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EP0426925B1 - Procédé et installation de traitement de déchets urbains et/ou industriels - Google Patents

Procédé et installation de traitement de déchets urbains et/ou industriels Download PDF

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Publication number
EP0426925B1
EP0426925B1 EP89403348A EP89403348A EP0426925B1 EP 0426925 B1 EP0426925 B1 EP 0426925B1 EP 89403348 A EP89403348 A EP 89403348A EP 89403348 A EP89403348 A EP 89403348A EP 0426925 B1 EP0426925 B1 EP 0426925B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thermolysis
waste
gases
drying
chamber
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP89403348A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0426925A1 (fr
Inventor
Robert Gaulard
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.)
PARACHINI THERMOLYSE S.A.
Original Assignee
Cgc Entreprise SA
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 Cgc Entreprise SA filed Critical Cgc Entreprise SA
Priority to AT89403348T priority Critical patent/ATE93883T1/de
Publication of EP0426925A1 publication Critical patent/EP0426925A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0426925B1 publication Critical patent/EP0426925B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28—Other processes
    • C10B47/32—Other processes in ovens with mechanical conveying means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form

Definitions

  • Pyrolysis consists of burning a solid with a certain lack of oxygen. Oxygen is used in this reaction to heat the product and to decompose the materials in combustible gases, smoke and combustible carbonaceous residues, such as charcoal.
  • thermolysis reaction is even higher than that of pyrolysis because we are in the presence of a phenomenon of distillation of organic matter. During this reaction, the heat no longer comes from a direct flame but from radiation from a heating chamber.
  • thermolysis reaction When a thermolysis reaction is carried out on urban and / or industrial waste, we will somehow carry out a distillation of these to finally obtain carbonaceous solids recoverable and recoverable after sorting of inert, tars recoverable and recoverable in specific petrochemical plants, as well as clean combustible gases that can also be reused. So far, laboratory tests of thermolysis and some Experiments promise an interesting future for the treatment of urban and / or industrial waste, but no process or treatment facility has yet emerged, allowing certain economic industrial development.
  • the efficiency of the installation depends on the quality of the products obtained, that is to say the recoverable residual materials.
  • the treatment installation must be safe in terms of its operation, i.e. it must not be dangerous for the personnel supervising the operations or polluting the environment with regard to possible clearances. that could happen.
  • drying and decomposition are carried out by sending hot gases directly into the waste to be treated.
  • the gases obtained are collected and treated then transformed into combustible gases intended for the supply of the burners producing the drying and decomposition gases.
  • document FR 2 366 354 or DE 2 950 324 also discloses waste decomposition systems carried out in a decomposition enclosure allowing indirect heating of the waste.
  • the object of the present invention is to provide a method and an installation for treating urban and / or industrial waste in which a thermolysis reaction is used which is entirely suited to industrial requirements, namely efficiency, economy, pollution.
  • One of the aims of the present invention is to provide a method and an installation for treating urban and / or industrial waste, which allow continuous treatment of waste and which allow a lifetime. important installation mechanics, avoiding repetitive thermal shocks as much as possible.
  • Another object of the present invention is to provide a method and an installation for treating urban and / or industrial waste in which the temperature is obtained by the autothermal combustion of the residues produced during the reaction.
  • Another object of the present invention is to provide a method and an installation for treating urban and / or industrial waste in which the different stages are controlled sequentially, the control of each of these stages being carried out from the point of view of the temperatures set works, the atmosphere in which the reaction is carried out, to allow stable operation in temperature and pressure.
  • Another object of the present invention is to provide a process which allows the production of installations for treating urban and / or industrial waste, which are modular in their capacity and which can be easily adapted according to such or such uses.
  • Another object of the present invention is to provide a method and an installation for destroying urban and / or industrial waste which are advantageous in terms of the recovery of the material which can be stored and then checked before reuse.
  • Another object of the present invention is to provide a method and an installation for treating urban and / or industrial waste which are particularly advantageous from an ecological point of view and which make it possible to provide a solution to the problem of pollution of incinerators, well known to date.
  • thermolysis reaction is carried out at low temperature, of the order of 400 to 450 ° C., in a thermolysis chamber, isolated and controlled, then the gaseous products obtained from the thermolysis reaction, in closed circuits with respect to the atmosphere, in which the combustible gaseous elements are separated from the tars in the gaseous state, then the combustible gases are purified with a view to their subsequent re-use in said process.
  • the installation includes means for recovering solid materials and for recovering and treating gaseous products resulting from thermolysis.
  • FIG 1 shows schematically the various elements constituting the treatment installation of the present invention.
  • FIG. 2 shows in detail the means of recovery and treatment of the gaseous products resulting from the thermolysis carried out in the installation of FIG. 1.
  • the invention relates to a method and an installation for treating urban and / or industrial waste, which in particular allow destruction of such waste in a non-polluting and economical manner using a thermolysis reaction.
  • thermolysis consist of carbonaceous solids recoverable and recoverable after sorting inert, tars also recoverable and recoverable in specific thermal or petrochemical installations as well as clean gases reusable in the process of the invention after inspection.
  • the waste is subjected to a fully controlled thermolysis reaction, in which in particular the creation at high temperature of chlorinated compounds and stable pollutants difficult to remove, such as dioxide, is avoided, and then the products obtained by implementing different stages carried out successively and sequentially, without discharge polluting the atmosphere.
  • the waste to be treated Prior to the thermolysis reaction, according to the present invention, the waste to be treated is dehydrated in order to eliminate a large part of the moisture contained in it.
  • This prior dehydration is carried out in a closed drying enclosure and this phase is completely controlled since all the gases produced during drying are recovered, in a closed circuit with respect to the atmosphere, and these gases are subjected to a purification step.
  • said purified gases are at least partially reinjected into the installation as a drying agent.
  • it is necessary to evacuate the excess gases because for example it is necessary to enter the installation of the combustion air.
  • this discharge to the outside is carried out in a non-polluting way because the excess gases are not aggressive for the atmosphere.
  • thermolysis is advantageously carried out at a temperature below 450 ° C. to avoid the formation of dangerous pollutants such as, for example, dioxide.
  • thermolysis reaction is carried out in a thermolysis chamber, isolated and controlled, from which the gaseous products resulting from the thermolysis reaction are recovered, in closed circuits with respect to the atmosphere.
  • the recovered gaseous products, resulting from the thermolysis reaction, are then also treated in closed circuits in which the combustible gaseous elements are separated from the tars in the gaseous state, then the combustible gases are purified with a view to their subsequent use in said process, i.e. separating the droplets from the gas before storage.
  • thermolysis reaction can be carried out at atmospheric pressure.
  • thermolysis reaction under sweeping neutral gas for the reaction, in the thermolysis chamber, at a controlled pressure slightly higher than atmospheric pressure.
  • thermolysis gaseous products resulting from thermolysis are continuously removed from the thermolysis chamber and directed to the means for recovering and treating said gaseous products.
  • thermolysis chamber In the case where the reaction is carried out under neutral gas sweeping, such a gas is blown into the thermolysis chamber at a pressure slightly higher than atmospheric pressure, for example of the order of 1.6 bar, which continuously flushes out gaseous products from thermolysis.
  • thermolysis reaction In the case where the thermolysis reaction is carried out under overpressure, it is the pressure prevailing inside the thermolysis chamber which will drive the gases resulting from the thermolysis out of the enclosure as a function of a calibration pressure. predetermined.
  • thermolysis step proper the temperature in the thermolysis chamber is established, indirectly with respect to the waste to be treated, by circulation of high temperature heating gas.
  • these heating gases are recovered, in a closed circuit with respect to the atmosphere, and these gases are subjected to a purification step, in the same way as the gases produced during the preliminary drying.
  • the purified gases are at least partially reinjected into the installation as a drying agent.
  • the purified excess gases therefore non-polluting, can be evacuated outside the installation.
  • One of the advantages of the process of the present invention is to allow continuous treatment of the waste.
  • the waste is dehydrated in a drying chamber, in which it is stirred and subjected to a flow of hot air, such that a movement of the waste from the inlet to the outlet of said said is defined. drying chamber.
  • thermolysis reaction proper is carried out, as has been specified above.
  • thermolysis phase When the waste to be treated has undergone the thermolysis phase, it is then removed by gravity and sequentially solids from thermolysis for recovery.
  • FIG. 1 shows an example of an installation for treating urban and / or industrial waste, capable of carrying out a thermolysis reaction and designed particularly for the implementation of the method of the invention which has just been described.
  • thermolysis chamber controlled and isolated, waste to be treated
  • means for recovering solid materials and gaseous products. from thermolysis.
  • the drying chamber (1), the thermolysis chamber (2) and the means (3) for recovering the materials are advantageously arranged successively in series in such a way as to allow a continuous, sequential gravity movement of the waste and the contained materials, from the inlet of the installation (5) to its outlet (6) and that the 'We can keep each chamber (1, 2, 3) stable operation in temperature and / or pressure.
  • the first phase of the actual treatment therefore consists of a phase of drying or dehydration of the waste.
  • This phase is carried out in the drying chamber (1) in which the waste is stirred and subjected to a flow of hot air.
  • an advance movement (7) of the waste is generated from the inlet (5) to the outlet (8) of said drying chamber (1).
  • the drying chamber (1) consists of an enclosure (9) closed, having an inlet (5) through which the waste to be treated is introduced and an outlet (8) from which the dehydrated product will drain out.
  • a motorized drum (10) Inside the closed enclosure (9) is provided a motorized drum (10) able to contain the waste to be dried and to brew it permanently, and also able to create said advance movement (7) for the waste from the inlet (5) to the outlet (8).
  • the installation comprises means (12, 13) for creating a stream of hot air able to circulate in said drying enclosure (9).
  • a treatment box (12) which comprises a gas burner (13) and a blowing system (47) placed upstream of the burner (13), and able to direct a gas flow towards the flame of said burner.
  • the drying circuit also includes means (48) for recovering the gaseous fluid resulting from the drying of the drying chamber (9) as well as means for purifying said gaseous fluid resulting from drying.
  • the hot dry air (11) introduced into the dryer absorbs, on contact with the stirred waste, the moisture contained in it and thus leaves charged with moisture in (16).
  • This moist air (16) recovered by the means (48) then passes through a condenser exchanger (17) in order to be dehumidified and before being recycled to the means (12, 13) to create said stream of hot air, at the inlet (15) of the air treatment box (12) so that it is purified.
  • said means for creating the stream of hot air and for purifying the gaseous fluid consist essentially of the burner (13) and the blowing system (47).
  • a burner will be provided, the flame of which advantageously reaches at least 850 ° C. and a blowing system, the speeds of which will be such that the said gases will pass through the flame and will be maintained at this temperature for at least two seconds.
  • a sterilization of the gases will be obtained which will therefore be purified and the aromatic essences which they contained will be burned.
  • a valve (50), installed on the discharge of high temperature excess gases (19), before the recovery battery (18), will allow the adjustment of the volume of air entering compared to the volume of air leaving.
  • the direction of circulation of the hot air flow (11) is opposite to said advance movement (7) of the waste in the dryer.
  • the drum (10) is placed in said stream of hot air and provision is made for its rotation and its arrangement so that the hot air is introduced countercurrently into the dryer.
  • said drum (10) is arranged horizontally with its inclined axis of rotation to allow movement (7) of the waste from the inlet (5) to the outlet (8) of the dryer.
  • the drum (10) will internally have blades (49) fixed on the latter.
  • thermolysis reaction is carried out in the thermolysis chamber (2).
  • this thermolysis chamber (2) is constituted by a double jacket reactor having an internal primary enclosure (21), fixed, into which the waste is introduced, and by a secondary external heating enclosure (22), fixed, enveloping said primary enclosure (21).
  • a motorized rotor (23) equipped with paddles (24) oriented and fixed on a central axis controlled by a motor (25).
  • thermolysis chamber is horizontal; nevertheless, other arrangements could be envisaged, the rotor possibly being oblique, or even vertical. Likewise, a fixed enclosure and a rotating rotor are provided, but of course, one could imagine a reverse system in which the enclosure would turn.
  • the waste is heated up in particular by the combustion gases from a burner (28), of the mixed fuel oil - gas type for example, circulating in said secondary enclosure (22) which surrounds the primary enclosure (21).
  • This circulation of high temperature gas allows in particular the rise in temperature inside the enclosure (21) of the reactor of the order of 400 to 450 ° C.
  • the gases shown diagrammatically at (30) in the figure are reinjected into the drying circuit, as described above, thus participating in energy recovery. These gases are in particular reinjected at the inlet (15) of the box (12).
  • thermolysis chamber recovery heating gases which heat the thermolysis chamber, recovery which takes place in a closed circuit with respect to the atmosphere. Then these gases are also subjected to a purification step as it was for the drying gases.
  • drying (1) and thermolysis (2) chambers are superimposed, as shown in particular in FIG. 1, so that loading can occur by gravity.
  • an airlock (31) capable of connecting the two chambers in a sealed manner, so the waste can be introduced into the chamber thermolysis (2) continuously via said airlock (31) in order on the one hand to balance the pressures between the two enclosures and on the other hand, to authorize a neutralization of the incoming product, in particular by injection of nitrogen or pressure balance before opening the interior door of the airlock, or other.
  • thermolysis chamber there is another airlock (32) also sealingly connecting the thermolysis chamber and the means for recovering solid materials (3).
  • this second airlock (32) is similar to the first with regard to the evacuation of solids from thermolysis.
  • the waste is stirred inside the enclosure (21) of the reactor by the rotor (23-25).
  • the blades (24) define an advance movement (26) of the material contained in the chamber (2), from its inlet (8) to its outlet (27).
  • thermolysis according to the process of the present invention, the gaseous products resulting from the thermolysis reaction are recovered and treated in closed circuits (33) relative to the atmosphere as particularly illustrated in FIG. 2 .
  • the closed circuit (33) substantially constitutes said means (4) for recovering gaseous products resulting from thermolysis and are capable of separating the fuel elements from the tars in the gaseous state, by washing the combustible gases, with a view to their subsequent use. in said method.
  • these means (4) consist of a closed circuit (33) comprising at least one device for circulating said gaseous products such as a mechanical extraction device (34), a separator (35) "gaseous element fuel - tar in gaseous state ", of sprayer type, a gas purification circuit (36) in which the gas droplets are separated before its storage, as well as a circuit (37) for treating liquid effluents .
  • a closed circuit (33) comprising at least one device for circulating said gaseous products such as a mechanical extraction device (34), a separator (35) "gaseous element fuel - tar in gaseous state ", of sprayer type, a gas purification circuit (36) in which the gas droplets are separated before its storage, as well as a circuit (37) for treating liquid effluents .
  • thermolysis reactor (2) taking into account the temperature at which the reaction is carried out, there is a mixture of the combustible gaseous elements and of the tars in the gaseous state. These gases are removed under pressure or by sweeping the gas. In addition, certain powdery solid elements can also be entrained.
  • the principle of separation of combustible gases and tars leaving the reactor is carried out by the wet method using the separator (35) of the sprayer type generally known under the name of "quench at the water”.
  • the gaseous elements produced by the thermolysis reaction escape through the top (39) of the separator, the extraction device (34) making it possible to overcome the pressure drops in the circuit.
  • These gases are combustible and are then purified and stored in pressure tanks before being reused by the installation's burners.
  • This decantation is carried out in the treatment circuit (37) in which the light phase is continuously recovered by an oleophilic drum, then detached from the drum using a scraper which sends it in a small buffer capacity (40) , heated by an internal coil, in order to lower the viscosity of the organic mixture.
  • This mixture is then taken up by a gear then stored in a tar storage tank (41) before being redirected or treated.
  • the heavy aqueous phase is taken up at the bottom of the settling tank (37) by a centrifugal pump (42) then clarified on filters (43) intended to remove solid particles such as dust.
  • the decantation purge is then purified of any organic compound by passage over active carbon (44) and then discharged into the wastewater basin.
  • the washing liquid, used in the separator (35) of the sprayer type is recycled, kept at low temperature on the loop.
  • the on-line neutralization of the chlorine contained in the gas circuit is done by injection of soda (45) in the water of the "Quench".
  • the circuit is purged regularly to be sent to the settling tanks (37).
  • the solids resulting from thermolysis are removed by gravity and sequentially. This evacuation is, let us recall, carried out by means of the airlock (32) which makes it possible to maintain a controlled atmosphere inside the reactor (2).
  • thermolysis chamber (2) and the recovery means (3) are superimposed, the latter being in particular constituted by a container (46) adapted under said airlock (32).
  • a container (46) adapted under said airlock (32) it could also be possible to place them side by side with a lifting conveyor between them.
  • thermolysis solid residues from thermolysis, such as coals or inert materials, these being recovered from below the reactor (2) via the airlock (32), in particular neutralized by nitrogen injection.
  • a mobile, sealed, double-envelope container (46) is used, in which cold water is circulated in order to accelerate the cooling of the product.
  • a handling device with a magnetic drum to remove ferrous materials and a vibrating screen to isolate the inert parts of the carbon. All of this equipment will be provided in particular under a sealed hood in order to limit carbon dust and its expansion in the atmosphere.
  • urban waste is supplied in a main pit with an autonomy of several days of operation, but without however being exaggerated so as to minimize the release of odors.
  • the air volume located above the repository is maintained in depression by a mechanical ventilation assembly.
  • the waste thus prepared is then conveyed on a crusher allowing the ultimate physical transformation of the raw product before treatment. Grinding will shred household waste into sufficiently small elements to facilitate the drying technique described above.
  • a belt conveyor assembly takes up the waste thus treated from the mill outlet to store it in a hopper with a capacity such that it can continuously supply the drying chamber (1) of the present invention.
  • thermolysis reaction The means for treating the gaseous products resulting from thermolysis which have just been described will in particular be adapted as a function of the conditions under which the thermolysis reaction is carried out, namely under atmospheric pressure or under CO 2 sweeping or under overpressure particularly to allow in the different processing circuits the circulation of the different products.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Fertilizers (AREA)

Description

  • Elle trouvera notamment son application dans le domaine de l'élimination des déchets urbains et/ou industriels ainsi que dans le domaine de la valorisation de ces déchets.
  • Dans le domaine du traitement des déchets urbains et/ou industriels, différentes techniques sont connues à ce jour, allant de la plus simple qui consiste en un dépôt des ordures et des déchets dans des décharges ouvertes jusqu'aux solutions les plus sophistiquées utilisant les réactions de pyrolyse ou de thermolyse.
  • La pyrolyse consiste à faire brûler un solide avec un certain manque d'oxygène. On utilise l'oxygène dans cette réaction pour chauffer le produit et réaliser une décomposition des matières dans des gaz combustibles, de la fumée et des résidus carbonés combustibles, tels que charbon de bois.
  • La réaction de thermolyse est encore supérieure à celle de la pyrolyse car on est en présence d'un phénomène de distillation de la matière organique. Pendant cette réaction, la chaleur ne vient plus d'une flamme directe mais par rayonnement depuis une chambre de chauffage.
  • Lorsque l'on mène une réaction de thermolyse sur des déchets urbains et/ou industriels, on va en quelque sorte réaliser une distillation de ceux-ci pour obtenir finalement des solides carbonés récupérables et valorisables après tri des inertes, des goudrons récupérables et valorisables dans des installations pétrochimiques spécifiques, ainsi que des gaz propres combustibles également réutilisables. Jusqu'à présent, des essais en laboratoire de thermolyse et certaines expériences promettent un avenir intéressant pour le traitement des déchets urbains et/ou industriels mais aucun procédé ni installation de traitement n'a encore vu le jour permettant un développement industriel économique certain.
  • En effet, pour être exploitable, une telle installation de traitement de déchets urbains et/ou industriels doit être efficace, économique, rentable et non polluante pour l'environnement.
  • De l'efficacité de l'installation dépend la qualité des produits obtenus, c'est-à-dire des matières résiduelles récupérables.
  • Cette efficacité est liée également au temps de mise en oeuvre d'un traitement et par suite se répercute sur le coût de revient du traitement. En effet, comme il s'agit de traiter des déchets urbains et/ou industriels, il faut que ce traitement soit abordable pour ne pas être dissuasif.
  • Enfin, l'installation de traitement doit être sûre quant à son fonctionnement, c'est-à-dire qu'il ne faut pas qu'elle soit dangereuse pour le personnel qui surveille les opérations ni polluante pour l'environnement quant aux dégagements éventuels qui pourraient se produire.
  • Cela étant, on connaît du document FR 2.629.179, un procédé de traitement de déchets urbains par lequel :
    • on déshydrate préalablement les déchets à traiter dans une enceinte fermée de séchage, dans laquelle ils sont soumis à un flux d'air chaud,
    • on dirige les déchets ainsi déshydratés dans une enceinte fermée de décomposition dans laquelle ils sont soumis à une étape de décomposition thermique produisant au moins des produits gazeux,
    • on récupère, en circuit fermé par rapport à l'atmosphère, au moins les gaz produits lors du séchage et on les traite en vue de leur réutilisation.
  • Dans cette installation, le séchage et la décomposition s'effectuent en envoyant des gaz chauds directement dans les déchets à traiter. En sortie des enceintes de séchage et de décomposition, les gaz issus sont recueillis et traités puis transformés en gaz combustibles destinés à l'alimentation des brûleurs produisant les gaz de séchage et de décomposition.
  • Par ailleurs, on connaît également du document FR 2.366.354 ou DE 2.950.324, des systèmes de décomposition des déchets menés dans une enceinte de décomposition autorisant au chauffage indirect des déchets.
  • Le but de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de traitement des déchets urbains et/ou industriels dans lesquels on met en oeuvre une réaction de thermolyse qui soit tout à fait adaptée aux impératifs industriels à savoir efficacité, économie, pollution.
  • Un des buts de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de traitement des déchets urbains et/ou industriels, qui permettent un traitement en continu des déchets et qui autorisent une durée de vie mécanique de l'installation importante en évitant au maximum les chocs thermiques répétitifs.
  • Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de traitement des déchets urbains et/ou industriels dans lesquels la température est obtenue par la combustion autotherme des résidus produits lors de la réaction.
  • Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de traitement des déchets urbains et/ou industriels dans lesquels les différentes étapes sont contrôlées séquentiellement, la maîtrise de chacune de ces étapes étant menées au point de vue des températures mises en oeuvres, de l'ambiance dans laquelle est menée la réaction, pour autoriser un fonctionnement stable en température et pression.
  • Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé qui permette la réalisation d'installations de traitement des déchets urbains et/ou industriels, qui soient modulables dans leur capacité et qui puissent être adaptées facilement en fonction de telles ou telles utilisations.
  • Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de destruction de déchets urbains et/ou industriels qui soient intéressants au niveau de la récupération de la matière qui peut être stockée puis contrôlée avant réutilisation.
  • Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de traitement des déchets urbains et/ou industriels qui soient particulièrement intéressants sur le plan de l'écologie et qui permettent d'apporter une solution au problème de la pollution des incinérateurs, bien connu à ce jour.
  • En effet, grâce à la présente invention, on ne rejette dans l'atmosphère que des gaz ou des produits préalablement épurés, c'est-à-dire dans lesquels on élimine toute trace de pollution pour l'environnement et on évite particulièrement la création à haute température de composés chlorés et de polluants st ables, difficiles à éliminer, tels que dioxyde.
  • D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.
  • Selon la présente invention, le procédé de traitement des déchets urbains et/ou industriels, par lequel :
    • on déshydrate préalablement les déchets à traiter dans une enceinte fermée de séchage dans laquelle ils sont soumis à un flux d'air chaud,
    • on dirige les déchets ainsi déshydratés dans une enceinte fermée de décomposition dans laquelle ils sont soumis à une étape de décomposition thermique produisant au moins des produits gazeux et on soumet les gaz de réaction à une étape de purification,
    • on récupère, en circuit fermé par rapport à l'atmosphère, au moins les gaz produits lors du séchage et on les traite en vue de leur réutilisation,
      est caractérisé par le fait que
    • ladite décomposition s'effectue par thermolyse à une température de l'ordre de 400 à 450°C, dans une chambre de thermolyse isolée et contrôlée, dans laquelle on établit la température indirectement par rapport aux déchets à traiter, par circulation de gaz de chauffage haute température,
    • on récupère cesdits gaz de chauffage en circuit fermé par rapport à l'atmosphère et on soumet ces gaz à une étape de purification, constituée par un brûleur et un système de soufflage,
    • on soumet les gaz produits lors du séchage à une étape de purification, constituée par un brûleur et un système de soufflage,
    • on réinjecte au moins en partie lesdits gaz purifiés dans l'installation comme agents de séchage et on évacue les gaz excédentaires non polluants vers l'extérieur.
  • En outre, selon la présente invention, on mène la réaction de thermolyse à basse température, de l'ordre de 400 à 450°C, dans une chambre de thermolyse, isolée et contrôlée, puis on récupère et on traite les produits gazeux issus de la réaction de thermolyse, dans des circuits fermés par rapport à l'atmosphère, dans lesquels on sépare les éléments gazeux combustibles des goudrons à l'état gazeux, puis on épure les gaz combustibles en vue de leur réutilisation ultérieure dans ledit procédé.
  • L'installation permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend au moins :
    • une chambre de séchage des déchets à traiter, constituée par une première enceinte fermée,
    • des moyens pour créer une veine d'air chaud apte à circuler dans ladite enceinte de séchage,
    • des moyens pour récupérer et traiter le fluide gazeux issu du séchage de l'enceinte de séchage,
    • une deuxième enceinte fermée de décomposition des déchets déshydratés,
    • un circuit pour purifier les gaz de décomposition,
      est caractérisée par le fait
    • que la deuxième enceinte fermée se présente sous la forme d'une chambre de thermolyse, contrôlée et isolée, constituée par un réacteur double enveloppe présentant une enceinte primaire, dans laquelle sont introduits les déchets et une enceinte secondaire de chauffage, apte à élever au moins la température de l'enceinte primaire pour mener la réaction de thermolyse, par circulation de gaz de chauffage haute température,
    • et qu'elle comporte :
      • des moyens pour récupérer lesdits gaz de chauffage,
      • des moyens pour réinjecter, au moins en partie, lesdits gaz, au niveau desdits moyens pour créer la veine d'air chaud de séchage,
      • un moyen pour purifier ledit fluide gazeux issu du séchage, et lesdits gaz de chauffage récupérés, ledit moyen étant constitué par le brûleur et le système de soufflage.
  • En outre, l'installation comporte des moyens de récupération des matières solides et de récupération et de traitement des produits gazeux issus de la thermolyse.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante.
  • La figure 1 schématise les différents éléments constituant l'installation de traitement de la présente invention.
  • La figure 2 montre en détails les moyens de récupération et de traitement des produits gazeux issus de la thermolyse menée dans l'installation de la figure 1.
  • L'invention concerne un procédé et une installation de traitement des déchets urbains et/ou industriels, qui permettent notamment une destruction de tels déchets de façon non polluante et économique en utilisant une réaction de thermolyse.
  • Pour ce qui est de la pollution, il est à noter que le système mis au point permet un traitement dans des circuits fermés évitant toute communication avec l'extérieur.
  • Pour ce qui est de la rentabilité de l'installation, il est à remarquer que les produits obtenus par la mise en oeuvre de la thermolyse sont constitués par des solides carbonés récupérables et valorisables après tri des inertes, des goudrons également récupérables et valorisables dans des installations thermique ou pétrochimiques spécifiques ainsi que des gaz propres réutilisables dans le procédé de l'invention après contrôle.
  • Cette valorisation permet de réduire sensiblement les frais du traitement des déchets, et la récupération de certains gaz permet une économie sensible d'énergie.
  • Ainsi, par le procédé de la présente invention, on soumet les déchets une réaction de thermolyse totalement contrôlée, dans laquelle on évite notamment la création à haute température de composés chlorés et de polluants stables difficiles à éliminer, tels que dioxyde, puis on récupère les produits obtenus en mettant en oeuvre différentes étapes réalisées successivement et séquentiellement, sans rejet polluant pour l'atmosphère.
  • Préalablement à la réaction de thermolyse, selon la présente invention, on déshydrate les déchets à traiter afin d'éliminer une grande partie d'humidité contenue dans ceux-ci.
  • Cette déshydratation préalable est menée dans une enceinte fermée de séchage et cette phase est complètement contrôlée car on récupère tous les gaz produits lors du séchage, en circuit fermé par rapport à l'atmosphère, et on soumet ces gaz à une étape de purification.
  • Il s'agit là d'un point très important sur le plan de la pollution et sur le plan de l'économie.
  • Sur le plan de l'économie, selon le procédé de traitement de l'invention, on réinjecte au moins en partie lesdits gaz purifiés dans l'installation comme agent de séchage. Toutefois, il est nécessaire d'évacuer les gaz excédentaires, car par exemple il est nécessaire d'entrer dans l'installation de l'air comburant. Toutefois, ce rejet vers l'extérieur est effectué de façon non polluante car les gaz excédentaires ne sont pas agressifs pour l'atmosphère.
  • En outre, selon le procédé de la présente invention, la thermolyse est avantageusement menée à une température inférieure 450°C pour éviter la formation d'éléments polluants dangereux tels que par exemple la dioxyde.
  • Cette réaction de thermolyse est menée dans une chambre de thermolyse, isolée et contrôlée, de laquelle on récupère les produits gazeux issus de la réaction de thermolyse, dans des circuits fermés par rapport à l'atmosphère.
  • Les produits gazeux récupérés, issus de la réaction de thermolyse, sont ensuite traités également dans des circuits fermés dans lesquels on sépare les éléments gazeux combustibles des goudrons à l'état gazeux, puis on épure les gaz combustibles en vue de leur utilisation ultérieure dans ledit procédé, c'est-à-dire qu'on sépare les gouttelettes du gaz avant son stockage.
  • Il est à noter que la réaction de thermolyse peut être menée à la pression atmosphérique.
  • Toutefois, on a noté de très bons résultats en effectuant la réaction de thermolyse sous balayage de gaz neutre pour la réaction, dans la chambre de thermolyse, à une pression contrôlée légèrement supérieure à la pression atmosphérique.
  • On a également obtenu de bons résultats en menant la réaction de thermolyse dans une chambre de thermolyse en surpression.
  • Les produits gazeux issus de la thermolyse sont prélevés en continu de la chambre de thermolyse et dirigés vers les moyens de récupération et de traitement desdits produits gazeux.
  • Dans le cas où la réaction est menée sous balayage de gaz neutre, on insuffle dans la chambre de thermolyse un tel gaz à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, par exemple de l'ordre de 1,6 bar, ce qui chasse continuellement les produits gazeux issus de la thermolyse.
  • Dans le cas où la réaction de thermolyse est menée en surpression, c'est la pression qui règne à l'intérieur de la chambre de thermolyse qui chassera les gaz issus de la thermolyse hors de l'enceinte en fonction d'une pression de tarage prédéterminée.
  • A titre d'information, il est à noter que l'on a effectué différentes expérimentations donnant des résultats significatifs en effectuant :
    • la thermolyse entre 400 et 450°C sous balayage de gaz carbonique CO2 à une pression intérieure de 1,6 bar,
    • la thermolyse entre 400 et 450°C sous une pression absolue jusque 3 bars.
  • Pour ce qui est de l'étape de thermolyse proprement dite, on établit la température dans la chambre de thermolyse, indirectement par rapport aux déchets à traiter, par circulation de gaz de chauffage haute température.
  • Selon une caractéristique de la présente invention, on récupère ces gaz de chauffage, en circuit fermé par rapport à l'atmosphère, et on soumet ces gaz à une étape de purification, au même titre que les gaz produits lors du séchage préalable.
  • Egalement, on réinjecte au moins en partie les gaz purifiés dans l'installation comme agent de séchage.
  • Les gaz excédentaires purifiés, donc non polluants, peuvent être évacués vers l'extérieur de l'installation.
  • Un des avantages du procédé de la présente invention est de permettre un traitement en continu des déchets.
  • Pour cela, on déshydrate les déchets dans une chambre de séchage, dans laquelle ils sont brassés et soumis à un flux d'air chaud, tel que l'on définisse un mouvement d'avance des déchets de l'entrée vers la sortie de ladite chambre de séchage.
  • On introduit ensuite, gravitairement et séquentiellement, les déchets ainsi déshydratés dans ladite chambre de thermolyse, isolée et contrôlée, dans laquelle on mène la réaction de thermolyse proprement dite, tel que cela a été précisé ci-dessus.
  • Lorsque les déchets à traiter ont subi la phase de thermolyse, on évacue alors gravitairement et séquentiellement les matières solides issues de la thermolyse en vue de leur récupération.
  • A ce sujet, rappelons que les produits gazeux issus de la thermolyse sont prélevés en continu tel qu'il a été précisé ci-dessus.
  • La figure 1 montre un exemple d'installation de traitement de déchets urbains et/ou industriels, apte à mettre en oeuvre une réaction de thermolyse et conçue particulièrement pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention qui vient d'être décrit.
  • Elle comporte au moins une chambre de séchage (1), contrôlée et isolée, des déchets à traiter, une chambre de thermolyse (2) contrôlé et isolée, ainsi que des moyens (3, 4) de récupération des matières solides et des produits gazeux issus de la thermolyse.
  • En outre, pour autoriser un traitement en continu des déchets et pour permettre la mise en oeuvre des différentes étapes du procédé séquentiellement, la chambre de séchage (1), la chambre de thermolyse (2) et les moyens (3) de récupération des matières solides sont disposés avantageusement successivement en série de telle façon que l'on autorise un mouvement en continu, gravitaire séquentiel, des déchets et des matières contenues, de l'entrée de l'installation (5) vers sa sortie (6) et que l'on puisse conserver à chaque chambre (1, 2, 3) un fonctionnement stable en température et/ou en pression.
  • Grâce à cette succession de chambres, on permet une alimentation en continu de l'installation et en séparant les différentes fonctions des chambres, on évite les chocs thermiques et les problèmes d'étanchéité par un fonctionnement stable de chacune des chambres.
  • La première phase du traitement proprement dit consiste donc en une phase de séchage ou de déshydratation des déchets.
  • Cette phase est menée dans la chambre de séchage (1) dans laquelle les déchets sont brassés et soumis à un flux d'air chaud. En outre, on engendre un mouvement d'avance (7) des déchets de l'entrée (5) vers la sortie (8) de ladite chambre de séchage (1).
  • Dans un mode de réalisation de la présente invention, la chambre de séchage (1) est constituée par une enceinte (9) fermée, présentant une entrée (5) par laquelle on introduit les déchets à traiter et une sortie (8) de laquelle le produit déshydraté s'évacuera.
  • A l'intérieur de l'enceinte fermée (9) est prévu un tambour motorisé (10) apte à contenir les déchets à sécher et à les brasser en permanence, et également apte à créer ledit mouvement d'avance (7) pour les déchets de l'entrée (5) vers la sortie (8).
  • Pour obtenir la déshydratation des déchets, on les soumet à un flux d'air chaud, schématisé en (11) sur la figure. Aussi, selon l'invention, l'installation comporte des moyens (12, 13) pour créer une veine d'air chaud apte à circuler dans ladite enceinte de séchage (9).
  • Comme le montre particulièrement la figure, la préparation de cet air chaud s'effectue dans un caisson de traitement (12) qui comporte un brûleur à gaz (13) et un système de soufflage (47) placé en amont du brûleur (13), et apte à diriger un flux gazeux vers la flamme dudit brûleur.
  • Le circuit de séchage comporte également des moyens (48) pour récupérer le fluide gazeux issu du séchage de l'enceinte de séchage (9) ainsi que des moyens pour purifier ledit fluide gazeux issu du séchage.
  • Ainsi, l'air chaud sec (11) introduit dans le sécheur absorbe, au contact des déchets brassés, l'humidité contenue dans ceux-ci et sort ainsi chargé d'humidité en (16).
  • Cet air humide (16) récupéré par les moyens (48), traverse ensuite un échangeur condenseur (17) afin d'être déshumidifié et avant d'être recyclé vers les moyens (12, 13) pour créer ladite veine d'air chaud, au niveau de l'entrée (15) du caisson de traitement d'air (12) afin qu'il soit épuré.
  • En particulier, selon la présente invention, lesdits moyens pour créer la veine d'air chaud et pour purifier le fluide gazeux sont constitués substantiellement par le brûleur (13) et le système de soufflage (47).
  • On prévoira un brûleur dont la flamme atteint avantageusement au moins 850°C et un système de soufflage dont les vitesses seront telles que lesdits gaz traverseront la flamme et seront maintenus à cette température pendant au moins deux secondes. Ainsi, on obtiendra une stérilisation des gaz qui seront donc épurés et les essences aromatiques qu'ils contenaient seront brûlées.
  • Il est à noter que pour autoriser la combustion du brûleur à gaz (13), on prévoit une amenée d'air (14) provenant de l'extérieur. Aussi, étant donné que les gaz de sortie de séchoir sont recyclés vers le caisson (12), par l'intermédiaire d'une amenée des gaz (15) en amont du brûleur, il sera nécessaire d'évacuer une partie des gaz recyclés purifiés vers l'extérieur. Ces gaz excédentaires sont non polluants pour l'atmosphère.
  • A ce sujet, il est à noter que l'on prévoira avantageusement un jeu de batteries de récupération (18) installées sur l'évacuation des gaz excédentaires haute température (19) et l'amenée d'air extérieur (20) afin de permettre de réchauffer cet air avant aspiration par le brûleur (13). Ceci permettra en outre une récupération d'énergie appréciable.
  • Un clapet (50), installé sur l'évacuation des gaz excédentaires haute température (19), avant la batterie de récupération (18), permettra le réglage du volume d'air en entrée par rapport au volume d'air en sortie.
  • En outre, pour favoriser le séchage, selon la présente invention, le sens de circulation du flux d'air chaud (11) est contraire audit mouvement d'avance (7) des déchets dans le sécheur. Pour ce, on place le tambour (10) dans ladite veine d'air chaud et l'on prévoit sa rotation et sa disposition afin que l'air chaud soit introduit à contrecourant dans le sécheur.
  • Plus précisément, ledit tambour (10) est disposé horizontalement avec son axe de rotation incliné pour permettre un déplacement (7) des déchets de l'entrée (5) vers la sortie (8) du sécheur. En outre, pour favoriser ce mouvement, le tambour (10) comportera intérieurement des pales (49) fixées sur ce dernier.
  • Cela étant, à la suite de cette phase de séchage, selon la présente invetnion, on mène la réaction de thermolyse proprement dite dans la chambre de thermolyse (2).
  • Selon le mode de réalisation illustré, cette chambre de thermolyse (2) est constituée par un réacteur double enveloppe présentant une enceinte primaire (21) intérieure, fixe, dans laquelle sont introduits les déchets, et par une enceinte secondaire de chauffage (22) extérieure, fixe, enveloppant ladite enceinte primaire (21).
  • A l'intérieur du réacteur (2) est prévu un rotor (23) motorisé équipé de palettes (24) orientées et fixées sur un axe central commandé par un moteur (25).
  • La disposition des palettes ainsi que la rotation de celles-ci engendrent un déplacement des déchets ou des matières solides, schématisé par la flèche (26) de l'entrée (8) de la chambre de thermolyse (2) vers sa sortie (27).
  • Dans le mode de réalisation proposé, la chambre de thermolyse est horizontale ; néanmoins, d'autres dispositions pourraient être envisagées, le rotor pouvant être en oblique, voire même vertical. De même, on a prévu une enceinte fixe et un rotor tournant mais bien entendu, on pourrait imaginer un système inverse dans lequel ce serait l'enceinte qui tournerait.
  • La mise en température des déchets est notamment assurée par les gaz de combustion d'un brûleur (28), de type mixte fioul - gaz par exemple, circulant dans ladite enceinte secondaire (22) qui entoure l'enceinte primaire (21).
  • Cette circulation de gaz haute température autorise notamment l'élévation de température à l'intérieur de l'enceinte (21) du réacteur de l'ordre de 400 à 450°C.
  • A la sortie (29) de l'enceinte secondaire (22), les gaz schématisés en (30) sur la figure sont réinjectés dans le circuit de séchage, tel que décrit ci-dessus, participant ainsi à la récupération d'énergie. Ces gaz sont notamment réinjectés à l'entrée (15) du caisson (12).
  • Aussi, une telle disposition permet la récupération des gaz de chauffage mettant en température la chambre de thermolyse, récupération qui s'effectue en circuit fermé par rapport à l'atmosphère. Ensuite ces gaz sont également soumis à une étape de purification comme cela l'était pour les gaz de séchage.
  • Une partie de ces gaz purifiés est réinjectée dans l'installation, comme agent de séchage, et on évacue les gaz excédentaires non polluants vers l'extérieur.
  • En outre, selon l'invention, les chambres de séchage (1) et de thermolyse (2) sont superposées, comme le montre notamment la figure 1, de façon à ce que le chargement puisse se produire gravitairement. Néanmoins, on pourrait envisager de placer les chambres (1) et (2) côte à côte et effectuer le chargement au moyen de convoyeurs élévateurs.
  • Entre la sortie de la chambre de séchage (1) et l'entrée de la chambre de thermolyse (2), on dispose un sas (31) apte à relier les deux chambres de façon étanche, ainsi on pourra introduire les déchets dans la chambre de thermolyse (2) en continu par l'intermédiaire dudit sas (31) afin d'une part d'équilibrer les pressions entre les deux enceintes et d'autre part, d'autoriser une neutralisation du produit entrant, notamment par injection d'azote ou mise en équilibre de pression préalable avant ouverture de la porte intérieure du sas, ou autre.
  • De même, au niveau de la sortie (27) de la chambre de thermolyse, on dispose un autre sas (32) reliant également de façon étanche la chambre de thermolyse et les moyens de récupération des matières solides (3).
  • Le but de ce second sas (32) est similaire au premier pour ce qui concerne l'évacuation des matières solides issues de la thermolyse.
  • Cela étant, pendant la phase de thermolyse, les déchets sont brassés à l'intérieur de l'enceinte (21) du réacteur par le rotor (23-25). On définit en outre, grâce aux pales (24), un mouvement d'avance (26) de la matière contenue dans la chambre (2), de son entrée (8) vers sa sortie (27).
  • Tout au long de la thermolyse, selon le procédé de la présente invention, on récupère et on traite les produits gazeux issus de la réaction de thermolyse dans des circuits fermés (33) par rapport à l'atmosphère tels que notamment illustrés à la figure 2.
  • Le circuit fermé (33) constitue substantiellement lesdits moyens (4) de récupération des produits gazeux issus de la thermolyse et sont aptes à séparer les éléments combustibles des goudrons à l'état gazeux, par lavage des gaz combustibles, en vue de leur utilisation ultérieure dans ledit procédé.
  • Plus précisément, ces moyens (4) sont constitués par un circuit fermé (33) comprenant au moins un dispositif de mise en circulation desdits produits gazeux tel qu'un dispositif d'extraction mécanique (34), un séparateur (35) "élément gazeux combustible - goudron à l'état gazeux", de type pulvérisateur, un circuit (36) d'épuration des gaz, dans lequel on sépare les gouttelettes du gaz avant son stockage, ainsi qu'un circuit (37) de traitement des effluents liquides.
  • En sortie du réacteur de thermolyse (2), compte tenu de la température à laquelle est menée la réaction, il se produit un mélange des éléments gazeux combustibles et des goudrons à l'état gazeux. Ces gaz sont évacués sous pression ou par balayage du gaz. En outre, certains éléments solides pulvérulents peuvent être aussi entraînés.
  • Tel que le montre la figure 2, le principe de séparation des gaz combustibles et des goudrons en sortie de réacteur s'effectue par voie humide à l'aide du séparateur (35) de type pulvérisateur généralement connu sous l'appellation de "quench à l'eau".
  • Dans ce séparateur, sous l'effet de la pulvérisation à basse température et à contre-courant, on sépare la partie gazeuse et on condense les goudrons dans la partie basse (38) du séparateur.
  • Par contre, les éléments gazeux, produits par la réaction de thermolyse, s'échappent par le haut (39) du séparateur, le dispositif d'extraction (34) permettant de vaincre les pertes de charge du circuit. Ces gaz sont combustibles et sont ensuite épurés et stockés dans des réservoirs sous pression avant d'être réutilisés par les brûleurs de l'installation.
  • En ce qui concerne le traitement des effluents liquides, condensés à la partie inférieure (38) du séparateur (35), il se présente sous deux composants, à savoir une phase aqueuse et des goudrons proprement dits.
  • Pour séparer ces deux éléments, on opère par décantation étant donné leur densité très différente, par exemple respectivement 0,99 et 0,77.
  • Cette décantation est menée dans le circuit de traitement (37) dans lequel la phase légère est récupérée en continu par un tambour oléophile, puis détachée du tambour à l'aide d'un racleur qui l'envoie dans une petite capacité tampon (40), chauffée par un serpentin interne, afin d'abaisser la viscosité du mélange organique.
  • Ce mélange est ensuite repris par une pompe à engrenage puis stocké dans un bac de stockage des goudrons (41) avant d'être réexpédié ou traité.
  • La phase aqueuse lourde est reprise en fond de bassin de décantation (37) par une pompe centrifuge (42) puis clarifiée sur des filtres (43) destinés à éliminer les particules solides telles que poussières. La purge de décantation est ensuite purifiée de tout composé organique par passage sur charbon actif (44) puis rejetée dans le bassin d'eaux résiduaires.
  • En outre, pendant le traitement des effluents liquides, le liquide de lavage, utilisé dans le séparateur (35) de type pulvérisateur, est recyclé, maintenu à basse température sur la boucle. La neutralisation en ligne du chlore contenu dans le circuit des gaz se fait par injection de soude (45) dans l'eau du "Quench". Le circuit est purgé régulièrement pour être envoyé vers les bassins de décantation (37).
  • Si les produits gazeux issus de la thermolyse sont prélevés en continu au coeur du réacteur, selon la présente invention, on évacue gravitairement et séquentiellement les matières solides issues de la thermolyse. Cette évacuation est, rappelons-le, effectuée par l'intermédiaire du sas (32) qui permet de maintenir une ambiance contrôlée à l'intérieur du réacteur (2).
  • Comme le montre notamment la figure 1, dans le cas de l'installation décrite, la chambre de thermolyse (2) et les moyens de récupération (3) sont superposés, ces derniers étant notamment constitués par un conteneur (46) adapté sous ledit sas (32). Néanmoins, il pourrait également être envisageable de les déposer côte à côte avec un convoyeur élévateur entre eux.
  • Dans ce conteneur (46) sera menée une phase de refroidissement des résidus solides issus de la thermolyse, tels que charbons ou inertes, ceux-ci étant récupérés par le dessous du réacteur (2) via le sas (32), notamment neutralisé par injection d'azote.
  • On utilise avantageusement un conteneur (46) mobile, étanche, à double enveloppe, dans laquelle de l'eau froide est mise en circulation afin d'accélérer le refroidissement du produit.
  • Dès que la température à l'intérieur du conteneur (46) atteint environ 50°C, celui-ci peut alors être ouvert sans risque d'explosion pour récupérer les produits qu'il contient.
  • On disposera avantageusement d'un dispositif de manutention avec tambour magnétique pour éliminer les matériaux ferreux et un crible à tamis vibrant pour isoler les parties inertes des carbones. L'ensemble de ces équipements sera notamment prévu sous capot étanche afin de limiter les poussières de carbone et leur expansion dans l'atmosphère.
  • Par ailleurs, pour ce qui est de l'approvisionnement de l'installation de la présente invention, au niveau de l'entrée (5) des déchets, celui-ci s'effectuera par des moyens traditionnels et connus dans le domaine du traitement des déchets urbains et/ou industriels.
  • Par exemple, les déchets urbains sont approvisionnés dans une fosse principale ayant une autonomie de plusieurs jours de fonctionnement, mais sans toutefois être exagérée de façon à minimiser les dégagements d'odeurs.
  • En outre, le volume aérien situé au-dessus du stockage est maintenu en dépression par un ensemble de ventilation mécanique.
  • On prévoira également un pont roulant équipé d'un grappin pour réaliser le transfert des déchets de la fosse principale vers une trémie depuis laquelle un ensemble de tapis roulants distribuera les déchets vers un ensemble de broyage.
  • Sur cette chaîne de transport, on prévoit par exemple d'une part un tri permettant d'évacuer les objets encombrants et d'autre part un ensemble de déchirage des sacs plastiques, notamment par peigne métallique, situé dans un tunnel assurant un premier éclatement de l'ensemble du produit brut.
  • Les déchets ainsi préparés sont acheminés alors sur un broyeur permettant l'ultime transformation physique du produit brut avant traitement. Le broyage permettra de déchiqueter les ordures ménagères en éléments suffisamment petits de façon à faciliter la technique de séchage décrite précédemment.
  • Enfin, un ensemble de convoyeur à bande reprend depuis la sortie du broyeur les déchets ainsi traités pour les stocker dans une trémie d'une capacité telle qu'elle puisse alimenter en continu la chambre de séchage (1) de la présente invention.
  • Les moyens de traitement des produits gazeux issus de la thermolyse qui viennent d'être décrits seront notamment adaptés en fonction des conditions dans lesquelles est menée la réaction de thermolyse, à savoir sous pression atmosphérique ou sous balayage de CO2 ou en surpression particulièrement pour autoriser dans les différents circuits de traitement la circulation des différents produits.

Claims (16)

  1. Procédé de traitement des déchets urbains et/ou industriels, par lequel :
    - on déshydrate préalablement les déchets à traiter dans une enceinte fermée de séchage (1, 9) dans laquelle ils sont soumis à un flux d'air chaud,
    - on dirige les déchets ainsi déshydratés dans une enceinte fermée (2, 21, 22) de décomposition dans laquelle ils sont soumis à une étape de décomposition thermique produisant au moins des produits gazeux (4) et on soumet les gaz de réaction à une étape de purification,
    - on récupère, en circuit fermé par rapport à l'atmosphère, au moins les gaz (16) produits lors du séchage et on les traite en vue de leur réutilisation,
    caractérisé par le fait que
    - ladite décomposition s'effectue par thermolyse à une température de l'ordre de 400 à 450°C, dans une chambre de thermolyse (21, 22) isolée et contrôlée, dans laquelle on établit la température indirectement par rapport aux déchets à traiter, par circulation de gaz de chauffage haute température,
    - on récupère cesdits gaz de chauffage (30) en circuit fermé par rapport à l'atmosphère, et on soumet ces gaz (30) à une étape de purification (12), constituée par un brûleur (13) et un système de soufflage (47),
    - on soumet les gaz (16) produits lors du séchage à une étape de purification (17, 12), constituée par un brûleur (13) et un système de soufflage (47),
    - on réinjecte au moins en partie lesdits gaz purifiés (11) dans l'installation comme agents de séchage et on évacue les gaz excédentaires non polluants vers l'extérieur.
  2. Procédé de traitement, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on traite les produits gazeux issus de la réaction de thermolyse, dans des circuits fermés (4, 33) par rapport à l'atmosphère, dans lesquels on sépare les éléments gazeux combustibles des goudrons à l'état gazeux, puis on épure les gaz combustibles en vue de leur utilisation ultérieure dans ledit procédé.
  3. Procédé de traitement, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pendant l'étape de séchage, les déchets à traiter sont brassés, tel que l'on définisse un mouvement d'avance (7) des déchets de l'entrée (5) vers la sortie (8) de ladite enceinte de séchage (1).
  4. Procédé de traitement, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que :
    - on introduit gravitairement et séquentiellement les déchets ainsi déshydratés dans la chambre de thermolyse (2),
    - on évacue gravitairement et séquentiellement les matières solides issues de la thermolyse et on prélève en continu les produits gazeux issus de la thermolyse.
  5. Procédé de traitement, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que, pendant la réaction de thermolyse, les déchets sont brassés tel que l'on définisse un mouvement d'avance (26) de la matière contenue dans la chambre de thermolyse (2) de l'entrée (8) vers la sortie (27) de ladite chambre.
  6. Procédé de traitement, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la réaction de thermolyse est menée sous balayage de gaz neutre pour la réaction, à une pression contrôlée légèrement supérieure à la pression atmosphérique.
  7. Procédé de traitement, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la réaction de thermolyse est menée en surpression.
  8. Installation de traitement des déchets urbains et/ou industriels, apte à mettre en oeuvre une réaction de thermolyse, conçue pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant au moins :
    - une chambre de séchage (1) des déchets à traiter, constituée par une première enceinte fermée (9),
    - des moyens (12, 13, 47) pour créer une veine d'air chaud apte à circuler dans ladite enceinte de séchage (9),
    - des moyens (48) pour récupérer et traiter le fluide (16) gazeux issu du séchage de l'enceinte de séchage (9),
    - une deuxième enceinte fermée (2) de décomposition des déchets déshydratés,
    - un circuit pour purifier les gaz de décomposition,
    caractérisée par le fait :
    - que la deuxième enceinte fermée se présente sous la forme d'une chambre de thermolyse (2), contrôlée et isolée, constituée par un réacteur double enveloppe présentant une enceinte primaire (21), dans laquelle sont introduits les déchets, et une enceinte secondaire de chauffage (22), apte à élever au moins la température de l'enceinte primaire (21) pour mener la réaction de thermolyse, par circulation de gaz de chauffage haute température,
    - et qu'elle comporte :
    - des moyens pour récupérer lesdits gaz de chauffage (30),
    - des moyens pour réinjecter, au moins en partie, lesdits gaz (16, 30), au niveau desdits moyens (12, 13, 47) pour créer la veine d'air chaud de séchage,
    - un moyen (12) pour purifier ledit fluide (16) gazeux issu du séchage, et lesdits gaz (30) de chauffage récupérés, ledit moyen étant constitué par le brûleur (13) et le système de soufflage (47).
  9. Installation de traitement, selon la revendication 8, caractérisée par le fait que la chambre de séchage (1) comporte à l'intérieur de l'enceinte (9) un tambour motorisé (10), apte à contenir les déchets à sécher et à les brasser en permanence, et à créer un mouvement d'avance (7) pour les déchets de l'entrée (5) vers la sortie (8), ledit tambour (10) étant disposé dans ladite veine d'air chaud.
  10. Installation de traitement, selon la revendication 9, caractérisée par le fait que ledit tambour (10) comporte intérieurement des pales (49) fixées sur ce dernier, et est disposé horizontalement avec son axe de rotation incliné pour autoriser un déplacement (7) des déchets de l'entrée (5) vers la sortie (8).
  11. Installation de traitement, selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (3, 4) de récupération des matières solides et de récupération et de traitement des produits gazeux issus de la thermolyse.
  12. Installation de traitement selon la revendication 11, caractérisée par le fait que les chambre de séchage (1), chambre de thermolyse (2) et moyens de récupération (3) sont superposés et disposés successivement en série telle que l'on autorise un mouvement en continu gravitaire séquentiel, des déchets et des matières contenues de l'entrée (5) de l'installation vers sa sortie (6) et que l'on puisse conserver à chaque chambre (1, 2, 3) un fonctionnement stable en température et/ou pression.
  13. Installation de traitement, selon la revendication 11, caractérisée par le fait que la chambre de thermolyse comporte un rotor motorisé (23) équipé de palettes (24) orientées, prévues à l'intérieur de ladite enceinte primaire (21) afin d'autoriser un déplacement des déchets et/ou de la matière solide de l'entrée (8) vers la sortie (27) du réacteur.
  14. Installation de traitement, selon la revendication 11, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre au moins deux sas (31, 32), l'un (31) reliant la chambre de séchage (1) et la chambre de thermolyse (2), l'autre (32) reliant la chambre de thermolyse (2) et les moyens de récupération des matières solides (3) afin, d'une part, d'équilibrer les pressions et, d'autre part, d'autoriser une neutralisation du produit entrant et sortant.
  15. Installation de traitement, selon la revendication 11, caractérisée par le fait que les moyens (4) de récupération des produits gazeux issus de la thermolyse sont constitués par un circuit fermé (33) comprenant des moyens de circulation (34) desdits produits gazeux, un séparateur (35) "éléments gazeux combustibles - goudrons à l'état gazeux" de type pulvérisateur, un circuit (36) d'épuration des gaz, un circuit (37) de traitement des effluents liquides.
  16. Installation de traitement, selon la revendication 8, caractérisée par le fait que lesdits moyens (12, 13, 47) pour créer une veine d'air chaud dans ladite enceinte de séchage et lesdits moyens (12, 13) pour purifier le fluide gazeux issu du séchage sont constitués substantiellement par un brûleur (13) dont la flamme atteint au moins 850°C et un système de soufflage (47), placé en amont du brûleur, apte à diriger un flux gazeux vers la flamme, dont la vitesse est telle que lesdits gaz traversent la flamme pendant au moins deux secondes.
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