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WO2002084178A1 - Systeme et procede d'incineration de matieres organiques, notamment de farines et graisses d'origine animale - Google Patents

Systeme et procede d'incineration de matieres organiques, notamment de farines et graisses d'origine animale Download PDF

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WO2002084178A1
WO2002084178A1 PCT/FR2002/001279 FR0201279W WO02084178A1 WO 2002084178 A1 WO2002084178 A1 WO 2002084178A1 FR 0201279 W FR0201279 W FR 0201279W WO 02084178 A1 WO02084178 A1 WO 02084178A1
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WO
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combustion chamber
combustion
solid fuel
organic matter
thermolysis
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Ceased
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PCT/FR2002/001279
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English (en)
Inventor
Raymond Guyomarc'h
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Original Assignee
Bio3D Applications
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an organic matter incineration system, in particular meal and fat of animal origin. It also relates to an incineration process implemented in this system.
  • Document JP1 1 3041 1 7A2 effectively discloses an animal carcass incineration system without generation of dioxin, comprising a primary combustion chamber equipped with a burner, a secondary combustion chamber disposed above the primary combustion chamber , a stabilizer for accumulating heat to generate radiant heat and a high temperature air vortex, and a smoke suppression burner for heating with flames at high temperature the interior space of the combustion chamber secondary which is in continuity with the primary combustion chamber and the stabilizer.
  • the secondary combustion chamber suppresses the generation of dioxin by completely burning the unburned gases leaving the primary combustion chamber.
  • the system has the disadvantage of requiring a substantial supply of fuel for the two burners.
  • the aim of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing an organic matter incineration system which at the same time guarantees the complete destruction of all organic compounds, in particular proteins and viruses, while being part of a process environmentally friendly and energy efficient.
  • an incinerator system comprising:
  • a solid fuel oven comprising a grid receiving a solid fuel and means for injecting oxygen
  • thermolysis / pyrolysis column comprising grates inclined towards the furnace, means for bringing solid fuel to the level of the furnace and means for bringing organic matter to be incinerated above said inclined grids, - a gas homogenization chamber burns and organic vapors from the thermolysis / pyrolysis column,
  • the solid fuel advantageously consists of densified ligno-fibro-cellulosic plant biomass.
  • This fuel is notably distributed under the name [Bio-D] and is described in document FR2790403.
  • the oxygen injection means comprise primary oxygen injection means under the oven rack, and secondary oxygen injection means at the heart of a bed of embers produced above the oven rack with solid fuel in combustion.
  • the incinerator system according to the invention also preferably comprises means for controlling the supply of solid fuel so as to prevent any entry of parasitic air into the furnace, means for controlling the atmosphere within the thermolysis column. / pyrolysis so as to be without residual oxygen, means for controlling the speed of the gases and / or their temperature to allow the thermal acquisition required for the vaporization of the gasifiable organic matter, means for controlling the supply of organic matter so avoid any unwanted entry of air.
  • the combustion chamber is cylindrical and has a parabolic bottom open on the gas nozzle, of diameter smaller than that of said combustion chamber, and provided with a central cone directed towards said nozzle.
  • the post-combustion chamber is also cylindrical and has in its axis a tube to support the parabolic bottom of the combustion chamber.
  • a method for incinerating organic matter characterized in that it comprises:
  • thermolysis / pyrolysis column production of thermal energy required for thermolysis and pyrolytic reduction of organic matter within a thermolysis / pyrolysis column, by combustion of a solid fuel under oxygen
  • thermolysis / pyrolysis column a volatilization of the gasifiable components of said organic matter along the thermolysis / pyrolysis column, a combustion of the non-gasified organic compounds on a bed of embers resulting from the combustion of solid fuel
  • the elements from the incinerator system according to the invention are concentrable and recoverable.
  • the elimination of animal meal is therefore carried out without any rejection, the ashes themselves being usable.
  • Carbon dioxide CO 2 is a product consumed industrially and its recovery is therefore possible.
  • Cogeneration of energy ensures the profitability of the incineration process according to the invention by providing the heat necessary for the preparation of the preparations and the electricity which can be marketed.
  • the incineration system according to the invention has the major advantage of using a solid and renewable fuel, solely composed of carbon, as basic energy, for the reduction and incineration of organic matter.
  • This fuel is particularly suitable for combustion under oxygen, which allows an ignition of the solid fuel in hyper-oxidation for a drastic control of combustion and of the temperature, and a pyrolysis / thermolysis, in the gasification column, under control of absence of residual oxygen.
  • oxygen makes it possible to rationalize the control and the adjustment of the stages of the incineration process according to the invention. Otherwise ; the implementation of this process allows a significant production of thermal energy and cogeneration of energy reinforced by the regularity of the thermal energy produced.
  • the incineration system according to the invention can be used punctually or continuously.
  • thermolysis / pyrolysis, incineration, gas combustion and energy recovery operations concentrates all of the thermolysis / pyrolysis, incineration, gas combustion and energy recovery operations.
  • oxygen as an oxidizer allows this concentration by limiting the interior volumes of the system. This results in a reduced footprint for greater operating capacity compared to current incineration processes.
  • concentration of carbon dioxide by cryogenization contributes to the suppression of carbon dioxide emissions in the atmosphere.
  • the investment of the cryogenization unit can be amortized by the production of oxygen at the place of consumption and by the industrial recovery of liquid carbon dioxide.
  • the incineration system S comprises: - a solid fuel furnace 1 with upward flow comprising a grid 1 0 receiving a solid fuel and oxygen injectors 1 1, - a thermolysis / pyrolysis column 2,
  • a chamber 3 for homogenizing the burnt gases and organic vapors terminated by a nozzle 30 proportional to the required flow rates
  • a cylindrical combustion chamber 4 having a parabolic bottom 30 open on the gas nozzle 31 and comprising in opposition a parabola 40, of a diameter smaller than the cylinder, with a central cone 41,
  • a cylindrical post-combustion chamber 5 expanded, comprising in its axis a support tube 50 of the parabola 40,
  • the oven 1 has in its lower part the grid 10 under which is disposed an ashtray 1 3, and above its upper part, a fuel supply chute 25.
  • the oxygen injection is carried out in primary under the grid, and in secondary in the heart of the bed of embers. This gives a very reactive magma, easily controllable.
  • the oven 1 is made of special steel to allow very high temperatures greater than or equal to 1600 ° C to be obtained.
  • the ashtray 1 Under the grate 10, the ashtray 1 3, airtight, receives the non-combustible residues C, ashes composed essentially of the non-combustible minerals contained in the organic materials, and of the minerals contained in the solid fuel for less 1% in quantity.
  • thermolysis / pyrolysis column 2 comprises: a parallelepiped 26 of height adapted to the desired thermal acquisition,
  • the atmosphere is controlled so as to be without residual oxygen.
  • the speed of the combustion gases and their temperature are controlled to allow the thermal acquisition required for the vaporization of gasifiable organic matter.
  • a fraction of the solid fuel is injected 26 into the flow of organic matter to be incinerated, which facilitates their flow and the permanent unclogging of the grids of the column 2.
  • the homogenization chamber 3 is configured so as to direct the gases from the thermolysis / pyrolysis column to the combustion chamber 4, through the nozzle 30 at the level of which an oxygen injector 31 is arranged.
  • the cylinder of ignited gases coming from the nozzle 31 is split due to the arrangement of the cone 41 and the flames are put into turbulence by the presence of the parabola 40, the burnt gases then being evacuated through the passage between the periphery of the parabola and the cylindrical wall of the combustion chamber.
  • the support tube 50 of the parabola 40 and of the cone 41 is hydraulically cooled.
  • the cylindrical post-combustion chamber 5 has, at its outlet end, exhaust pipes for the burnt gases, which are hydraulically cooled.
  • the atmosphere of this chamber is controlled in composition, temperature, pressure and speed, so as to have no residual oxygen at the outlet of the exhaust gases.
  • the walls of the cylindrical post-combustion chamber 5 which are in contact with the gas in ignition under oxygen are made of special steel.
  • the exhaust gases recovered in the heat exchanger 6 are essentially composed of carbon dioxide C0 2 and water H 2 0, taking into account the composition of organic matter and solid fuel.
  • the main steps of the incineration process according to the invention include:
  • V a homogenization (V) of the pyrolysis and combustion gases of the solid fuel in a mixing chamber, an injection (VI) of oxygen in said pyrolysis and combustion gases, at the outlet of a nozzle, to allow their autoignition
  • the oxidizing oxygen is completely consumed by the ember bed M of the solid fuel in ignition and the combustible organic matters which are not gasifiable. This combustion control can only be carried out with assurance under oxygen.
  • the cylinder of ignited gases is exploded on the cone 41 of the combustion chamber. Reflected by the parabola 40 along the outer walls of the chamber 4, the flames cause turbulence conducive to the complete combustion of the mixture. The burnt gases are exhausted through the peripheral space of the parabola 40.
  • the expansion of the burnt gases on the rear of the parabola 40 in the controlled post-combustion chamber 5 is carried out so as to have only carbon dioxide CO 2 and water H 2 0 at the outlet and to control the absence of oxygen O 2 .
  • the recovery of thermal energy at the outlet of the burnt gases can be carried out with existing known recovery systems.
  • the incineration system according to the invention can thus be manufactured with any size, and can be installed in a battery.
  • This system can be integrated into any size of animal organic material processing unit while respecting the environment and with a guarantee of destruction of any harmful element.

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Abstract

Système pour incinérer des matières organiques, comprenant: un four à combustible solide comprenant une grille recevant un combustible solide et des moyens pour injecter de l'oxygène, une colonne de thermolyse/pyrolyse comprenant des grilles inclinées vers le four, une amenée de combustible solide au niveau du four et une amenée de matières organiques à incinérer au dessus desdites grilles inclinées, une chambre d'homogénéisation des gaz brûlés et vapeurs organiques issus de la colonne de thermolyse/pyrolyse, une chambre de combustion suivie d'une chambre de post-combustion, un échangeur thermique pour récupérer l'énergie des gaz d'échappement issus de la chambre de post-combustion, et un extracteur des gaz de combustion en sortie de l'échangeur thermique.

Description

« Système et procédé d'incinération de matières organiques, notamment de farines et graisses d'origine animale»
La présente invention concerne un système d'incinération de matières organiques, notamment de farines et graisses d'origine animale. Elle vise également un procédé d'incinération mis en œuvre dans ce système.
L'élimination des matières organiques issues notamment de la production animale et de l'industrie agroalimentaire constitue un problème majeur pour les entreprises et les collectivités. Il s'agit en effet de garantir que la totalité des structures pathogènes éventuellement contenues dans ces matières organiques soit détruite pour des raisons évidentes de santé publique.
Il existe déjà des techniques d'incinération de matières organiques mais la plupart des procédés actuels présentent l'inconvénient de rejeter dans l'environnement des composés à forte toxicité tels que de la dioxine ou des furannes. En outre, ces procédés d'incinération sont fortement consommateurs d'énergie et présentent un impact négatif sur l'environnement. Le document JP1 1 3041 1 7A2 divulgue effectivement un système d'incinération de cadavres d'animaux sans génération de dioxine, comprenant une chambre de combustion primaire équipée d'un brûleur, une chambre de combustion secondaire disposée au dessus de la chambre de combustion primaire, un stabilisateur pour accumuler de la chaleur en vue de générer une chaleur de rayonnement et un vortex d'air à haute température, et un brûleur à suppression de fumée pour chauffer avec des flammes à haute température l'espace intérieur de la chambre de combustion secondaire qui est dans la continuité de la chambre de combustion primaire et du stabilisateur. La chambre de combustion secondaire supprime la génération de dioxine en brûlant complètement les gaz non brûlés en sortie de la chambre de combustion primaire. Un tel système présente cependant l'inconvénient de nécessiter une alimentation conséquente en combustible pour les deux brûleurs.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un système d'incinération de matières organiques qui à la fois garantisse la destruction complète de tous les composés organiques, notamment les protéines et virus, tout en s'inscrivant dans un processus respectueux de l'environnement et économe en énergie.
Cet objectif est atteint avec un système incinérateur comprenant :
- un four à combustible solide comprenant une grille recevant un combustible solide et des moyens pour injecter de l'oxygène,
- une colonne de thermolyse/pyrolyse comprenant des grilles inclinées vers le four, des moyens pour amener du combustible solide au niveau du four et des moyens pour amener des matières organiques à incinérer au dessus desdites grilles inclinées, - une chambre d'homogénéisation des gaz brûlés et vapeurs organiques issus de la colonne de thermolyse/pyrolyse,
- une chambre de combustion suivie d'une chambre de post-combustion,
- des moyens d'échange thermique pour récupérer l'énergie des gaz d'échappement issus de la chambre de post-combustion, et - des moyens pour extraire des gaz de combustion en sortie des moyens d'échange thermique.
Le combustible solide est avantageusement constitué par de la biomasse végétale ligno-fibro-cellulosique densifiée. Ce combustible est notamment distribué sous la dénomination [Bio-D] et est décrit dans le document FR2790403.
Dans un mode de réalisation préféré, les moyens d'injection d'oxygène comprennent des moyens d'injection primaire d'oxygène sous la grille du four, et des moyens d'injection secondaire d'oxygène au cœur d'un lit de braises réalisé au dessus de la grille du four par du combustible solide en combustion. Le système incinérateur selon l'invention comprend en outre de préférence des moyens pour contrôler l'alimentation en combustible solide de façon à éviter toute entrée d'air parasite dans le four, des moyens pour contrôler l'atmosphère au sein de la colonne de thermolyse/pyrolyse de façon à être sans oxygène résiduel, des moyens pour contrôler la vitesse des gaz et/ou leur température pour permettre l'acquisition thermique requise pour la vaporisation des matières organiques gazéifiables, des moyens pour contrôler l'alimentation en matières organiques de façon à éviter toute entrée parasite d'air. Dans un mode préféré de réalisation d'un système incinérateur selon l'invention, la chambre de combustion est cylindrique et comporte un fond parabolique ouvert sur la tuyère de gaz, de diamètre inférieur à celui de ladite chambre de combustion, et pourvu d'un cône central dirigé vers ladite tuyère. La chambre de post-combustion est également cylindrique et comporte dans son axe un tube pour supporter le fond parabolique de la chambre de combustion.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour incinérer des matières organiques, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une production d'énergie thermique requise pour une thermolyse et une réduction pyrolytique des matières organiques au sein d'une colonne de thermolyse/pyrolyse, par combustion d'un combustible solide sous oxygène,
- une volatilisation des composants gazéifiables desdites matières organiques le long de la colonne de thermolyse/pyrolyse, - une combustion des composés organiques non gazéifiés sur un lit de braises issu de la combustion du combustible solide,
- une homogénéisation des gaz de pyrolyse et de combustion du combustible solide dans une chambre de mélange,
- une injection d'oxygène dans lesdits gaz de pyrolyse et de combustion pour permettre leur auto-inflammation, - une injection d'un mélange gazeux enflammé dans une chambre de combustion,
- une détente des gaz brûlés dans une chambre de post-combustion contrôlée, et - une récupération de l'énergie thermique en sortie des gaz brûlés.
Dans le cadre d'une opération écologique complète, les éléments issus du système incinérateur selon l'invention sont concentrables et récupérables. L'élimination des farines animales s'effectue donc sans aucun rejet, les cendres étant elle-mêmes exploitables. Le gaz carbonique CO2 est un produit consommé industriellement et sa valorisation est donc envisageable.
La cogénération d'énergie assure la rentabilité du procédé d'incinération selon l'invention en fournissant la chaleur nécessaire à l'élaboration des préparations et de l'électricité qui peut être commercialisée.
Dans le cas où l'incinération des matières organiques est effectuée directement sur le site de production de ces matières, par exemple sur un site d'équarrissage, l'énergie produite par cogénération peut alors être directement consommée sur ce site. Le système d'incinération selon l'invention présente l'avantage majeur d'utiliser un combustible solide et renouvelable, uniquement composé de carbone, en énergie de base, pour la réduction et l'incinération des matières organiques. Ce combustible est particulièrement adapté à la combustion sous oxygène, ce qui permet une ignition du combustible solide en hyper-oxydation pour un contrôle drastique de la combustion et de la température, et une pyrolyse/thermolyse, dans la colonne de gazéification, sous contrôle d'absence d'oxygène résiduel.
L'utilisation de l'oxygène comme comburant permet de rationaliser le contrôle et le réglage des étapes du procédé d'incinération selon l'invention. Par ailleurs ; la mise en œuvre de ce procédé permet une importante production d'énergie thermique et une cogénération d'énergie renforcée par la régularité de l'énergie thermique produite.
En outre, avec le procédé d'incinération selon l'invention, il est impossible de provoquer le formation de dioxines, furannes et autres molécules composées, polluantes en l'absence d'éléments y contribuant. Le système d'incinération selon l'invention peut être utilisé ponctuellement ou en continu.
Un autre avantage du système d'incinération selon l'invention est qu'il concentre l'ensemble des opérations de thermolyse/pyrolyse, d'incinération, de combustion gazeuse et de récupération d'énergie. L'utilisation d'oxygène comme comburant permet cette concentration en limitant les volumes intérieurs du système. On obtient ainsi un encombrement réduit pour une plus grande capacité d'exploitation par rapport aux procédés actuels d'incinération. Par ailleurs, la concentration du dioxyde de carbone par cryogénisation contribue à la suppression des rejets de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. L'investissement de l'unité de cryogénisation peut être amorti par la production d'oxygène sur le lieu de consommation et par la valorisation industrielle du dioxyde de carbone liquide. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma synoptique d'un système d'incinération selon l'invention, et - la figure 2 illustre les phases essentielles du procédé d'incinération selon l'invention.
On va maintenant décrire, en référence à la figure 1 , un exemple de réalisation d'un système d'incinération selon l'invention.
Le système d'incinération S selon l'invention comprend : - un four 1 à combustible solide à flux ascendant comprenant une grille 1 0 recevant un combustible solide et des injecteurs d'oxygène 1 1 , - une colonne de thermolyse/pyrolyse 2,
- une chambre 3 d'homogénéisation des gaz brûlés et vapeurs organiques, terminée par une tuyère 30 proportionnée aux débits requis,
- une chambre de combustion cylindrique 4 ayant un fond parabolique 30 ouvert sur la tuyère de gaz 31 et comportant en opposition un parabole 40, d'un diamètre inférieur au cylindre, avec un cône central 41 ,
- une chambre de post-combustion cylindrique 5, détendue, comportant dans son axe un tube support 50 du parabole 40,
- un échangeur thermique 6 récupérant l'énergie des gaz d'échappement, relié à une unité de cogénération d'énergie 9,
- un extracteur des gaz de combustion 7, le système fonctionnant en dépression.
Le four 1 comporte dans sa partie inférieure la grille 10 sous laquelle est disposé un cendrier 1 3, et au dessus de sa partie supérieure, une goulotte 25 d'alimentation en combustible.
L'injection d'oxygène est effectuée en primaire sous la grille, et en secondaire au cœur du lit de braises. On obtient ainsi un magma très réactif, aisément contrôlable.
Le four 1 est réalisé en acier spécial pour permettre l'obtention de très hautes températures supérieures ou égales à 1 600 °C.
Sous la grille 10, le cendrier 1 3, étanche à l'air, reçoit les résidus non combustibles C, des cendres composées pour l'essentiel des minéraux non combustibles contenus dans les matières organique, et des minéraux contenus dans le combustible solide pour moins de 1 % en quantité.
Les parois du four 1 , sa grille 1 0 et les parois du cendrier 1 3 sont refroidies hydrauliquement. La goulotte 25 d'alimentation en combustible, étanche à l'air, est disposée au dessus du four 1 , avec une alimentation en continu contrôlée de façon à éviter toute entrée d'air parasite. La colonne de thermolyse/pyrolyse 2 comprend : - un parallélépipède 26 de hauteur adaptée à l'acquisition thermique souhaitée,
- des grilles tubulaires 21 , 22, 23 inclinées vers le four et composées de tubes perforés, - une amenée 25 de biomasse densifiée, au niveau du four,
- une amenée 24 de matières organiques à incinérer au dessus des grilles.
Dans cette colonne 2, l'atmosphère est contrôlée de façon à être sans oxygène résiduel. La vitesse des gaz de combustion et leur température sont contrôlées pour permettre l'acquisition thermique requise pour la vaporisation des matières organiques gazéifiables.
Une fraction du combustible solide est injectée 26 dans l'écoulement des matières organiques à incinérer, ce qui facilite leur écoulement et le décolmatage permanent des grilles de la colonne 2. La chambre d'homogénéisation 3 est configurée de façon à diriger les gaz issus de la colonne de thermolyse/pyrolyse vers la chambre de combustion 4, à travers la tuyère 30 au niveau de laquelle est disposé un injecteur d'oxygène 31 .
Dans la chambre de combustion 4, de forme cylindrique, le cylindre de gaz enflammés issu de la tuyère 31 est fractionné du fait de la disposition du cône 41 et les flammes sont mises en turbulence par la présence du parabole 40, les gaz brûlés étant alors évacués à travers le passage entre la périphérie du parabole et la paroi cylindrique de la chambre de combustion. Le tube support 50 du parabole 40 et du cône 41 est refroidi hydrauliquement.
La chambre de post-combustion cylindrique 5 comporte à son extrémité de sortie des tubulures d'échappement des gaz brûlés, qui sont refroidies hydrauliquement. L'atmosphère de cette chambre est contrôlée en composition, température, pression et vitesse, de façon à ne pas avoir d'oxygène résiduel à la sortie des gaz d'échappement. Les parois de la chambre de post-combustion cylindrique 5 qui sont en contact avec le gaz en ignition sous oxygène sont réalisées en acier spécial.
Les gaz d'échappement récupérés dans l'échangeur thermique 6 sont composés essentiellement de gaz carbonique C02 et d'eau H20, compte tenu de la composition des matières organiques et du combustible solide.
On va maintenant décrire, en référence à la figure 2, le procédé d'incinération selon l'invention dont le principe est réduire au minimum, par effets thermiques, les composés organiques à éliminer, avec une forte proportion gazéifiable. Les étapes principales du procédé d'incinération selon l'invention comprennent :
- une production (I) de l'énergie thermique requise pour la thermolyse et la réduction pyrolitique (II) des matières organiques, en brûlant du combustible solide sur une grille basse, sous oxygène, - une volatilisation (IV) des composants gazéifiables tout au long de la colonne de thermolyse/pyrolyse sans oxygène disponible,
- un achèvement de la combustion (III) des composés organiques non gazéifiés sur un lit de braises,
- une homogénéisation (V) des gaz de pyrolyse et de combustion du combustible solide dans une chambre de mélange, une injection (VI) d'oxygène dans lesdits gaz de pyrolyse et de combustion, à la sortie d'une tuyère, pour permettre leur autoinflammation,
- une injection du mélange gazeux ainsi obtenu et une combustion (VII) de ce mélange dans une chambre de combustion, en un cylindre de gaz enflammés, une détente (VIII) des gaz brûlés dans une chambre de postcombustion contrôlée, et
- une récupération (IX) de l'énergie thermique en sortie des gaz brûlés. En ce qui concerne la production de l'énergie thermique requise pour la thermolyse et la réduction pyrolytique, l'utilisation de l'oxygène comme comburant permet des températures élevées garantes d'une pyrolyse efficace. On évite le refroidissement parasite dû à l'azote de l'air et le risque de production d'oxyde d'azote. De plus, la combustion sous oxygène est plus fiable, tant sur le plan de la régulation en température que pour l'obtention d'une combustion parfaitement stœchiométrique.
Lors de la volatilisation des composants gazéifiables, l'oxygène comburant est totalement consommé par le lit de braises M du combustible solide en ignition et les matières organiques combustibles qui ne sont pas gazéifiables. Ce contrôle de combustion n'est réalisable avec assurance que sous oxygène.
Dans la phase de combustion du mélange gazeux dans la chambre de combustion 4, le cylindre de gaz enflammés est éclaté sur le cône 41 de la chambre de combustion. Refluées par le parabole 40 le long des parois extérieures de la chambre 4, les flammes provoquent des turbulences propices à la complète combustion du mélange. L'échappement des gaz brûlés s'effectue par l'espace périphérique du parabole 40.
La détente des gaz brûlés sur l'arrière du parabole 40 dans la chambre de post-combustion contrôlée 5 est réalisée de façon à n'avoir en sortie que du gaz carbonique CO2 et de l'eau H20 et de contrôler l'absence d'oxygène O2.
La récupération de l'énergie thermique en sortie des gaz brûlés peut être réalisée avec des systèmes de récupération connus existants.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Le système d'incinération selon l'invention peut ainsi être fabriqué avec n'importe quelle taille, et peut être installé en batterie. Ce système est intégrable à toute taille d'unité de traitement de matières organiques animales dans le respect de l'environnement et avec une garantie de destructions de tout élément nocif.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système (S) pour incinérer des matières organiques, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un four à combustible solide (1 ) comprenant une grille (10) recevant un combustible solide et des moyens pour injecter de l'oxygène,
- une colonne de thermolyse/pyrolyse (2) comprenant des grilles (21 , 22, 23) inclinées vers le four, des moyens (25) pour amener du combustible solide au niveau du four et des moyens (26) pour amener des matières organiques à incinérer au dessus desdites grilles inclinées,
- une chambre d'homogénéisation (3) des gaz brûlés et vapeurs organiques issus de la colonne de thermolyse/pyrolyse (2),
- une chambre de combustion (4) suivie d'une chambre de post- combustion (5),
- des moyens (6) d'échange thermique pour récupérer l'énergie des gaz d'échappement issus de la chambre de post-combustion (5), et
- des moyens (7) pour extraire des gaz de combustion en sortie des moyens d'échange thermique.
2. Système incinérateur (S) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le combustible solide est constituée par de la biomasse végétale ligno-fibro-cellulosique densifiée.
3. Système (S) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'injection d'oxygène comprennent des moyens (1 2) d'injection primaire d'oxygène sous la grille du four.
4. Système (S) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'injection d'oxygène comprennent en outre des moyens ( 1 1 ) d'injection secondaire d'oxygène au cœur d'un lit de braises (M) réalisé au dessus de la grille (10) du four (1 ) par du combustible solide en combustion.
5. Système (S) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un cendrier (1 3) situé sous la grille ( 1 0) du four ( 1 ) pour recevoir des résidus non combustibles.
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour refroidir hydrauliquement les parois et la grille du four.
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour contrôler l'alimentation en combustible solide de façon à éviter toute entrée d'air parasite dans le four.
8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les grilles inclinées au sein de la colonne de thermolyse/pyrolyse sont composées de tubes perforés.
9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour contrôler l'atmosphère au sein de la colonne de thermolyse/pyrolyse de façon à être sans oxygène résiduel.
10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour contrôler la vitesse des gaz et/ou leur température pour permettre l'acquisition thermique requise pour la vaporisation des matières organiques gazéifiables.
1 1 . Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour contrôler l'alimentation en matières organiques de façon à éviter toute entrée parasite d'air.
1 2. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre d'homogénéisation est terminée par une tuyère de gaz.
1 3. Système selon la revendication 1 2, caractérisé en ce que la chambre de combustion est cylindrique et comporte un fond parabolique ouvert sur la tuyère de gaz, de diamètre inférieur à celui de ladite chambre de combustion, et pourvu d'un cône central dirigé vers ladite tuyère.
1 4. Système selon la revendication 1 3, caractérisé en ce que la chambre de post-combustion est cylindrique et comporte dans son axe un tube pour supporter le fond parabolique de la chambre de combustion.
1 5. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour refroidir le tube de support.
1 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour contrôler l'atmosphère à l'intérieur de la chambre de post-combustion.
1 7. Procédé pour incinérer des matières organiques, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une production (I) d'énergie thermique requise pour une thermolyse et une réduction pyrolytique (II) des matières organiques au sein d'une colonne de thermolyse/pyrolyse, par combustion d'un combustible solide sous oxygène, - une volatilisation (IV) des composants gazéifiables desdites matières organiques le long de la colonne de thermolyse/pyrolyse, - une combustion (III) des composés organiques non gazéifiés sur un lit de braises issu de la combustion du combustible solide,
- une homogénéisation (V) des gaz de pyrolyse et de combustion du combustible solide dans une chambre de mélange, - une injection (VI) d'oxygène dans lesdits gaz de pyrolyse et de combustion pour permettre leur auto-inflammation,
- une injection d'un mélange gazeux enflammé et une combustion (VII) de ce mélange dans une chambre de combustion,
- une détente (VIII) des gaz brûlés dans une chambre de post-combustion contrôlée, et
- une récupération (IX) de l'énergie thermique en sortie des gaz brûlés.
1 8. Procédé selon la revendication 1 7, caractérisé en ce que l'énergie thermique requise pour la thermolyse et la réduction pyrolytique des matières organiques est produite en brûlant de la biomasse végétale ligno-fibro-cellulosique densifiée.
1 9. Procédé selon l'une des revendications 1 7 ou 1 8, caractérisé en ce que le mélange gazeux est injecté dans la chambre de combustion sous la forme d'un cylindre de gaz enflammés qui est éclaté sur un cône.
20. Procédé selon la revendication 1 9, caractérisé en ce que des flammes résultant de l'éclatement du cylindre de gaz enflammés sont refluees par un parabole située à la base du cône.
21 . Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'échappement des gaz brûlés est effectué par un espace périphérique du parabole.
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