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Procédé permettant le stockage intermédiaire de déchets de tout type, leur transport et/ou l'utilisation de leur énergie et des matières qu'ils contiennent
Les procédés d'élimination des ordures qui ont été mis en oeuvre jusqu'à présent ou qui ont été essayés sont insuffisants et peu convaincants en ce qui concerne les problèmes qui se posent concernant l'environnement. Cela vaut aussi bien pour le stockage intermédiaire que pour le transport à partir des installations d'élimination des déchets ou jusqu'à ces dernières et, dans une certaine mesure, pour la préparation des déchets, que ce soient des ordures ménagères ou industrielles courantes, des produits spéciaux de rebut ou aussi des matières de décharge déjà déposées.
La forme classique d'élimination des déchets ménagers et industriels de tout type est encore aujourd'hui le dépôt par déversement dans des installations de décharge de dimensions importantes et vers cellesci, avec en partie des trajets de transport très longs. Bien que les problèmes d'environnement se présentant à cette occasion soient bien connus, ils sont jusqu'à présent restés non résolus.
Une variante connue de solution au déversement en décharge est constituée par les installations d'incinération des ordures. L'incinération des déchets entraîne toutefois de nombreux autres inconvénients. En effet, l'incinération s'effectue jusqu'à présent avec un rendement très mauvais dans le cas d'une production élevée de matières polluantes. Des coûts élevés d'investissement et de fonctionnement sont nécessaires pour les installations d'incinération efficaces. Par ailleurs, des installations d'incinération des ordures ne se sont avérées économiques d'une manière au moins suffisamment convenable que pour de grandes agglomérations.
Avec l'extraction, également connue, des gaz à partir des déchets organiques, on a espéré disposer d'une possibilité d'éviter l'incinération des ordures au moins pour une partie des déchets produits et de pouvoir faire fonctionner d'une manière économique de petites installations adaptées en conséquence.
Indépendamment de cela, on a mis au point et essayé divers procédés de pyrolyse qui se distinguent surtout en ce qui concerne les méthodes d'extraction des gaz. Des ensembles disposés en amont ou en aval, tels que des installations de triage et de broyage, des chambres de combustion supplémentaire, des filtrations de poussière et des nettoyages de gaz rejetés sont comparables entre eux dans une large mesure dans le
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cadre de la pyrolyse des ordures.
Les procédés connus de pyrolyse utilisent trois types de four, à savoir :
1. les fours à cuve, dans lesquels la matière à soumettre à la pyrolyse est introduite par en haut et traverse la cuve du four suivant la direction verticale,
2. les fours tubulaires tournants, au moyen desquels, du fait d'une rotation du tambour tubulaire, la matière déversable à soumettre à la pyrolyse fait l'objet d'un mélange et est amenée d'une manière constamment renouvelée au contact des parois cnauffées du tube, et
3. les fours à couche turbulente, au moyen desquels un lit de sable se trouvant en mouvement tourbillonnant permanent permet un échange thermique avec la matière soumise à la pyrolyse.
Les réacteurs d'extraction des gaz, tels que connus par exemple par AT-A-115 724 et AT-A-363 577, présentent de multiples problèmes qui ne sont pas encore résolus d'une manière satisfaisante. C'est ainsi par exemple qu'en vue d'améliorer le transfert de chaleur, les déchets à soumettre à la pyrolyse doivent être soumis à un broyage préalable, ce qui entraîne des frais élevés. Il est en outre nécessaire qu'avec les matières organiques, on doive introduire, en vue de la pyrolyse, de l'air atmosphérique sous des débits importants, éventuellement avec de l'oxygène. Le réacteur de pyrolyse ne travaille donc qu'avec un faible rendement. L'élévation de température des déchets ne s'effectue que relativement lentement et avec des pertes thermiques considérables.
Pour des raisons d'économie, les fours connus de pyrolyse doivent posséder un volume relativement grand et, aux températures de plus de 450 OC qui y règnent, ils se trouvent à la limite de résistance mécanique, de sorte qu'ils ne conviennent que pour un fonctionnement approximativement à la pression atmosphérique. On doit enfin exiger des réacteurs d'extraction des gaz une étanchéité absolue aux gaz afin d'empêcher la sortie de matières polluantes, ce qui rend nécessaires des structures de sas et des garnitures d'étanchéité qui sont soumises aux températures et sont complexes.
Les procédés connus et les installations qui leur sont associées ne se sont pas imposés dans la pratique en raison des problèmes indiqués, jusqu'à présent non résolus. Environ 80 ? ó des installations jusqu'à présent mises en exploitation ont entre-temps été arrêtées.
Le traitement ultérieur du coke de pyrolyse, qui se présente essentiellement sous forme pulvérulente, a aussi jusqu'à présent été
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tés d'écoulement inexistantes, la gazéification de ce coke n'est pas possible ou ne l'est qu'après une agglomération de la poudre de coke en briquettes qui est complexe en ce qui concerne la technique du procédé.
Le stockage et le transport des déchets du type ici considérés s'effectuent avec une densité apparente relativement faible, mais leur instabilité physique et chimique, par exemple dans le cas d'ordures biodégradables, rend particulièrement gênants les émanations d'odeurs et les dégagements de gaz. La situation est rendue encore plus difficile par le fait que beaucoup de déchets contiennent des liquides comportant des substances nocives qui s'échappent au moins partiellement lors du transport ou du stockage. On ne peut guère éviter des entraînements dus au lavage par les précipitations atmosphériques dans le cas d'un stockage qui n'est pas convenable. La faible densité apparente des déchets entraîne des volumes importants de stockage et de transport.
Si un stockage intermédiaire des déchets est envisagé, par exemple parce qu'ils doivent être préparés pour un recyclage et/ou une exploitation thermique, les règlements officiels prescrivent des silos d'un volume considérable ou des aires de stockage souterrain d'un agencement particulier, qui soient à l'abri des entraînements par lavage, avec les frais supplémentaires élevés d'investissement qui en résultent. En outre, ce qui n'est pas le moindre inconvénient, le transport de tels déchets crée des frais considérables en raison de leur faible densité apparente.
Dans le cas de déchets chimiquement instables, il peut se produire un dégagement de gaz ou analogue venant s'ajouter aux émanations intenses d'odeurs, de sorte qu'il existe un risque d'explosion, notamment pour des silos de stockage sans extraction auxiliaire des gaz. Une aération permanente, un renouvellement de l'air plusieurs fois par heure, ainsi que des installations auxiliaires de filtration et de sécurité créent des frais, même dans le cas du stockage intermédiaire des déchets.
Pour le transport de certains déchets, il est connu, par exemple pour les ordures ménagères, de procéder à un léger tassement préalable au transport, au moyen de presses intégrées dans le véhicule. Une exploitation thermique des déchets, réalisée ensuite, est rendue techniquement difficile en raison de leur faible densité apparente et des volumes importants qui en résultent.
Lorsqu'on utilise une chambre tubulaire de pyrolyse, conforme à l'invention, dans laquelle on introduit les déchets tout en les maintenant dans un état comprimé, il en résulte une très bonne conductibilité
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thermique pour les déchets tassés et dans ceux-ci, du fait du contact sous pression, exempt de cavités d'air, qui se présente avec la paroi de la chambre. Il s'est avéré qu'un rapport longueur/diamètre avantageux s'obtient en utilisant des chambres tubulaires dont la longueur est supérieure au diamètre dans un rapport supérieur à 10 : 1. Cette configuration géométrique de la chambre de pyrolyse constitue toutefois une limitation en ce qui concerne la capacité de telles installations.
Si, par exemple pour des volumes élevés de passage, on utilise des diamètres qui sont nettement supérieurs à 400 mm, il en résulte des installations d'une hauteur hors-tout dont la grandeur n'est pas appropriée ; par ailleurs, des diamètres correspondant à des hauteurs hors-tout ne présentant pas de problème technique limitent la capacité de passage des déchets à pyrolyser. En outre, lorsqu'on utilise des tubes de pyrolyse relativement longs, il se produit des efforts de glissement considérablement élevés. Les charges mécaniques qui en résultent limitent la température de pyrolyse utilisable en pratique à des valeurs qui ne doivent pas être supérieures à 500 DC, afin d'éviter des déformations du tube de pyrolyse.
La présente invention a pour but d'assurer, pour les détritus industriels et ménagers, ainsi que les déchets de tout type, non seulement des conuitions améliorées de stockage intermédiaire et de transport, mais notamment aussi de concevoir d'une manière nouvelle l'utilisation de leur énergie et des matières qu'ils contiennent en obtenant un rendement amélioré.
Conformément à l'invention, le but est atteint par les particularités indiquées dans la partie caractérisante de la revendication 1.
Des développements et réalisations avantageux de cette solution sont exposés dans les sous-revendications.
Le fait qu'on soumette d'abord les déchets à un tassement préalable en paquets d'une configuration géométrique approximativement constante, tout en maintenant leur structure de mélange et de liaison, c'est-à-dire sans utiliser de procédés et d'installations de triage extrêmement onéreux, permet de comprimer les déchets sans difficulté, au moyen d'un dispositif de bourrage, dans un récipient qui est avantageusement à peu près tubulaire, ce qui peut s'effectuer d'une manière qui n'est ni complexe, ni sujette à des perturbations. Le tassement préalable sous une forme géométrique, qui est par exemple adaptée à un récipient tubulaire, empêche que, lors de la compression secondaire, servant à remplir le récipient, qui suit, des constituants volumineux des déchets ne gênent ce tassement secondaire.
A l'état tassé, les déchets n'occupent
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plus qu'environ un tiers à environ un vingtième de leur volume initial, ce qui entraîne une réduction correspondante du volume de stockage et de transport, indépendamment de l'extraction thermique des gaz, ou pyrolyse, effectuée par la suite sur les déchets.
Bien qu'en principe, la première phase du tassement des déchets puisse s'effectuer au moyen d'un emballage non fermé, par exemple par enveloppement par un filet ou emballage au moyen d'un collier de serrage, leur introduction dans un récipient qui n'est ouvert que sur ses faces frontales présente par contre l'avantage qu'ils se trouvent dans ce cas enfermés en outre d'une manière serrée, de sorte que les émanations d'odeurs sont réduites à un minimum et que des entraînements par lavage, par exemple sous l'effet des précipitations, ne sont pas à craindre. Il est possible à cet effet, sans frais supplémentaires notables, de fermer aussi temporairement les faces frontales des récipients.
Une série complète d'avantages se présente pour l'exploitation thermique et l'utilisation des matières constituantes des déchets ainsi tassés et en emballage fermé, qui suivent éventuellement le transport et/ou le stockage intermédiaire. C'est ainsi par exemple qu'on peut soumettre sans problème des récipients tubulaires, remplis d'une manière dense, à l'extraction des gaz dans un four à chambre ou un four continu. La durée de séjour dans de telles chambres de pyrolyse peut être rendue optimale en fonction de critères de rentabilité économique du procédé. Il n'existe pas de conditions longueur/diamètre qui soient limitatives dans le cas de récipients tubulaires traversant eux-mêmes un four d'extraction des gaz.
De cette manière, étant donné qu'on peut utiliser aussi des récipients d'assez grand diamètre, il est possible d'éliminer pareillement des rebuts industriels d'assez grandes dimensions et volumineux.
Des conditions avantageuses pour l'exploitation thermique des déchets résident dans le fait que tous les produits résultant de l'extraction des gaz peuvent être soumis directement et sans refroidissement intermédiaire à un traitement à haute température. Le coke tassé qui se présente et le carbone résiduel restant s'extraient facilement des récipients considérés et peuvent facilement être envoyés au traitement à haute température en vue d'être gazéifiés au moins partiellement. Il se forme alors du gaz de craquage (CO, H) du fait de la décomposition d'une partie de la vapeur d'eau entraînée. Les produits résultant de l'extraction des gaz sont décomposés en constituants de poids moléculaires inférieurs.
La température de réaction est entretenue par la réaction exothermique du coke dense, qui se forme, avec l'oxygène. Le gaz carbonique
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ainsi libéré se convertit avec du carbone en oxyde de carbone conformément à la réaction de Boudouard. Dans le réacteur à haute température, une conversion optimale est assurée, ainsi qu'une utilisation optimale de tous les produits.
Les températures élevées liées à la gazéification du carbone et à la formation de gaz de craquage conduisent à un gaz industriel riche en énergie et directement utilisable, sans qu'il se produise de composés organiques condensables à teneur fortement réduite en eau. Les quantités de poussière se formant dans le gaz industriel sont réduites à un minimum grâce à la présence du coke dense, qui est formé par la pyrolyse sous pression, et aux faibles vitesses d'écoulement dues au procédé.
Les constituants métalliques et minéraux, fusibles, des produits de réaction constituent, lors du traitement à haute température dans un gazéificateur à fusion, un produit fondu, métallique ou formé d'un laitier, qui présente partiellement des densités très différentes, de sorte qu'on peut séparer les composants des matériaux les uns des autres d'une manière simple et qu'ils peuvent faire l'objet d'une exploitation efficace.
La gazéification du carbone et la formation de gaz de craquage, combinées à une fusion de substances utilisables, se réalisent aussi d'une manière avantageuse dans un four à cuve d'une structure connue en soi, de l'oxygène étant introduit, d'une manière connue, dans la cuve qui contient le coke industriel dense. Il se produit alors sans problème, dans les résidus solides de la pyrolyse, des températures de plus de 1 500 De, températures auxquelles fondent aussi bien les aciers et autres métaux que les verres. L'extraction de ces matières peut s'effectuer par prélèvement fractionné ou par trop-plein. L'utilisation d'oxygène à la place de l'air offre un avantage considérable pour assurer des températures élevées et de faibles vitesses et volumes des gaz, ainsi que pour éviter la formation de composés azote-oxygène.
Le aégagement des composés volatils, résultant de la décomposition thermique, dans les récipients remplis d'une manière dense est favorisé lorsqu'on utilise des tubes en métal ou analogue qui sont ouverts sur leurs faces frontales et sont perforés. Moyennant un dimensionnement approprié, on obtient des conditions optimales en ce qui concerne l'évacuation des gaz, les frais de préparation et les températures utilisables pour l'extraction des gaz.
Pour le transport et le stockage intermédiaire, les déchets peuvent aussi être placés, à l'état préconditionné, dans des récipients
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constitués d'un matériau chimiquement résistant et pouvant faire l'objet d'une exploitation thermique, pour être placés plus tard dans les tubes d'extraction des gaz qui sont thermiquement stables et sont soumis à la pyrolyse.
Lors de l'utilisation du procédé conforme à l'invention, il est avantageux de comprimer les déchets, non triés, dans des récipients ayant subi un préchauffage jusqu'à une température supérieure à 100 C, afin d'assurer une réduction de durée de l'extraction des gaz qui suit et de vaporiser la plus grande quantité possible d'humidité grâce à ce préchauffage des déchets.
Conformément à l'invention, on fait circuler, dans un four continu, de multiples récipients, de préférence des cartouches tubulaires comportant des anneaux radiaux supplémentaires qui augmentent leur surface extérieure. De cette manière, on rend maximale la capacité d'une installation. Si on laisse les récipients dans le four pour la compression de remplissage qui précède le traitement thermique et pour les vider après ce traitement thermique, leurs pertes thermiques diminuent encore et celles de l'ensemble du système sont réduites à un minimum.
On peut améliorer d'une manière décisive la compression des ordures ménagères ou analogues si, pendant leur tassement préalable, on soumet les ordures à l'action d'un gaz chaud stérilisant, de préférence de la vapeur d'eau à température élevée. Cela permet d'accroître l'aptitude de ces déchets à la plastification et leur stabilité chimique, ainsi que leur durée de stockage, sans nuisance due aux odeurs, ni formation de gaz.
Du fait de la conductibilité thermique élevée qui est souhaitée vis-à-vis des ordures se trouvant dans le récipient et à l'intérieur de celles-ci, mais aussi en raison du volume de stockage, de transport et d'élimination optimale des déchets qui convient pour l'extraction des gaz, il est judicieux de remplir les récipients de telle façon que, dans le cas des ordures ménagères, la densité de remplissage soit approximativement égale à 1 kg/dm. Comme dispositif de bourrage servant pour le remplissage sous compression des récipients tubulaires, on peut utiliser un marteau-pilon à fonctionnement périodique qui peut être à commandé mécanique, hydraulique ou pneumatique.
Si les tubes remplis d'une manière comprimée font l'objet d'un stockage intermédiaire d'assez longue durée avant d'être envoyés à un processus d'exploitation thermique, il est avantageux que les faces frontales des récipients tubulaires remplis de déchets ayant subi une com-
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pression secondaire soient recouvertes de revêtements ou feuilles pouvant faire l'objet d'une dégradation thermique. De cette manière, on exclut, d'une part, des dégagements directs de substances nocives dans l'environnement, et on évite, d'autre part, des nuisances dues aux odeurs. Le recouvrement thermiquement dégradable peut alors faire directement l'objet d'une utilisation thermique lors de la pyrolyse.
Outre des feuilles en matière plastique, il convient par exemple à cet effet des enduits bitumineux qu'on peut appliquer d'une manière économique et simple. En outre, lorsqu'on utilise le procédé de pyrolyse conforme à l'invention, les tubes ont un comportement pratiquement autonettoyant. Non seulement leur utilisation rend optimales les conditions pour la pyrolyse elle-
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même, mais en outre, lorsqu'on les utilise en tant que récipients de transport, cette utilisation réduit d'environ 80 ü le volume à transpor- ter. Le coke comprimé qui se produit sous l'action de la pyrolyse à l'intérieur des récipients tubulaires possède d'excellentes propriétés d'écoulement, de sorte qu'il convient particulièrement bien à la gazéification du carbone qui est réalisée ensuite.
Avec le procédé précédemment décrit, c'est la première fois qu'on convertit en gaz combustible au moins une partie de l'humidité naturelle des ordures, grâce à la réaction carbone-gaz à l'eau décrite.
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Process for the intermediate storage of all types of waste, their transport and / or the use of their energy and the materials they contain
The methods of garbage disposal which have been implemented so far or which have been tried are insufficient and unconvincing with regard to the problems which arise concerning the environment. This applies to intermediate storage as well as transport from or to waste disposal facilities and, to some extent, for the preparation of waste, whether ordinary household or industrial waste, special waste products or also landfills already deposited.
The classic form of disposal of household and industrial waste of all types is still today dumping by dumping in large discharge facilities and towards them, with in part very long transport routes. Although the environmental problems arising on this occasion are well known, they have so far remained unsolved.
A known variant of a landfill solution consists of waste incineration plants. However, the incineration of waste has many other disadvantages. Indeed, the incineration is carried out so far with a very poor yield in the case of a high production of polluting materials. High investment and operating costs are necessary for efficient incineration plants. In addition, waste incineration plants have proven to be economical in a way that is at least sufficiently suitable only for large agglomerations.
With the extraction, also known, of gases from organic waste, it was hoped to have a possibility of avoiding the incineration of garbage at least for part of the waste produced and of being able to operate in an economical manner small installations adapted accordingly.
Irrespective of this, various pyrolysis processes have been developed and tested which stand out above all with regard to the methods of extracting gases. Upstream or downstream assemblies, such as sorting and grinding plants, additional combustion chambers, dust filtration and cleaning of exhaust gases are to a large extent comparable with one another.
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garbage pyrolysis framework.
The known pyrolysis processes use three types of oven, namely:
1. tank ovens, in which the material to be subjected to pyrolysis is introduced from above and passes through the oven tank in the vertical direction,
2. rotary tubular ovens, by means of which, due to a rotation of the tubular drum, the pourable material to be subjected to pyrolysis is mixed and is brought in a constantly renewed manner into contact with the walls tube tubes, and
3. ovens with a turbulent layer, by means of which a bed of sand being in permanent swirling movement allows a heat exchange with the material subjected to the pyrolysis.
Gas extraction reactors, as known for example from AT-A-115 724 and AT-A-363 577, present multiple problems which have not yet been satisfactorily resolved. For example, in order to improve heat transfer, the waste to be subjected to pyrolysis must be subjected to prior grinding, which entails high costs. It is furthermore necessary that, with organic matter, atmospheric air must be introduced for pyrolysis at high flow rates, possibly with oxygen. The pyrolysis reactor therefore only works with a low yield. The rise in temperature of the waste takes place only relatively slowly and with considerable thermal losses.
For reasons of economy, known pyrolysis ovens must have a relatively large volume and, at temperatures of more than 450 ° C. which prevail there, they are at the limit of mechanical resistance, so that they are only suitable for operating at approximately atmospheric pressure. Finally, gas extraction reactors must be absolutely gas tight in order to prevent the exit of pollutants, which makes airlock structures and gaskets necessary which are subject to temperatures and are complex.
The known methods and the installations associated with them have not imposed themselves in practice because of the problems indicated, which have hitherto been unsolved. About 80? ó installations hitherto put into operation have meanwhile been shut down.
The further treatment of pyrolysis coke, which is mainly in powder form, has also hitherto been
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Since there are no flow tees, gasification of this coke is not possible or is only possible after agglomeration of the coke powder in briquettes which is complex as regards the technique of the process.
The storage and transport of waste of the type considered here is carried out with a relatively low apparent density, but their physical and chemical instability, for example in the case of biodegradable garbage, makes particularly annoying the emanations of odors and the release of gas. The situation is made even more difficult by the fact that a lot of waste contains liquids containing harmful substances which escape at least partially during transport or storage. Washing due to atmospheric precipitation can hardly be avoided in the event of unsuitable storage. The low apparent density of the waste leads to large volumes of storage and transport.
If intermediate storage of waste is envisaged, for example because it must be prepared for recycling and / or thermal exploitation, official regulations prescribe large silos or underground storage areas with a particular arrangement , which are safe from washing drives, with the resulting high additional investment costs. In addition, which is not the least disadvantage, the transport of such waste creates considerable costs because of their low apparent density.
In the case of chemically unstable waste, there may be a release of gas or the like in addition to the intense emanations of odors, so that there is a risk of explosion, in particular for storage silos without auxiliary extraction. gases. Permanent ventilation, air renewal several times an hour, as well as auxiliary filtration and safety installations create costs, even in the case of intermediate waste storage.
For the transport of certain waste, it is known, for example for household waste, to carry out a slight packing before transport, by means of presses integrated in the vehicle. Thermal exploitation of the waste, which is then carried out, is made technically difficult because of their low apparent density and the large volumes which result therefrom.
When using a tubular pyrolysis chamber, according to the invention, into which the waste is introduced while keeping it in a compressed state, this results in very good conductivity
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thermal for packed waste and in it, due to pressure contact, free of air cavities, which occurs with the wall of the chamber. It has been found that an advantageous length / diameter ratio is obtained by using tubular chambers whose length is greater than the diameter in a ratio greater than 10: 1. This geometric configuration of the pyrolysis chamber constitutes however a limitation in regarding the capacity of such facilities.
If, for example for high passage volumes, diameters which are clearly greater than 400 mm are used, the result is installations of an overall height whose size is not appropriate; moreover, diameters corresponding to overall heights which do not present any technical problem limit the passage capacity of the waste to be pyrolyzed. In addition, when relatively long pyrolysis tubes are used, considerably high sliding forces occur. The resulting mechanical loads limit the pyrolysis temperature which can be used in practice to values which must not be greater than 500 DC, in order to avoid deformations of the pyrolysis tube.
The present invention aims to ensure, for industrial and household waste, as well as waste of all types, not only improved conduits of intermediate storage and transport, but in particular also to design a new way of use of their energy and the materials they contain by obtaining an improved yield.
According to the invention, the object is achieved by the features indicated in the characterizing part of claim 1.
Advantageous developments and embodiments of this solution are set out in the subclaims.
The fact that the waste is first subjected to pre-packing into bundles of an approximately constant geometric configuration, while maintaining their mixing and bonding structure, that is to say without using methods and extremely expensive sorting systems, allows the waste to be compressed without difficulty, by means of a tamping device, in a container which is advantageously roughly tubular, which can be done in a manner which is neither complex , or subject to disturbances. The prior compaction in a geometric form, which is for example adapted to a tubular container, prevents that, during secondary compression, serving to fill the container, which follows, bulky constituents of the waste do not interfere with this secondary compaction.
In the packed state, the waste does not occupy
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more than about a third to about a twentieth of their initial volume, which results in a corresponding reduction in the volume of storage and transport, independently of the thermal extraction of the gases, or pyrolysis, subsequently carried out on the waste.
Although in principle, the first phase of the packing of the waste can be carried out by means of an unclosed packaging, for example by wrapping with a net or packaging by means of a clamp, their introduction into a container which is only open on its front faces, on the other hand, has the advantage that they are in this case also enclosed in a tight manner, so that the odor emanations are reduced to a minimum and that entrainments by washing, for example under the effect of precipitation, is not to be feared. It is possible for this purpose, at no significant additional cost, to also temporarily close the front sides of the containers.
A complete series of advantages is presented for thermal exploitation and the use of the constituent materials of the waste thus packed and in closed packaging, which possibly follow the transport and / or intermediate storage. Thus, for example, densely filled tubular containers can be subjected without problem to the extraction of gases in a chamber furnace or a continuous furnace. The duration of stay in such pyrolysis chambers can be made optimal according to criteria of economic profitability of the process. There are no length / diameter conditions which are limiting in the case of tubular containers themselves passing through a gas extraction furnace.
In this way, since it is also possible to use containers of fairly large diameter, it is also possible to eliminate industrial waste of rather large and bulky dimensions.
Advantageous conditions for the thermal exploitation of waste lie in the fact that all the products resulting from the extraction of gases can be subjected directly and without intermediate cooling to a treatment at high temperature. The packed coke that occurs and the residual carbon remaining are easily extracted from the containers under consideration and can easily be sent to treatment at high temperature in order to be gasified at least partially. Cracked gas (CO, H) is then formed due to the decomposition of part of the entrained water vapor. The products resulting from the extraction of gases are broken down into constituents of lower molecular weights.
The reaction temperature is maintained by the exothermic reaction of the dense coke, which forms, with oxygen. Carbon dioxide
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thus released is converted with carbon into carbon monoxide in accordance with the Boudouard reaction. In the high temperature reactor, optimal conversion is ensured, as well as optimal use of all products.
The high temperatures associated with the gasification of carbon and the formation of cracked gases lead to an industrial gas which is rich in energy and directly usable, without the production of condensable organic compounds with a greatly reduced water content. The amounts of dust forming in industrial gas are minimized due to the presence of dense coke, which is formed by pressure pyrolysis, and the low flow rates due to the process.
The fusible metallic and mineral constituents of the reaction products constitute, during the high temperature treatment in a fusion gasifier, a molten, metallic or formed product of a slag, which partially has very different densities, so that the components of the materials can be separated from one another in a simple manner and that they can be used efficiently.
The carbonation of carbon and the formation of cracking gases, combined with a fusion of usable substances, are also advantageously carried out in a shaft furnace of a structure known per se, oxygen being introduced, in a known manner, in the tank which contains the dense industrial coke. It then occurs without problem, in the solid residues from pyrolysis, temperatures of more than 1,500 DE, temperatures at which both steels and other metals melt as well as glasses. The extraction of these materials can be carried out by split sampling or by overflow. The use of oxygen in place of air offers a considerable advantage in ensuring high temperatures and low gas velocities and volumes, as well as in preventing the formation of nitrogen-oxygen compounds.
The release of volatile compounds, resulting from thermal decomposition, in densely filled containers is favored when using tubes of metal or the like which are open on their front faces and are perforated. With appropriate sizing, optimum conditions are obtained with regard to the evacuation of the gases, the preparation costs and the temperatures which can be used for the extraction of the gases.
For transport and intermediate storage, waste can also be placed, in a preconditioned state, in containers
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made of a chemically resistant material which can be subjected to thermal exploitation, to be placed later in the gas extraction tubes which are thermally stable and are subjected to pyrolysis.
When using the process according to the invention, it is advantageous to compress the unsorted waste in containers which have been preheated to a temperature above 100 ° C., in order to ensure a reduction in the duration of the following gas extraction and vaporizing as much moisture as possible through this waste preheating.
In accordance with the invention, multiple containers are made to circulate in a continuous oven, preferably tubular cartridges comprising additional radial rings which increase their external surface. In this way, the capacity of an installation is maximized. If the containers are left in the oven for the filling compression which precedes the heat treatment and for emptying them after this heat treatment, their heat losses decrease further and those of the whole system are reduced to a minimum.
The compression of household or similar refuse can be decisively improved if, during their prior compaction, the refuse is subjected to the action of a sterilizing hot gas, preferably steam at high temperature. This makes it possible to increase the suitability of this waste for plasticization and their chemical stability, as well as their duration of storage, without nuisance due to odors, or gas formation.
Due to the high thermal conductivity which is desired vis-à-vis the garbage in and inside the container, but also because of the volume of storage, transport and optimal disposal of waste suitable for gas extraction, it is a good idea to fill the containers in such a way that, in the case of household waste, the filling density is approximately equal to 1 kg / dm. As a tamping device for filling under compression of tubular containers, one can use a hammer pestle with periodic operation which can be controlled mechanically, hydraulically or pneumatically.
If the tubes filled in a compressed manner are subject to a fairly long intermediate storage before being sent to a thermal exploitation process, it is advantageous that the front faces of the tubular containers filled with waste having suffered a
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secondary pressure are covered with coatings or sheets which may be subject to thermal degradation. In this way, on the one hand, direct releases of harmful substances into the environment are excluded, and on the other hand, nuisance due to odors is avoided. The thermally degradable covering can then be directly subjected to thermal use during pyrolysis.
In addition to plastic sheets, bituminous coatings are suitable for this purpose, which can be applied economically and simply. In addition, when the pyrolysis process according to the invention is used, the tubes have a practically self-cleaning behavior. Not only does their use make the conditions for pyrolysis optimal.
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even, but furthermore, when used as transport containers, this use reduces the volume to be transported by about 80%. The compressed coke which occurs under the action of pyrolysis inside the tubular containers has excellent flow properties, so that it is particularly suitable for the carbonation of carbon which is then carried out.
With the previously described process, it is the first time that at least part of the natural moisture in the garbage is converted into combustible gas, thanks to the carbon-gas reaction to the water described.