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La présente invention concerne un procéd~ et un ~our de
traitement d'effluents aqueux contenant en solution des matières
organiques e-t even-tuellement des sels minéraux en vue d'éliminer
les substances organiques et de récuparer éventuellement les sels
mineraux d'une qualité suffisante poux en permettre la valorisation
et la commercialisation.
Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé
de traitement d'effluents aqueux contenant un taux élevé de
ma~ières organiques (de l'ordre de 10 ~0) et de sels minéraux ~géné-
ralement compris entre 15 et 30 ~).
Dans ce cas, le traitement de tels effluents estd'autant plus dif~icile que la teneur en sels minéraux est plus
élevée et que la stabilité des matières organiques résiduelles est
plus grande
Il est connu de soumettre des effluents aqueux du
type ci-dessus à une combustion dans un incinéra-teur oonstitué d'un
four c~lindrique vertical dans la partie supérieure duquel se
trouve l'orifice d'un brûleur de combustible liquide ou gazeux et
dans les parois duquel, vers l'extrémité supérieure, se trouvent
les orifices des injec-teurs amenant l'effluent à traiter au niveau
de la flamme.
Des fours équipés de brûleurs mixtes formés de trois
tubes concentriques dans lesquels arrivent les eaux polluées, le
combustible et l'air comburant sont également utilisés.
Des fours incinérateurs de ce type n'ont pas toujours
un fonctionnement satisfaisant et les sels récupérés sont grisatres
et non commercialisables. Cette mauvaise efficacité est due au fait,
que, compte tenu de la conception du four, la température de br~lage
ne peut être augmentée sans risque de bouchage. Ainsi, lorsque l'on
3o utilise un effluent aqueux contenant du sulfate de sodium en tant
que sel minéral , une température voisine de 850C, nécessaire pour
la destruction de la quasi-totalité des matières organiques, ne
peut être atteinte car à cette température, le sel fond et il se
forme sur la paroi une sorte de meringue qui progressivement en
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s'accumulant conduit au bouchage du four. Pour eviter cet
inconvenient, il est possible d'envisager une combustion à
plus basse temperature c'est-à-dire au voisinage de 720C.
Cependant, à cette tempera-ture, la combustion des composants
or~aniques de l'effluent est incomplète et le sel recupere
est souille de particules de suie qui le rendent inutilisa-
ble. Par ailleurs, compte tenu de l'angle de pulvérisation
de chaque injecteur, une par-tie de l'effluent pulvérise
tombe directement sur la paroi du four provoquant et favo-
risant le depôt du sel.
I1 a maintenan-t ete trouve, et c'est ce qui fait
l'objet de la presente invention, que la combustion peut
être nettement amelioree et que le depôt du sel fondu sur la
paroi du four peut être notablement diminue en modifiant le
système d'injection, en augmentant la turbulence et en favo-
risant le contact du flux chaud avec l'effluent à traiter.
Selon la prësente invention, il est prévu un
procédé de trait.emen-t d'effluents aqueux con-tenan-t des déchets
organiques et éventuellement des sels minéraux caracterisé
en ce que: l'on pulvérise ledit eEfluent aqueux dans une
zone de combustion par un iniecteur dont l'extrémité est
située au centre de la partie superieure d'un four, l'on
fait subir audit effluent une combustion dans ladite zone
de combustion delimitee par l'extremite dudit injecteur et
~ des brûleurs, en présence d'un excès d'air utilisé comme
comburant, l'on fait traverser cet effluent dans la flamme
des brûleurs qui constitue une zone surchauffee dans laquelle
la combustion se par~ait, l'on fait refouler les produits de
combustion vers le centre du four par la turbulence creee par
lesdits brûleurs evitant ainsi un depôt eventuel de sel sur
la paroi du four, et l'on crée une dépression à la partie
basse du four pour Eavoriser l'évacuation des fumées qui
entrainent éventuellement le sel.
Selon la presente invention, il est également prevu
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un four incinerateur pour le traitement d'effluents
aqueux contenant des dechets organiques et eventuellement
des sels mineraux,comprenant un four cylindrique vertical
dans lequel l'on brûle ledit effluent, un injecteur pour
pulveriser lesdits effluents dans ledit four en presence
d'un excès d'air ut:Llise comme comburant, e-t des brûleurs
à combustible liquide ou gazeux, situes ve.rs la partie
superieure du four disposes presque tangentiellement au
perimètre du fQur et orientes vers la base du four pour creer
une turbulence entralnant eventuellement le sel vers le centre
et evitant son depôt sur les parois, lesdits bruleurs etant
disposes symetriquement a la partie superieure du four et
ayant des orifices dont la projection sur un plan perpendi-
culaire a l'axe du four se trouve à l'interieur d'une cou-
ronne dont le rayon est compris entre le rayon et la ~oitiedu rayon du four. Les bruleurs sont orientes dans un plan
horizontal et dans un plan vertical r ladite orientation
etant definie par l'angle dièdre forme par le demi-plan
ver-tical passant par l'axe du brûleur et par le demi-plan
vertical passan-t par l'axe du four et l'orifice du bruleur,
cet angle etant compris entre 120 et 160, et le prolonge-
ment de l'axe du bruleur etant tangent à un cylindre vertical
fictif dont le rayon est au moins 0,35 fois le rayon du four,
et par l'angle d'inclinaison du bruleur vers le bas~ cet
angle etant generalement compris entre 10 et 60. Des
moyens d'evacuation de fumees sont prevus à la base du four.
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L'extrémi-té de l'injec~eur c~ntral est de preference situeè de te71e
manière que le jet pulvérisé tombe directement dans la flamme ;
sa position par rapport aux brûleurs est donc définie par l'angle de
pulvérisation. L'e~1uent subit une combus-tion dans la ~one
délimitee par l'extrémité de l'injectellr et des br~leurs, puis il
traverse obligatoirement la flamme qui constitue une ~one sur-
chauffee dans laquelle la combustion se parfait. Par ailleurs, en
orientant les br~leurs comme indiqué ci-dessus, la turbulence créée
refoule les produits de combustion vers le centre du four évitant
ainsi le dépôt gênant du sel sur la paroi. En u-tilisant un tel
système, la tempéra-ture de co~bustion peut être nettement supé-
rieure à la température de fusion du sel.
Pour favoriser l'évacuation des fumées qui entraînent
le sel, il peut etre cree une depres3ion à l'interieur du four, l'orifi~e
d'évacuation étant situé dans la partie basse du four.
L'injecteur amenant l'effluent aqueux à brûler peut
etre constitué de deux tubes concentriques. L'effluent aqueux cir-
cule ~ans le tube central et dans le -tube annulaire extérieur circule
de l'air éventuellement comprimé : l'effluen-t est ainsi pulvérisé
par l'orifice de l'injecteur.
Les brûleurs situés dans la partie supérieure du
four vers la périphérie sont de type classique et ils peuvent
être alimentés par des combus-tibles liquides ou gazeux. Généra-
lement trois br~leurs, disposés en étoile, à 120, et orientés
vexs la base du four, sont utilisés.
Un incinérateur utilisé pour la mise en oeuvre de
la présente in~ention est particulièrement intéressant pour
br~ler les effluents aqueux contenant des substances organiques dont
la stabilité thermique est élevée et plus particulièrement les
effluents aqueux issus de la préparation de la méthionine. Les
eaux-mères provenant de la fabrication de la méthionine contiennent
en mo~Jenne 20 ~ en poids de sulfate de sodium et 10 ~ en poids de
matières organiques.
Avec un effluent de ce type, la température d'inflam-
mation est voisine de 700C mais la température optimale de la
combustion se situe au voisinage de 900C, une température supé-
rieure n'apportant pas une amélioration sensible du résultat
recherché.
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L'eEfluent aqueux peut ê-tre pulverlsé, eventuel-
lement sous pression (par exemple 10 bars), en présence d'un
excès d'air voisin de ou superieur a 30~.
Le temps de sejour dans l'incinerateur, defini
par le rapport du volume de la zone de combustion au debit
de l'air est de preference voisin de 3 secondes, un temps
de séjour plus long n'apportant pas une amelioration sensi-
ble du resultat et un temps de sejour plus court, voisin
de l,S secondes conduisant a l'obtention d'un sel de quali-
te insuffisante.
Il est particulierement avantageux d'introduire la
totalité de l'air comburant au sommet de la chambre de
combustion de façon a ameliorer l'efEicacite du brûlage.
Le refroidissement des fumees peut etre assure par
lS la vapeur d'eau obtenue et il est ameliore par adjonction
d'un refroidissement par l'air afin de diminuer encore le
taux des substances organiques non brulees.
A titre indicatif et non limitatif, un incinerateur
selon 1A presente invention peut avoir 3 a 4 m de diame-tre
pour une hauteur comprise entre 10 et 15 m. Equipe de 3
brûleurs en couronne d'une capacite -totale de chauffe de
10 000 thermies/h, à 120 les uns des autres, orientes de
telle manière que l'axe d'un bruleur, dont l'extremite est
situee a une distance de l'axe du Eour voisine du tiers de
son diametre, est dirige-vers la projection de l'extremite
du bruleur voisin sur un plan, perpendiculaire a l'axe du
four, situe à une distance de l'extremite des brûleurs
approximativement double du diamètre du four, alimentes en ;
combustible liquide ou gazeux, l'effluent agueux etant
pulvérise dans la flamme sous un angle voisin de 90, un
tel incinerateur perme-t de brûler 3 a 6 tonnes par heure
d'effluents aqueux.
Un mode de realisation preferentiel de l'invention
va maintenant être decrit à titre d'exemple non limitatif en
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se reférant au dessins ci-joints. Dans ces dessins ;
La Figure l; est une vue en coupe d'un -Eour
incinerateur selon la presen-te invention;
La Figure la; es-t une vue de dessus de fouri et
La Figure 2 est une vue de cote.
Dans la figure 2, les points A, B, C représentent
les orifices des bruleurs et les points A', B', C' represen-
tent les projections des orifices des bruleurs sur un plan
perpendiculaire à l'axe du four de diamè-tre D. Le poin-t
d'impact de l'axe du bruleur A est le point B', celui de
B le point C' e-t celui de C le point A'.
Dans les figures 1 et 2, I represente l'injecteur,
2 represente les brûleurs, 3 le materiau refractaire consti-
tuant la paroi de l'incinerateur. Dans la figure 1, 4
represente l'orifice d'evacuation des Eumees et du sel.
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