly ash, as well as contaminants such as hydrochloric acid or sulphide. hydrogen, formed in the gasifier (pyrogasifier). In this case, the fly ash 7 collected at this stage will join the ash storage 32. An energy recovery mode of the widely used raw or purified syngas is represented by a boiler 8, producing water vapor, which is generally superheated ( 360 to 500 ° C) and under relatively high pressure (15 to 90 bar) used either in industrial processes or in turbines for the production of electricity.

15 Le syngaz est alors brûlé dans des brûleurs spécifiques installés sur la chaudière et transformé en fumées 9. Les parcours des fumées dans la chaudière, collectent par effet d'impact des cendres volantes, qui sont dirigées par un système de transport adéquat 10, puis 31, vers le stockage de cendres 32.The syngas is then burned in specific burners installed on the boiler and converted into fumes. The flue gas paths in the boiler collect, by impact effect, fly ash, which is led by an adequate transport system 10, then 31, to the ash storage 32.

20 En sortie de chaudière se trouve très souvent un prédépoussiéreur 11, qui collectent en amont du traitement des fumées, des cendres volantes, amenées par un système adéquat 13, puis 31, vers le stockage des cendres 32. Le traitement des fumées final 14 qui reçoit les fumées 12 issues du pré-dépoussiéreur ( cyclone, ou électroflitre, ou filtre à manches) réduit très fortement les 25 poussières mais aussi les acides, les métaux lourds, produits des résidus de traitement qui sont collectés séparément par un système adéquat 16. Ces cendres, riches en sels, excès de réactifs, métaux lourds.. ne sont pas concernées par la présente invention. Les fumées épurées vont à l'atmosphère via une cheminée. 30 At the outlet of the boiler there is very often a pre-dewaterer 11, which collect upstream of the flue gas treatment, fly ash, brought by a suitable system 13, then 31, to the storage of the ashes 32. The final smoke treatment 14 which receives the fumes 12 from the pre-dust collector (cyclone, or electroflitre, or bag filter) very strongly reduces the dust but also the acids, heavy metals, products of treatment residues which are collected separately by an adequate system 16. These ashes, rich in salts, excess reagents, heavy metals, are not concerned by the present invention. The clean fumes go to the atmosphere via a chimney. 30

Claims (2)

REVENDICATIONS1 . Procédé de vitrification de cendres issues d'un procédé de gazéification ou de pyrogazéification, caractérisé en ce que l'invention consiste à réaliser : Le chauffage jusqu'à la température de vitrification des cendres par un ensemble de brûleurs spécifiques 25 utilisant comme comburant de l'air, de l'air enrichi à l'oxygène, de l'oxygène et comme carburants, soit du syngaz brut 3, éventuellemnt du syngaz purifié 6, récupéré(s) sur l'unité de gazéification ( pyrogazéification), soit du biogaz 23 en provenance d'une unité de méthanisation ou d'un stockage de déchets organiques avec production contrôlée de biogaz, soit du gaz naturel 24, soit un mélange en toutes proportions de ces gaz précités. L'évacuation des fumées de combustion 27 produites par les brûleurs ci-dessus désignés et de la vapeur d'eau produite lors du refroidissement brutal des cendres, issues de la chambre de vitrification des cendres 26 et dirigées vers l'unité de gazéification (pyrogazéification) productrice de ces cendres, en un ou plusieurs points de cette unité, mais de toute façon en amont du traitement des fumées 14 de cette unité. CLAIMS1. Process for the vitrification of ashes from a gasification or pyrogasification process, characterized in that the invention consists in carrying out: The heating up to the vitrification temperature of the ashes by a set of specific burners using as combustionant air, oxygen-enriched air, oxygen and as fuels, either crude syngas 3, optionally purified syngas 5, recovered on the gasification unit (pyrogasification), or biogas 23 from an anaerobic digestion unit or an organic waste storage facility with controlled production of biogas, either natural gas 24, or a mixture in all proportions of these gases. The evacuation of the combustion fumes 27 produced by the above-mentioned burners and the water vapor produced during the abrupt cooling of the ashes coming from the vitrification chamber of the ashes 26 and directed towards the gasification unit (pyrogasification ) producing these ashes, at one or more points of this unit, but in any case upstream of the treatment of fumes 14 of this unit. 2 . Procédé selon la revendication 1, qui consiste à collecter tout ou partie des cendres sous gazéifieur ou pyrogazéifieur 1, sous épuration éventuelle du syngaz brut 7, sous chaudière 8, sous pré-dépoussiéreur 11, pour y être stockées et amenées par la suite, par des systèmes adéquats 19, 7, 10, 13 et 31 à l'unité de stockage tampon 32, pour y être vitrifiées dans la chambre 26, moyennant l'utilisation éventuelle des fondants stockés dans les systèmes 21 et 22. 2. Process according to claim 1, which consists in collecting all or part of the ashes under gasifier or pyrogasifier 1, under the possible purification of crude syngas 5, under boiler 8, under pre-dedusting device 11, for storage and subsequent supply, by adequate systems 19, 7, 10, 13 and 31 to the buffer storage unit 32, to be vitrified in the chamber 26, with the possible use of flux found in the systems 21 and 22.
FR1103780A 2011-12-09 2011-12-09 Method for vitrification of ashes produced by gasification process or pyrogasification, involves evacuating flue gases produced by burners during combustion of ashes, and cooling ashes in vitrification chamber Withdrawn FR2983744A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1103780A FR2983744A1 (en) 2011-12-09 2011-12-09 Method for vitrification of ashes produced by gasification process or pyrogasification, involves evacuating flue gases produced by burners during combustion of ashes, and cooling ashes in vitrification chamber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1103780A FR2983744A1 (en) 2011-12-09 2011-12-09 Method for vitrification of ashes produced by gasification process or pyrogasification, involves evacuating flue gases produced by burners during combustion of ashes, and cooling ashes in vitrification chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2983744A1 true FR2983744A1 (en) 2013-06-14

Family

ID=45809048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1103780A Withdrawn FR2983744A1 (en) 2011-12-09 2011-12-09 Method for vitrification of ashes produced by gasification process or pyrogasification, involves evacuating flue gases produced by burners during combustion of ashes, and cooling ashes in vitrification chamber

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2983744A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITPD20130230A1 (en) * 2013-08-08 2015-02-09 Ronda Engineering Srl PLANT AND METHOD FOR THE TREATMENT OF ORGANIC COMPOUNDS

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19606121A1 (en) * 1996-02-20 1997-08-21 Kraftanlagen Anlagentechnik Mu Solid wastes subjected to biological-mechanical preliminary thermal treatment
DE19715671A1 (en) * 1997-04-15 1998-10-29 Siemens Ag Thermal waste disposal plant and method
US6398921B1 (en) * 1995-03-15 2002-06-04 Microgas Corporation Process and system for wastewater solids gasification and vitrification
EP1914207A1 (en) * 2006-09-27 2008-04-23 Impieco S.r.l. Integrated plant for inertizing dangerous mixed organic-inorganic sludges

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6398921B1 (en) * 1995-03-15 2002-06-04 Microgas Corporation Process and system for wastewater solids gasification and vitrification
DE19606121A1 (en) * 1996-02-20 1997-08-21 Kraftanlagen Anlagentechnik Mu Solid wastes subjected to biological-mechanical preliminary thermal treatment
DE19715671A1 (en) * 1997-04-15 1998-10-29 Siemens Ag Thermal waste disposal plant and method
EP1914207A1 (en) * 2006-09-27 2008-04-23 Impieco S.r.l. Integrated plant for inertizing dangerous mixed organic-inorganic sludges

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITPD20130230A1 (en) * 2013-08-08 2015-02-09 Ronda Engineering Srl PLANT AND METHOD FOR THE TREATMENT OF ORGANIC COMPOUNDS
WO2015019330A1 (en) * 2013-08-08 2015-02-12 Ronda Engineering Srl Facility and method for the treatment of organic compounds

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2730164C (en) Process and manufacturing facility for cement clinker
US20100156104A1 (en) Thermal Reduction Gasification Process for Generating Hydrogen and Electricity
FR2581380A1 (en) DESTRUCTION OF WASTE
RU2424277C2 (en) Procedure for carbonaceous material steam reforming
NO330096B1 (en) Process and facility for the production of biofuels from waste and / or biomass.
SK279573B6 (en) Process and plant for the thermal disposal of waste
CN106642159A (en) Recycling hazardous waste treatment system and treatment method by synergizing rotary kiln and plasma gasification
TW201022182A (en) Method and plant for heat treatment of raw materials
FR2921384A1 (en) PROCESS AND DEVICE FOR TREATING A SYNTHESIS GAS
CA2815160C (en) Cement clinker manufacturing plant
CN103642530B (en) Counter-burning type gasification of coal furnace apparatus and technique
JP2010043840A (en) Method and apparatus for melting waste
CN113751471B (en) Multi-fuel coupled system and method for online melting treatment of hazardous waste incineration fly ash
CN210885291U (en) Coke hydrogen production system of thermal power plant
CN104789270A (en) Biomass two-section type dry distillation gasification process and device
FR2983744A1 (en) Method for vitrification of ashes produced by gasification process or pyrogasification, involves evacuating flue gases produced by burners during combustion of ashes, and cooling ashes in vitrification chamber
JP4378360B2 (en) Power generation method and apparatus using waste
EP0564365B1 (en) Process and apparatus for thermal treatment of wastes, especially solid wastes containing organic materials
RU35257U1 (en) Household waste pyrolysis unit
EP2679658B1 (en) Vitrification of inerts and purification of the gas from the pyrogasification of waste
CN207749067U (en) A high-alkali coal and sludge combined pyrolysis device
JP3732640B2 (en) Waste pyrolysis melting combustion equipment
EP2843309B1 (en) System and method for the vitrification of waste
CN105255518B (en) Sludge cracking gasification method
CN213930963U (en) Real-time coprocessing device of rotary kiln and plasma stove

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20150831