FR3044014A1

FR3044014A1 - THERMOLYSIS DEVICE AND METHOD

Info

Publication number: FR3044014A1
Application number: FR1561208A
Authority: FR
Inventors: De Grado Alain Fernandez; Philippe Haffner
Original assignee: Haffner Energy SA
Current assignee: Haffner Energy SA
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2017-05-26
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: FR3044014B1; WO2017085434A1

Abstract

Dispositif (1) pour la thermolyse, pyrolyse et/ou la gazéification d'une matière organique, comprenant une enceinte (2), comprenant une sortie (32) de fluide A, une entrée (31) de fluide A, une entrée (41) de matière organique à traiter et une sortie de matière organique traitée (42), caractérisé en ce que des particules solides indépendantes (5) formant un média de transfert mobile sont placées dans l'enceinte (2), et en ce qu'une entrée de média de transfert (51) est placée à une extrémité de l'enceinte (2) et en ce qu'une sortie de média de transfert (52) est placée à l'autre extrémité de l'enceinte (2) et en ce qu'un moyen de transfert (8) du média de transfert est intercalé entre la sortie de média de transfert (52) et l'entrée de média de transfert (51) assurant la circulation en boucle du média de transfert (5).Device (1) for thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material, comprising an enclosure (2), comprising an outlet (32) of fluid A, an inlet (31) of fluid A, an inlet (41) ) of organic material to be treated and a treated organic material outlet (42), characterized in that independent solid particles (5) forming a movable transfer medium are placed in the enclosure (2), and in that a transfer media inlet (51) is placed at one end of the enclosure (2) and in that a transfer media outlet (52) is placed at the other end of the enclosure (2) and a means (8) for transferring the transfer medium is interposed between the transfer media output (52) and the transfer media input (51) for looping the transfer medium (5).

Description

Domaine de l'inventionField of the invention

La présente invention concerne le domaine de la production de gaz par thermolyse de matière organique utilisée sous une forme solide ou liquide, cette matière pouvant être constituée de biomasse d'origine majoritairement végétale ou animale ou fossile comme, par exemple, des plastiques ou d'autres produits composés d'hydrocarbures. L'invention concerne notamment un procédé de production de gaz et l'installation de production de gaz à partir de matière organique utilisant ledit procédé.The present invention relates to the field of gas production by thermolysis of organic material used in a solid or liquid form, this material may consist of biomass of predominantly plant or animal or fossil origin such as, for example, plastics or plastics. other products composed of hydrocarbons. The invention particularly relates to a gas production process and the gas production plant from organic material using said process.

Etat de la techniqueState of the art

La gazéification de la matière organique est l'une des voies possibles pour sa valorisation énergétique, les autres voies étant la combustion et la méthanisation.The gasification of organic matter is one of the possible routes for its energy recovery, the other routes being combustion and methanation.

La matière organique est toujours constituée majoritairement de molécules composées de Carbone C, d'Hydrogène H et d'Oxygène 0, éventuellement combinée à de l'eau H20. Si cette matière organique est soumise à une température de plus de 150°C en absence d'oxygène, elle subit alors une transformation dite de pyrolyse qui casse les molécules carbonées par rupture des liaisons covalentes. Les produits obtenus lors de cette pyrolyse sont des solides (cendres minérales plus carbone résiduel appelé Char), des vapeurs qui se condensent à température et pression ambiante (goudrons, huiles) et des gaz de synthèse, dit syngaz, qui restent à l'état gazeux à température et pression ambiante (Monoxyde de carbone, Dihydrogène et des éléments gazeux peu valorisables économiquement, comme le Dioxyde de carbone).The organic matter is always constituted mainly of molecules composed of Carbon C, Hydrogen H and Oxygen 0, possibly combined with water H20. If this organic material is subjected to a temperature of more than 150 ° C in the absence of oxygen, it undergoes a so-called pyrolysis transformation which breaks the carbon molecules by breaking covalent bonds. The products obtained during this pyrolysis are solids (mineral ash plus residual carbon called Char), vapors that condense at room temperature and pressure (tars, oils) and syngas, which remain in the state. gaseous at ambient temperature and pressure (carbon monoxide, dihydrogen and gaseous elements that are economically undervaluable, such as carbon dioxide).

Le char produit par la pyrolyse subit aussi une gazéification par association de carbone avec de l'oxygène et de l'hydrogène qui produit du Monoxyde de carbone, du Dihydrogène et du Méthane dans des conditions idéales. Cette réaction est endothermique et exige un apport de chaleur spécifique. Traditionnellement, cet apport est assuré par une réaction de combustion à l'air réalisée dans le procédé.The pyrolysis tank is also gasified by the combination of carbon with oxygen and hydrogen, which produces carbon monoxide, hydrogen and methane under ideal conditions. This reaction is endothermic and requires a specific heat input. Traditionally, this contribution is ensured by an air combustion reaction carried out in the process.

Idéalement les produits du procédé devraient être uniquement du Monoxyde de carbone, du Dihydrogène et du Méthane. Dans la réalité, en fonction de l'origine de la matière première, de sa pureté et des conditions de réaction (pression, température, vitesse, . . . ) , des éléments obtenus par recombinaison chimique avec certains éléments, et notamment le chlore, le soufre, l'azote, etc. apparaissent et sont des éléments indésirables pour leurs effets de corrosion, abrasion et encrassement des équipements. De plus, d'autres éléments comme les dioxines et les furanes peuvent être produits durant les réactions, représentant un risque élevé pour la santé des populations environnantes.Ideally the products of the process should be carbon monoxide, dihydrogen and methane only. In reality, depending on the origin of the raw material, its purity and the reaction conditions (pressure, temperature, speed, etc.), elements obtained by chemical recombination with certain elements, and especially chlorine, sulfur, nitrogen, etc. appear and are undesirable elements for their effects of corrosion, abrasion and fouling of equipment. In addition, other elements such as dioxins and furans can be produced during the reactions, posing a high risk to the health of surrounding populations.

Selon l'état de l'art actuel des procédés de gazéification de matière organique, la production de Syngaz fait appel à principalement trois technologies:According to the current state of the art of gasification processes of organic matter, the production of Syngaz uses mainly three technologies:

Dans un procédé de type co-courant ou contre-courant à pyrolyse dite lente, la matière première est introduite dans une enceinte dans laquelle elle subit les étapes de pyrolyse et de gazéification au cours de son déplacement. De l'air ou de l'oxygène est introduit localement dans l'enceinte afin de permettre une combustion partielle du char et de générer l'énergie nécessaire à la gazéification endothermique, notamment du fait de la présence concomitante d'eau. Les gaz produits sont extraits soit du côté de l'entrée de la matière première (logique de contre-courant) soit du côté de la sortie des cendres (logique de co-courant). - Dans un procédé de type lit fluidisé à pyrolyse dite rapide, la matière première est préalablement broyée et calibrée puis introduite dans un réacteur où s'agite une masse de particules à plus de 500°C, par exemple du sable ou de l'divine ou de la dolomite. La matière première attaquée par un front de gazéification rapide subit alors en quelques fractions de secondes les étapes de pyrolyse et gazéification. Les gaz produits sont collectés en une seule sortie principale placée en position haute. L'étape suivante effectue, dans la majorité des cas, une séparation centrifuge des gaz produits d'avec le sable. Celui-ci est alors recirculé vers le réacteur afin d'être réutilisé, entraînant avec lui la plupart des particules de char non gazéifiées.In a so-called co-current or counter-current process with a so-called slow pyrolysis, the raw material is introduced into an enclosure in which it undergoes the pyrolysis and gasification steps during its displacement. Air or oxygen is introduced locally into the chamber to allow partial combustion of the tank and generate the energy required for endothermic gasification, especially due to the concomitant presence of water. The gases produced are extracted either from the input side of the raw material (countercurrent logic) or from the ash outlet side (co-current logic). - In a so-called pyrolysis fluidized bed so-called rapid process, the raw material is previously milled and calibrated and then introduced into a reactor where a mass of particles agitates at more than 500 ° C, for example sand or the divine or dolomite. The raw material attacked by a fast gasification front then undergoes in a few fractions of seconds the pyrolysis and gasification steps. The gases produced are collected in a single main outlet placed in the upper position. The next step is, in the majority of cases, a centrifugal separation of the gases produced from the sand. It is then recirculated to the reactor for reuse, bringing with it most non-gasified tank particles.

Dans un procédé de type tambour tournant, la matière première est introduite dans un tambour rotatif dont l'enceinte est chauffée sur l'enveloppe extérieure. Les gaz produits sont évacués à l'autre extrémité. La progression de la matière est assurée par le mouvement de rotation libre dans le tambour. Les gaz produits sont collectés en une seule sortie principale.In a rotary drum type process, the raw material is introduced into a rotating drum whose chamber is heated on the outer casing. The gases produced are evacuated at the other end. The progression of the material is ensured by the free rotation movement in the drum. The gases produced are collected in a single main outlet.

Ces solutions traditionnelles présentent notamment les défauts suivants:These traditional solutions include the following defects:

Les syngaz produits par ces différents procédés sont réputés être peu énergétiques avec un pouvoir calorifique inférieur (PCI) souvent inférieur à 5MJ/Nm3. - Les réactions de pyrolyse et gazéification qui ont lieu dans une même enceinte ne permettent pas de maîtriser précisément les températures et les compositions chimiques des réactifs en présence dans les différentes zones du réacteur. La composition du gaz final s'en ressent défavorablement, notamment par la présence éventuelle de goudrons, d'oxydes d'azote, de dioxines, ... . - Dans le cas de la pyrolyse rapide par fluidisation qui procède instantanément aux deux opérations de pyrolyse et gazéification, le gaz produit est de bien meilleure qualité. Toutefois, l'installation est complexe, coûteuse, énergivore, car il faut assurer la fluidisation d'éléments sableux lourds et la circulation du sable est sujette aux bouchages ce qui réduit le taux de disponibilité de l'équipement. De surcroît, il n'est pas possible d'exploiter l'enthalpie des gaz produits, dont la température est généralement supérieure à 800°C, afin d'alimenter le procédé en amont, et cette enthalpie est donc perdue pour le procédé, impliquant une perte de rendement qui peut dépasser 20%. D'autre part, l'évacuation des cendres de la gazéification est complexe car certaines matières premières présentent une température de fusion des cendres assez basse (850°C par exemple pour de la rafle de maïs) ce qui implique que, si la ressource en matière première change de nature, les cendres sont alors parfois solides, parfois visqueuses, parfois liquides. La solution actuelle est de restreindre très fortement l'exploitation de matières premières à cendres à température de fusion en deçà de la température intérieure des parois du réacteur de gazéification, ce qui limite les opportunités de fourniture de certaines matières premières compétitives et dotées d'un pouvoir calorifique élevé. Cela concerne par exemple la plupart des déchets agricoles tels que les rafles de maïs.The syngas produced by these different processes are known to be low energy with a lower heating value (ICP) often less than 5MJ / Nm3. The pyrolysis and gasification reactions which take place in the same chamber do not make it possible to precisely control the temperatures and the chemical compositions of the reactants present in the various zones of the reactor. The composition of the final gas suffers unfavorably, in particular by the possible presence of tars, nitrogen oxides, dioxins, .... - In the case of the fast pyrolysis by fluidization which proceeds instantly to the two operations of pyrolysis and gasification, the gas produced is of much better quality. However, the installation is complex, expensive, energy intensive, because it must ensure the fluidization of heavy sandy elements and the flow of sand is prone to blockages which reduces the rate of availability of equipment. In addition, it is not possible to exploit the enthalpy of the gases produced, whose temperature is generally higher than 800 ° C, to feed the upstream process, and this enthalpy is lost for the process, involving a yield loss that can exceed 20%. On the other hand, the evacuation of ash from gasification is complex because some raw materials have a low ash melting temperature (850 ° C for example for corn stover) which implies that, if the resource in raw material changes in nature, the ashes are then sometimes solid, sometimes viscous, sometimes liquid. The current solution is to severely restrict the exploitation of ash raw materials with melting temperature below the internal temperature of the walls of the gasification reactor, which limits the opportunities of supply of certain competitive raw materials and endowed with high calorific value. This concerns for example most agricultural waste such as corn cobs.

La nécessité d'éliminer les goudrons pour une exploitation du syngaz dans un moteur, par exemple, impose de chauffer le syngaz à une température proche ou supérieure à 1000°C, et les procédés conventionnels ne permettent pas la récupération de l'énergie thermique transmise au syngaz pour le procédé de gazéification. Cette récupération n'est généralement possible et effective que pour l'alimentation d'un procédé alternatif du type cycle de Rankine alimentant une turbine à vapeur. L'utilisation d'air prélevé à l’atmosphère afin d’assurer l’apport de comburant lors d’une étape de combustion intégrée dans un procédé conventionnel cause la production de syngaz pauvre (le plus souvent moins de 5 MJ/Nm3) avec un taux d'azote dépassant 40%.The need to eliminate tars for operation of the syngas in an engine, for example, requires heating the syngas at a temperature near or above 1000 ° C, and conventional methods do not allow the recovery of the thermal energy transmitted. syngas for the gasification process. This recovery is generally possible and effective only for feeding an alternative process of the Rankine cycle type feeding a steam turbine. The use of air taken from the atmosphere to ensure the supply of oxidant during an integrated combustion step in a conventional process causes the production of poor syngas (most often less than 5 MJ / Nm3) with a nitrogen level exceeding 40%.

Description de l'inventionDescription of the invention

La présente invention a pour but de pallier les inconvénients de l’état de la technique en proposant un procédé économique capable de produire du Syngaz de bien meilleure qualité que celle obtenue avec une pyrolyse selon l’art antérieur. De plus, ce procédé permet d’améliorer le rendement énergétique global ainsi que la durée de vie des équipements.The present invention aims to overcome the disadvantages of the state of the art by proposing an economical process capable of producing Syngaz of much better quality than that obtained with a pyrolysis according to the prior art. Moreover, this process makes it possible to improve the overall energy efficiency as well as the service life of the equipment.

Ainsi, la présente invention concerne un dispositif pour la thermolyse, la pyrolyse et/ou la gazéification d'une matière organique, comprenant une enceinte, comprenant une sortie de fluide A, une entrée de fluide A, une entrée de matière organique à traiter et une sortie de matière organique traitée, remarquable en ce que des particules solides indépendantes formant un média de transfert mobile sont placées dans l’enceinte, et en ce qu'une entrée de média de transfert est placée à une extrémité de l’enceinte et en ce qu'une sortie de média de transfert est placée à l’autre extrémité de l’enceinte et en ce qu'un moyen de transfert du média de transfert est intercalé entre la sortie de média de transfert et l’entrée de média de transfert assurant la circulation en boucle du média de transfert.Thus, the present invention relates to a device for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material, comprising an enclosure, comprising a fluid outlet A, a fluid inlet A, an organic material inlet to be treated and a treated organic material outlet, characterized in that independent solid particles forming a mobile transfer medium are placed in the enclosure, and in that a transfer media inlet is placed at one end of the enclosure and in a transfer media output is placed at the other end of the enclosure and a means for transferring the transfer media is interposed between the transfer media output and the transfer media input. ensuring the loop circulation of the transfer media.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ladite enceinte est étanche. Ceci entend notamment signifier qu'elle ne comprend aucune ouverture vers l'extérieur autre que celles mentionnées spécifiquement.According to a preferred embodiment of the invention, said enclosure is sealed. This means in particular that it does not include any opening to the outside other than those mentioned specifically.

Dans le cadre de la présente invention, le moyen de transfert du média peut être intercalé à l'intérieur de l'enceinte entre la sortie de média et l’entrée de média. Dans ce cas la sortie de média est également reliée à l'entrée de média via l'extérieur de l'enceinte afin de permettre une circulation en boucle dudit média. Alternativement ou de façon complémentaire, le moyen de transfert du média est intercalé entre la sortie de média et l’entrée de média à l'extérieur de l'enceinte.In the context of the present invention, the media transfer means may be interposed within the enclosure between the media output and the media input. In this case the media output is also connected to the media input via the outside of the enclosure to allow loop circulation of said media. Alternatively or in a complementary manner, the media transfer means is interposed between the media output and the media input outside the enclosure.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'entrée de média de transfert et l'entrée de matière organique sont confondues.According to a preferred embodiment of the invention, the transfer media input and the organic matter input are combined.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la sortie de média de transfert et la sortie de matière organique traitée sont confondues.According to a preferred embodiment of the invention, the transfer media output and the treated organic material output are combined.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la sortie de média de transfert et la sortie de fluide sont confondues.According to a preferred embodiment of the invention, the transfer media output and the fluid outlet are combined.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend un moyen de mélange apte à mélanger ledit média de transfert avec de la matière organique en amont de ladite entrée de matière organique.According to a preferred embodiment of the invention, said device comprises a mixing means capable of mixing said transfer medium with organic material upstream of said organic matter inlet.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'axe passant entre ladite entrée et ladite sortie de média de transfert présente une inclinaison d'au moins 45° par rapport à l'horizontale.According to a preferred embodiment of the invention, the axis passing between said input and said transfer media output has an inclination of at least 45 ° relative to the horizontal.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le média de transfert présente un taux de vide d’au moins 20%.According to a preferred embodiment of the invention, the transfer medium has a void ratio of at least 20%.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les particules solides indépendantes sont des sphères de diamètre compris entre 3 mm et 100 mm.According to a preferred embodiment of the invention, the independent solid particles are spheres with a diameter of between 3 mm and 100 mm.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend en outre un moyen de régulation du débit de transfert des particules du média de transfert.According to a preferred embodiment of the invention, said device further comprises means for regulating the transfer rate of the particles of the transfer medium.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend un moyen de régulation du débit de matière organique associée à l'entrée et/ou à la sortie de ladite matière organique.According to a preferred embodiment of the invention, said device comprises means for regulating the flow of organic matter associated with the entry and / or exit of said organic material.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend en outre un moyen de nettoyage des particules du média de transfert.According to a preferred embodiment of the invention, said device further comprises a means for cleaning the particles of the transfer medium.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend en outre un moyen de criblage des particules du média, assurant entre autre l'élimination des éléments brisés ou agglomérés.According to a preferred embodiment of the invention, said device further comprises a means of screening the particles of the media, ensuring inter alia the elimination of broken or agglomerated elements.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend au moins un échangeur de chaleur étanche placé à l'intérieur de ladite enceinte au contact dudit média de transfert, et raccordé à ladite entrée et à ladite sortie de fluide A.According to a preferred embodiment of the invention, said device comprises at least one sealed heat exchanger placed inside said enclosure in contact with said transfer medium, and connected to said inlet and to said fluid outlet A.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les particules solides indépendantes constituant le média de transfert sont constituées d'un matériau de conductivité thermique supérieure à 0.2 W/mK.According to a preferred embodiment of the invention, the independent solid particles constituting the transfer medium consist of a material of thermal conductivity greater than 0.2 W / mK.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les particules solides indépendantes sont constituées de deux matériaux différents et l'un des matériaux constitue l'enveloppe extérieure de la particule et l'autre matériau constitue le cœur de la particule et présente une température de fusion inférieure à celle du matériau constituant l'enveloppe extérieure.According to a preferred embodiment of the invention, the independent solid particles consist of two different materials and one of the materials constitutes the outer shell of the particle and the other material constitutes the core of the particle and has a temperature less melting than the material constituting the outer casing.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend en outre une entrée de fluide B et une sortie de fluide B et en ce que la position desdites entrées et sorties de fluide A et de fluide B définissent deux zones distinctes dans l'enceinte, une première zone d'action de fluide A entre l'entrée et la sortie de fluide A et une seconde zone d'action de fluide B entre l'entrée et la sortie de fluide B.According to a preferred embodiment of the invention, said device further comprises a fluid inlet B and a fluid outlet B and in that the position of said fluid A and fluid B inputs and outputs define two distinct zones in the region. enclosure, a first fluid action zone A between the inlet and the fluid outlet A and a second fluid action zone B between the inlet and the fluid outlet B.

Dans le cadre de la présente invention, le terme « zone » ou « zone d'action » entend désigner une partie du volume intérieur de l'enceinte dans laquelle va circuler un seul fluide et qui va constituer une zone de contact direct ou indirect entre ledit fluide et le média de transfert. Ces zones peuvent être délimitées structurellement dans le cas où un fluide va circuler entre son entrée et sa sortie, à l'intérieur de l'enceinte, dans un échangeur de chaleur. Alternativement, une zone va être définie par la position de l'entrée et de la sortie du fluide. Par exemple, une entrée et une sortie de fluide placées de part et d'autre de l'enceinte vont définir une zone qui correspond à la partie de l'enceinte disposée entre ladite entrée et ladite sortie. Afin d'éviter que deux zones d'actions ne se superposent, l'homme du métier est à même de déterminer la position idéale de chaque entrée et de chaque sortie, notamment en fonction de la nature physico/chimique du fluide et de sa vitesse de circulation.In the context of the present invention, the term "zone" or "zone of action" intends to designate a portion of the interior volume of the chamber in which a single fluid will circulate and which will constitute a direct or indirect contact zone between said fluid and the transfer medium. These zones can be defined structurally in the case where a fluid will flow between its inlet and its outlet, inside the enclosure, in a heat exchanger. Alternatively, an area will be defined by the position of the fluid inlet and outlet. For example, an inlet and a fluid outlet placed on either side of the enclosure will define an area that corresponds to the portion of the enclosure disposed between said inlet and said outlet. In order to prevent two zones of action from being superimposed, the person skilled in the art is able to determine the ideal position of each inlet and outlet, particularly as a function of the physico-chemical nature of the fluid and its speed. of circulation.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit dispositif comprend en outre un moyen de régulation du débit d'au moins un des fluides associée à l'entrée et/ou à la sortie dudit fluide.According to a preferred embodiment of the invention, said device further comprises means for regulating the flow rate of at least one of the fluids associated with the inlet and / or outlet of said fluid.

La présente invention concerne également un procédé de thermolyse, pyrolyse et/ou de gazéification de matière organique, remarquable en ce qu'il comprend une étape consistant à mélanger un média de transfert, composé de particules solides indépendantes, avec de la matière organique et à faire circuler ledit mélange dans une enceinte et en ce que ledit mélange ou ledit média de transfert traverse à l'intérieur de l'enceinte une zone d'action de fluide chaud.The present invention also relates to a method of thermolysis, pyrolysis and / or gasification of organic material, which is remarkable in that it comprises a step of mixing a transfer medium, composed of independent solid particles, with organic matter and with circulating said mixture in an enclosure and in that said mixture or said transfer medium passes through the enclosure a zone of hot fluid action.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape consistant à mélanger un média de transfert avec de la matière organique est réalisée à l'intérieur de 1'enceinte.According to a preferred embodiment of the invention, the step of mixing a transfer medium with organic material is carried out inside the enclosure.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape consistant à mélanger un média de transfert avec de la matière organique est réalisée en faisant circuler à contre-courant ladite matière organique et ledit média de transfert.According to a preferred embodiment of the invention, the step of mixing a transfer medium with organic material is carried out by countercurrently moving said organic material and said transfer media.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit mélange traverse, à l'intérieur de ladite enceinte, plusieurs zones d'actions de fluides successives.According to a preferred embodiment of the invention, said mixture passes, within said enclosure, several successive fluid action zones.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le fluide A est un gaz.According to a preferred embodiment of the invention, the fluid A is a gas.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le gaz, le char et/ou les cendres issus de la transformation de la matière organique à l'intérieur de l'enceinte sont recueillis.According to a preferred embodiment of the invention, the gas, the tank and / or the ashes resulting from the transformation of the organic matter inside the enclosure are collected.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit procédé comprend une étape supplémentaire consistant à séparer ledit média de transfert de ladite matière organique traitée et en ce que ledit média de transfert obtenue est ensuite réutilisé dans un procédé selon 1'invention.According to a preferred embodiment of the invention, said method comprises an additional step of separating said transfer medium from said treated organic material and that said obtained transfer medium is then reused in a process according to the invention.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit procédé met en œuvre un dispositif selon l'invention.According to a preferred embodiment of the invention, said method implements a device according to the invention.

Avantages de l'inventionAdvantages of the invention

Un des avantages de l'invention est que la forte inertie thermique du média de transfert mobile, associée à sa conductivité et à sa diffusivité thermique élevées, permettent de réduire le pincement thermique entre le fluide apporteur d'enthalpie et la matière organique à transformer.One of the advantages of the invention is that the high thermal inertia of the mobile transfer medium, associated with its high thermal conductivity and diffusivity, makes it possible to reduce the thermal nip between the enthalpy-introducing fluid and the organic material to be transformed.

Un autre avantage est que la capacité thermique du média caloporteur mobile peut être définie de manière à ce que le transfert d'enthalpie se fasse aux températures requises pour contrôler parfaitement la transformation de la matière organique.Another advantage is that the thermal capacity of the mobile heat transfer medium can be defined in such a way that the enthalpy transfer takes place at the temperatures required to perfectly control the transformation of the organic matter.

Un autre avantage est que la grande inertie thermique du média caloporteur mobile amortit les variations d'enthalpie du fluide caloporteur apporteur d'enthalpie, permettant de ce fait un transfert plus stable d'enthalpie.Another advantage is that the high thermal inertia of the mobile heat transfer medium dampens the enthalpy variations of the heat transfer fluid introducing enthalpy, thereby allowing a more stable transfer of enthalpy.

Un autre avantage est que la vitesse de déplacement du média caloporteur peut être ajustée en temps réel en fonction de la puissance d'échange d'enthalpie requise, permettant ainsi d'ajuster, par exemple, les paramètres des procédés périphériques mettant en œuvre les fluides et matières impliqués dans l'échange d'enthalpie grâce à l'invention, par exemple des procédés de combustion, de gazéification ou de production d'électricité ou d'hydrogène à partir d'un syngaz produit.Another advantage is that the speed of movement of the heat transfer medium can be adjusted in real time according to the required enthalpy exchange power, thus making it possible to adjust, for example, the parameters of the peripheral processes using the fluids and materials involved in enthalpy exchange by the invention, for example combustion, gasification, or electricity or hydrogen production processes from syngas produced.

Un autre avantage est que l'échange d'enthalpie s'effectue dans une même enceinte, évitant ainsi l'usage d'un four de chauffage auxiliaire qui assurerait la montée en température de boulets ou tout autre masse en mouvement et permettant d'éviter les contraintes liés aux transferts à très haute température.Another advantage is that the exchange of enthalpy takes place in the same enclosure, thus avoiding the use of an auxiliary heating furnace that would ensure the temperature rise of balls or any other mass in motion and to avoid constraints related to very high temperature transfers.

Un autre avantage est qu'il est possible de choisir un média caloporteur mobile insensible aux attaques acides, par exemple des billes en alumine (AL203), qui permet un faible pincement thermique et améliore la performance de l'échange thermique entre les fluides et matières en jeu.Another advantage is that it is possible to choose a heat transfer media insensitive to acid attacks, for example alumina balls (AL203), which allows a low thermal pinch and improves the performance of the heat exchange between fluids and materials stake.

Un autre avantage est que le média caloporteur mobile peut être mis en mouvement lentement, ce qui est bien moins énergivore qu'un mouvement de fluidisation à sable dans un foyer de combustion ou de gazéification.Another advantage is that the mobile heat transfer medium can be set in motion slowly, which is much less energy consuming than a sand fluidization movement in a combustion or gasification furnace.

Un autre avantage est que l'invention permet de procéder à une condensation de vapeurs contenues dans le fluide chaud gazeux, sans nécessiter l'emploi d'un condenseur de fumées séparé, à la différence des installations traditionnelles de condenseurs de fumées.Another advantage is that the invention makes it possible to carry out a condensation of vapors contained in the hot gaseous fluid, without requiring the use of a separate flue gas condenser, unlike conventional installations of flue gas condensers.

Un autre avantage est que le média mobile n'a pas à être nettoyé in situ, à la différence des installations traditionnelles de condensation par garnissage fixe qui, par nature, ne peut être aisément évacué du enceinte pour nettoyage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention sont décrits ci-après selon les modes possibles de réalisation de l'invention.Another advantage is that the mobile media does not have to be cleaned in situ, unlike traditional fixed-fill condensation plants which, by their nature, can not easily be removed from the enclosure for cleaning. Other advantages and characteristics of the invention are described below according to the possible embodiments of the invention.

Les descriptions font référence aux figures suivantes en annexe : - La figure 1 représente schématiquement le dispositif de l'invention selon une première version, - La figure 2 représente schématiquement une variante de l'invention selon une seconde version.The descriptions refer to the following figures in the appendix: FIG. 1 schematically represents the device of the invention according to a first version, FIG. 2 schematically represents a variant of the invention according to a second version.

Description d'un mode de réalisation L'invention met en œuvre un dispositif pour la thermolyse, pyrolyse et/ou la gazéification d'une matière organique. L'objectif est d'exposer la matière première à une température élevée (entre 150°C et 1400°C) avec un défaut d'oxygène ou d'air atmosphérique. Cette ambiance cause la rupture des chaînes carbonées de la matière organique et la production de gaz (par exemple H2, CO) , de vapeurs condensables (par exemple des huiles légères ou des goudrons), de char et de cendres. L'invention permet aussi de procéder à la gazéification d'un char préalablement produit par une étape de thermolyse et/ou pyrolyse séparée.DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT The invention uses a device for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material. The objective is to expose the raw material at a high temperature (between 150 ° C and 1400 ° C) with a lack of oxygen or atmospheric air. This environment causes the breaking of the carbon chains of the organic matter and the production of gas (for example H2, CO), condensable vapors (for example light oils or tars), char and ashes. The invention also makes it possible to gasify a tank previously produced by a step of thermolysis and / or separate pyrolysis.

Elle permet aussi de procéder à la thermogazéification de matière organique en une seule et même étape, à partir d'une matière première organique.It also allows the thermogasification of organic matter in a single step, from an organic raw material.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la matière organique à traiter est introduite dans l'enceinte au milieu de particules solides indépendantes formant un média de transfert mobile qui est préalablement chauffé par un fluide dédié à cette fonction à une température supérieure à celle de la matière organique à traiter. La matière reçoit donc de l'enthalpie de la part du média de transfert ce qui permet la réaction recherchée.According to one embodiment of the invention, the organic material to be treated is introduced into the chamber in the middle of independent solid particles forming a mobile transfer medium which is preheated by a fluid dedicated to this function at a temperature greater than that of the organic matter to be treated. The material therefore receives enthalpy from the transfer medium which allows the desired reaction.

Par exemple, si la température du média de transfert est de 150°C, un séchage puis une thermolyse légère a lieu. Si la température du média de transfert est de 1200°C, la thermolyse est beaucoup plus puissante et une gazéification a aussi lieu, sous réserve de disposer de suffisamment de réactif de gazéification tel de l'eau ou du C02. Selon la température de préparation du média, il est possible de sélectionner les réactions en cours dans l'enceinte.For example, if the temperature of the transfer media is 150 ° C, drying then light thermolysis takes place. If the temperature of the transfer media is 1200 ° C, the thermolysis is much more powerful and gasification also takes place, provided sufficient gasification reagent such as water or CO 2 is available. Depending on the media preparation temperature, it is possible to select the current reactions in the chamber.

La thermolyse selon l'invention est une étape de transformation de la matière carbonée par réduction de la longueur de la chaîne carbonée sous l'effet d'une température supérieure à 150°C, sous une pénurie d'oxygène gazeux et sur une matière première relativement sèche.The thermolysis according to the invention is a step of transformation of the carbonaceous material by reducing the length of the carbon chain under the effect of a temperature greater than 150 ° C., under a shortage of gaseous oxygen and on a raw material relatively dry.

La température d'au moins 150°C et de moins de 1400°C a pour objectif de volatiliser les éléments légers associés à la matière première. Les vapeurs condensables obtenues contiennent notamment de l'eau et des huiles légères. Du gaz est aussi créé, tel du monoxyde de carbone.The temperature of at least 150 ° C and less than 1400 ° C aims to volatilize the light elements associated with the raw material. The condensable vapors obtained contain in particular water and light oils. Gas is also created, such as carbon monoxide.

De façon préférée, la thermolyse est effectuée à une température comprise entre 300°C et 1250°C. Le fonctionnement à 300°C a pour objectif d'évaporer les composants les plus légers et de maximiser la quantité de carbone qui est envoyée à l'étape de gazéification. L'avantage est de se consacrer principalement à l'épuration des éléments volatils légers comme les composés chlorés. Le fonctionnement à 1250°C répond inversement à l'objectif de produire du char le plus pur possible en assurant la libération de tous les éléments ayant une température de vaporisation inférieure, quitte à en volatiliser une partie vers la sortie de gaz de thermolyse.Preferably, the thermolysis is carried out at a temperature between 300 ° C and 1250 ° C. Operation at 300 ° C aims to evaporate the lighter components and maximize the amount of carbon that is sent to the gasification stage. The advantage is to concentrate mainly on the purification of light volatile elements such as chlorinated compounds. The operation at 1250 ° C is inversely related to the objective of producing the purest possible tank by ensuring the release of all elements having a lower vaporization temperature, even if volatilizing a portion to the output of thermolysis gas.

De façon plus préférée, la thermolyse est effectuée à une température comprise entre 300°C et 800°C.More preferably, the thermolysis is carried out at a temperature between 300 ° C and 800 ° C.

De façon encore plus préférée, la thermolyse est effectuée à une température comprise entre 350°C et 560°C. Ainsi, d'une part, les goudrons qui se volatilisent au-delà de 600°C ne peuvent contaminer le gaz de thermolyse et, d'autre part, la température des parois de l'enceinte demeure inférieure aux températures critiques pour la corrosion par les gaz acides.Even more preferably, the thermolysis is carried out at a temperature between 350 ° C and 560 ° C. Thus, on the one hand, tars which volatilize beyond 600 ° C can not contaminate the thermolysis gas and, on the other hand, the temperature of the walls of the enclosure remains below the critical temperatures for corrosion by acid gases.

La pénurie d'oxygène gazeux a pour but de limiter l'oxydation des éléments volatilisés. Notamment, la quantité d'oxygène gazeux présent dans l'enceinte dans laquelle a lieu la thermolyse est avantageusement ajustée de façon à garantir qu'elle reste inférieure à 20% de la quantité d'oxygène requise pour assurer la combustion stœchiométrique, donc parfaite, de la matière première organique présente dans l'enceinte. Seule cette pénurie d'oxygène garantit qu'il ne s'effectue pas de combustion parasite de la matière première, qui aurait pour effet de créer du dioxyde de carbone et de consommer du carbone, alors non valorisé par le procédé.The shortage of gaseous oxygen is intended to limit the oxidation of volatilized elements. In particular, the amount of gaseous oxygen present in the chamber in which the thermolysis takes place is advantageously adjusted so as to guarantee that it remains less than 20% of the quantity of oxygen required to ensure stoichiometric combustion, thus perfect, organic raw material present in the enclosure. Only this shortage of oxygen ensures that there is no parasite combustion of the raw material, which would have the effect of creating carbon dioxide and consume carbon, then not valued by the process.

Cette limitation de quantité d'oxygène dans l'enceinte de thermolyse exige l'utilisation d'un dispositif de thermolyse suffisamment étanche pour que les échanges gazeux avec l'ambiance extérieure par où arrive la matière première ou par où sortent les produits de thermolyse ne permettent pas l'entrée d'oxygène de façon incontrôlée. Par exemple, l'alimentation de matière première comprendra un dispositif de sas à deux vannes étanches fonctionnant en alternance.This limitation of the amount of oxygen in the thermolysis chamber requires the use of a thermolysis device which is sufficiently tight so that the gaseous exchanges with the external atmosphere through which the raw material arrives or where the products of thermolysis leave do not allow the entry of oxygen in an uncontrolled manner. For example, the feed of raw material will include a device of two airtight lock valves operating alternately.

Inversement une pénurie continue et totale d'oxygène n'est pas industriellement crédible et une fluctuation incontrôlée de la quantité d'oxygène présent est plus représentative de la réalité. Afin de s'affranchir de la variation de comportement trop grande durant la thermolyse dans l'éventualité d'une variation incontrôlée de la quantité d'oxygène, il est avantageux de disposer d'un procédé de régulation du taux d'oxygène dans l'enceinte, afin de garantir une présence d'oxygène la plus basse possible. De façon préférée, le taux d'oxygène doit demeurer entre 1% et 10% de la valeur permettant une combustion stœchiométrique totale de la matière présente. De façon plus préférée, la plage est entre 2% et 5% d'oxygène.Conversely, a continuous and total lack of oxygen is not industrially credible and an uncontrolled fluctuation in the amount of oxygen present is more representative of reality. In order to overcome the excessive variation in behavior during thermolysis in the event of an uncontrolled change in the amount of oxygen, it is advantageous to have a method of regulating the level of oxygen in the enclosure, to ensure the lowest possible oxygen supply. Preferably, the oxygen content must remain between 1% and 10% of the value allowing total stoichiometric combustion of the material present. More preferably, the range is between 2% and 5% oxygen.

De façon avantageuse, une solution de régulation du taux d'oxygène peut être obtenue par injection de syngaz produit, de sorte que le monoxyde de carbone capte l'oxygène et produise du dioxyde de carbone sans effet sur la réaction, et/ou de sorte que l'hydrogène capte l'oxygène et produise de l'eau.Advantageously, a solution for regulating the oxygen content can be obtained by injecting syngas produced, so that the carbon monoxide captures the oxygen and produces carbon dioxide with no effect on the reaction, and / or so that hydrogen captures oxygen and produces water.

La mesure de l'oxygène présent dans l'enceinte peut s'effectuer à l'aide de sondes de mesure placées directement dans l'enceinte de thermolyse, ou placées sur les entrées et sorties de gaz ou matière de l'enceinte, de façon à déterminer par déduction les flux d'oxygène qui y circulent. Cette méthode indirecte permet de réduire la température à laquelle les sondes sont soumises.The oxygen present in the chamber can be measured using measurement probes placed directly in the thermolysis enclosure, or placed on the gas inlets and outlets or substance of the enclosure, so that to deduce the flow of oxygen circulating therein. This indirect method makes it possible to reduce the temperature at which the probes are subjected.

De façon plus large, toute sorte de régulation de taux d'oxygène évidente à l'homme de l'art et préservant le rendement du procédé ou la qualité des gaz produits est envisageable.In a broader fashion, any kind of regulation of oxygen levels evident to those skilled in the art and preserving the efficiency of the process or the quality of the gases produced is conceivable.

La matière organique peut avoir un aspect quelconque; elle peut être liquide comme, par exemple, du lisier d'élevage d'animaux ou des boues de station d'épuration; elle peut être solide comme, par exemple, des refus de silo de grains agricoles ou de la plaquette forestière; ou en état intermédiaire pâteux ou en mélange hétérogène. Toute matière organique de taille préférablement inférieure à 30 cm convient.Organic matter can have any aspect; it can be liquid, for example animal slurry or sewage sludge; it can be solid, such as, for example, silo refusals from agricultural grains or wood chips; or in an intermediate pasty state or in a heterogeneous mixture. Any organic material of size preferably less than 30 cm is suitable.

Les fluides en jeu peuvent être sous forme gazeuse ou liquide ou mixte si les conditions de température et de pression permettent un état biphasique.The fluids in play can be in gaseous or liquid or mixed form if the conditions of temperature and pressure allow a two-phase state.

La notion d'enthalpie englobe la chaleur sensible des fluides et la chaleur latente qui peut être aussi échangée en cas de changement de phase durant l'échange de chaleur. L'enthalpie en jeu lors d'un changement de phase (dite chaleur latente) est souvent très grande et peut représenter 2 à 10 fois plus d'énergie que l'enthalpie en jeu lors de la montée en température avant ou après le changement de phase (dite chaleur sensible). C'est par exemple le cas si un fluide liquide devient gazeux durant l'opération, ou si un fluide gazeux se condense durant l'opération. Ainsi, des fumées issues de la combustion de matière première dans une chaudière contiennent de la vapeur d'eau qui peut avantageusement être condensée en fin de traitement des fumées, avant leur sortie dans l'atmosphère. La chaleur latente ainsi récupérée, au moins partiellement, peut être réutilisée dans un réseau de chaleur. Dans le cadre de l'invention il s'agit donc de faire monter en température un fluide froid à partir d'un fluide chaud ou réciproquement, mais aussi éventuellement d'échanger toute ou partie de la chaleur latente des fluides. Dans le reste de la description, cet échange sera dénommé échange d'enthalpie, concernant un échange de chaleur sensible seule, ou de chaleur latente seule, ou des deux.The notion of enthalpy encompasses the sensible heat of fluids and the latent heat which can also be exchanged in case of phase change during heat exchange. The enthalpy at play during a phase change (so-called latent heat) is often very large and can represent 2 to 10 times more energy than the enthalpy involved when the temperature rises before or after the change in temperature. phase (called sensible heat). This is for example the case if a liquid fluid becomes gaseous during the operation, or if a gaseous fluid condenses during the operation. Thus, fumes from the combustion of raw material in a boiler contain water vapor which can advantageously be condensed at the end of the fumes treatment, before their exit into the atmosphere. The latent heat thus recovered, at least partially, can be reused in a heat network. In the context of the invention, it is therefore a question of raising a cold fluid temperature from a hot fluid or vice versa, but also possibly of exchanging all or part of the latent heat of the fluids. In the remainder of the description, this exchange will be called enthalpy exchange, concerning a sensible heat exchange alone, or latent heat alone, or both.

La masse du média de transfert est constituée d'un ensemble de particules individuelles solides qui sont utilisées sans cohésion entre elles. On obtient ainsi un amas de particules dont la taille et la forme permettent un écoulement naturel par l'effet de la gravité.The mass of the transfer media consists of a set of individual solid particles which are used without cohesion between them. This gives a mass of particles whose size and shape allow a natural flow by the effect of gravity.

La masse est intermédiaire car elle joue un rôle de média qui va constamment se réchauffer et se refroidir sous l'influence des fluides et matière en jeu.The mass is intermediate because it plays a role of media that will constantly warm up and cool under the influence of fluids and material involved.

Dans le principe de fonctionnement de l'invention, la masse solide sert de média au transfert d'enthalpie. Le média va capter l'enthalpie du fluide A, la stocker éventuellement puis la transmettre à la matière organique.In the operating principle of the invention, the solid mass serves as a medium for the transfer of enthalpy. The media will capture the enthalpy of the fluid A, possibly store it and then transmit it to the organic matter.

Le stockage de chaleur ou inertie thermique est une des caractéristiques de l'invention. En effet, le média de transfert dispose d'une masse qui permet d'accumuler de l'enthalpie sous l'effet de sa montée en température et selon sa capacité thermique massique exprimée dans l'unité J/(kg.K). Ainsi, il est nécessaire de disposer d'un média de transfert de grande masse et/ou de grande capacité thermique massique qui présente une grande inertie thermique. Concrètement, pour garantir une bonne stabilité des échanges thermiques, il est préférable que l'enthalpie totale contenue dans le média représente au moins 2 fois l'enthalpie que le fluide A va apporter à la matière organique.The storage of heat or thermal inertia is one of the characteristics of the invention. Indeed, the transfer media has a mass that allows to accumulate enthalpy under the effect of its rise in temperature and according to its specific thermal capacity expressed in the unit J / (kg.K). Thus, it is necessary to have a mass transfer medium and / or large heat capacity mass that has a high thermal inertia. Concretely, to guarantee a good stability of the thermal exchanges, it is preferable that the total enthalpy contained in the medium represents at least 2 times the enthalpy that the fluid A will bring to the organic matter.

Selon une variante de l'invention, le média de transfert peut contenir une matière qui change de phase durant son utilisation de façon à profiter aussi de la chaleur latente de changement de phase de cette matière, ce qui permet de disposer aussi d'une plus grande inertie thermique.According to a variant of the invention, the transfer medium may contain a material which changes phase during its use so as to also benefit from the latent heat of phase change of this material, which also makes it possible to have a more great thermal inertia.

Par exemple, une bille d'acier au molybdène réfractaire creuse dont la température de fusion dépasse 2600°C, remplie d'un alliage d'aluminium dont la température de fusion est de 600°C, peut stocker, lors du changement de phase solide-liquide de l'aluminium à cette température fixe de 600°C, plus de 370kJ/kg d'aluminium soit l'équivalent de la chaleur sensible d'un kg d'aluminium s'échauffant de 400°C. L'inertie thermique du média est recherchée car elle assure un stockage de l'enthalpie qui stabilise les échanges thermiques entre les fluides et la matière organique. En effet, la capacité thermique massique d'un fluide et notamment d'un gaz est, sauf exception, plus faible que celle d'un solide. Ainsi, en cas de légère variation de la température de la matière organique, en absence d'inertie par le média, la température du fluide A varierait fortement. Grâce à l'inertie du média, le fluide A suit une évolution de température beaucoup plus régulière lors de sa progression dans le dispositif selon 1'invention.For example, a hollow refractory molybdenum steel ball whose melting temperature exceeds 2600 ° C., filled with an aluminum alloy whose melting temperature is 600 ° C., can store, during the solid phase change. - Aluminum liquid at this fixed temperature of 600 ° C, more than 370kJ / kg of aluminum is the equivalent of the sensible heat of a kg of aluminum heating up to 400 ° C. The thermal inertia of the media is sought because it ensures a storage of the enthalpy that stabilizes the heat exchange between the fluids and the organic matter. Indeed, the thermal capacity of a particular fluid and especially a gas is, except exception, lower than that of a solid. Thus, in case of slight variation in the temperature of the organic material, in the absence of inertia by the media, the temperature of the fluid A would vary greatly. Due to the inertia of the medium, the fluid A follows a much more uniform temperature evolution during its progression in the device according to the invention.

De plus, selon une variante de l'invention, le stockage d'enthalpie permet un mode de fonctionnement discontinu : dans un premier temps, le fluide A apporte son enthalpie au média de transfert sans que la matière organique ne circule, puis dans un deuxième temps, la matière est introduite dans le dispositif et collecte l'enthalpie stockée.In addition, according to a variant of the invention, the enthalpy storage allows a discontinuous mode of operation: in a first step, the fluid A brings its enthalpy to the transfer medium without the organic matter circulating, then in a second time, the material is introduced into the device and collects the stored enthalpy.

Selon une variante de l'invention, il est possible de gérer un déséquilibre entre l'enthalpie apportée par le fluide A et celle reçue par la matière organique en utilisant un moyen auxiliaire de chauffage ou refroidissement du média.According to a variant of the invention, it is possible to manage an imbalance between the enthalpy brought by the fluid A and that received by the organic material by using an auxiliary means for heating or cooling the media.

Une autre avantage de l'invention est que le média de transfert assure un échange thermique de grande puissance, à la fois pour le transfert depuis le fluide A et pour le transfert vers la matière organique. Ce résultat est avantageusement obtenu par l'utilisation d'un média présentant de nombreuses cavités facilement traversées par le fluide. Par exemple, un média de transfert constitué de billes perforées sur 25% de leur volume garantit une porosité (ratio du volume de vide sur le volume total solide + vide) de plus de 50% et donc une bonne circulation du fluide dans toute la zone d'échange d'enthalpie. Cela est important si le fluide qui traverse le média transporte des particules « encrassantes » qui peuvent se déposer dans le média et causer un bouchage progressif des cavités dans lesquelles circule le fluide.Another advantage of the invention is that the transfer medium provides a high-power heat exchange, both for transfer from the fluid A and for transfer to the organic material. This result is advantageously obtained by the use of a medium having numerous cavities easily traversed by the fluid. For example, a transfer media consisting of balls perforated on 25% of their volume guarantees a porosity (ratio of the void volume to the total solid + vacuum volume) of more than 50% and therefore a good circulation of the fluid throughout the zone. exchange of enthalpy. This is important if the fluid that passes through the media carries "clogging" particles that can settle in the media and cause a gradual clogging of cavities in which the fluid flows.

Selon une variante de l'invention, il est possible d'utiliser de simples sphères, dont l'entassement dans un volume donné permet de conserver des porosités entre les sphères, laissant un passage libre pour un fluide traversant.According to a variant of the invention, it is possible to use simple spheres, the packing of which in a given volume makes it possible to preserve porosities between the spheres, leaving a free passage for a fluid passing through.

De plus la puissance d'échange est améliorée si le média présente une bonne diffusivité, c'est-à-dire si le matériau présente une forte capacité à transférer de la chaleur. Le coefficient de diffusivité défini par D = lambda / ro / C (où lambda = conductivité thermique, ro = masse volumique et C = capacité thermique massique) est préférentiellement supérieur à 0.2 10~6 m2/s.In addition the exchange power is improved if the media has a good diffusivity, that is to say if the material has a strong ability to transfer heat. The diffusivity coefficient defined by D = lambda / ro / C (where lambda = thermal conductivity, ro = density and C = specific heat capacity) is preferentially greater than 0.2 10 ~ 6 m2 / s.

De plus, la géométrie des éléments de média est préférentiellement définie afin de s'assurer de la présence d'une grande surface développée balayée par le fluide apporteur ou capteur d'enthalpie, ladite surface étant le siège de l'échange de chaleur. Ainsi, il est avantageux que les éléments de média présentent une surface développée importante et une épaisseur de matière faible afin de faciliter les échanges d'enthalpie. Le paramètre de compacité préféré, défini comme le ratio de la surface développée sur le volume solide, est supérieur à 3 m2/m3 ce qui correspond par exemple à des particules en forme de bille de diamètre 30 mm et percée de 2 trous orthogonaux de diamètre 10 mm.In addition, the geometry of the media elements is preferably defined to ensure the presence of a large developed surface swept by the supply fluid or enthalpy sensor, said surface being the seat of the heat exchange. Thus, it is advantageous that the media elements have a large developed surface and a low material thickness in order to facilitate the enthalpy exchanges. The preferred compactness parameter, defined as the ratio of the developed surface to the solid volume, is greater than 3 m 2 / m 3, which corresponds, for example, to ball-shaped particles with a diameter of 30 mm and pierced with 2 orthogonal holes of diameter. 10 mm.

Enfin, la puissance d'échange est améliorée si les écoulements de fluide à travers le média de transfert se font selon un régime hydraulique ou aéraulique à grande vitesse ou turbulent qui accentue la performance des échanges thermiques par convection en surface du média de transfert. Par exemple, selon une solution préférée, le dimensionnement du dispositif veillera à garantir une vitesse d'écoulement de fluide à une vitesse supérieure à lm/s pour du liquide et supérieure à 3 m/s pour du gaz.Finally, the exchange power is improved if the flows of fluid through the transfer media are in a hydraulic or aeraulic regime at high speed or turbulent which enhances the performance of convective heat exchange on the surface of the transfer medium. For example, according to a preferred solution, the dimensioning of the device will ensure a fluid flow rate at a speed greater than 1 m / s for liquid and greater than 3 m / s for gas.

Toujours selon l'invention, le média de transfert doit supporter les contraintes de fonctionnement apportées par les fluides utilisés.Still according to the invention, the transfer medium must withstand the operating constraints provided by the fluids used.

Par exemple, si le fluide A a une température supérieure à 1200°C, il faut que le média de transfert supporte une telle température, et il ne pourra pas être composé d'aluminium qui fond à 660°C. Une solution recommandée consiste à utiliser des sphères moulées composées de céramique d'alumine. La résistance à la température atteint ainsi des limites supérieures à 1100°C voire 1800°C en fonction de la pureté de l'alumine.For example, if fluid A has a temperature above 1200 ° C, the transfer media must withstand such a temperature, and it can not be composed of aluminum that melts at 660 ° C. A recommended solution is to use molded spheres composed of alumina ceramics. The temperature resistance thus reaches limits greater than 1100 ° C. or even 1800 ° C. depending on the purity of the alumina.

Par un autre exemple, l'utilisation d'un métal réfractaire du type alliage au molybdène permet de disposer d'une matière dont le point de fusion est supérieur à 2200°C et dont la résistance mécanique est supérieure à celle d'une céramique d'alumine.By another example, the use of a molybdenum alloy refractory metal makes it possible to have a material whose melting point is greater than 2200 ° C. and whose mechanical strength is greater than that of a ceramic. alumina.

De plus, si le fluide A est une fumée contenant du soufre ou du chlore et de l'humidité, en cas de condensation de vapeur d'eau durant l'échange de chaleur et le refroidissement de ces fumées, de l'acide sulfurique ou chlorhydrique peut se former et corroder rapidement le média de transfert. Dans ce cas, le matériau le constituant doit être choisi de façon à résister à un pH généralement inférieur à 3.In addition, if the fluid A is a smoke containing sulfur or chlorine and moisture, in case of condensation of water vapor during the heat exchange and cooling of these fumes, sulfuric acid or Hydrochloric acid can form and rapidly corrode the transfer media. In this case, the material constituting it must be chosen so as to withstand a pH generally less than 3.

Par ailleurs, les fluides peuvent contenir des éléments en suspension susceptibles de se déposer sur le média de transfert et mener ainsi à son encrassement. Par exemple, les gaz de fumées de combustion en chaudière contiennent des poussières qui risquent de se déposer sur toute surface solide disponible, donc sur le média de transfert avec la conséquence potentielle de réduire progressivement la porosité de ce dernier. La circulation des fluides et l'efficacité des échanges thermiques en seraient alors dégradées. Pour résoudre ce problème, le dispositif selon l'invention comprend avantageusement un moyen de lavage du média de transfert, régulier ou continu. Ceci fait l'objet d'une description infra.Furthermore, the fluids may contain suspended elements that may be deposited on the transfer medium and thus lead to its fouling. For example, flue gas combustion boiler contain dust that may deposit on any available solid surface, so the transfer media with the potential to gradually reduce the porosity of the latter. The circulation of fluids and the efficiency of thermal exchanges would then be degraded. To solve this problem, the device according to the invention advantageously comprises a washing means of the transfer media, regular or continuous. This is described below.

Enfin, selon l'invention, le média de transfert est mis en mouvement de circulation à l'intérieur de l'enceinte de l'échangeur ce qui suppose que le média de transfert est bien composé de particules individuelles qui peuvent être déplacés sans collage entre elles et sans blocage mécanique qui créerait un seul bloc impossible à déplacer. Il est aussi avantageux que les éléments constituant le média de transfert aient une résistance mécanique suffisante pour supporter le poids de l'empilage effectué, surtout en partie basse. Il est aussi préférable que la mise en mouvement éventuelle de ces éléments ne les brise ni ne les abrase trop vite, afin de ne pas devoir les remplacer trop souvent, suite à une usure inévitable.Finally, according to the invention, the transfer medium is set in circulation movement inside the enclosure of the exchanger which assumes that the transfer medium is composed of individual particles that can be moved without bonding between they and without mechanical blocking that would create a single block impossible to move. It is also advantageous that the elements constituting the transfer medium have sufficient mechanical strength to support the weight of the stacking, especially in the lower part. It is also preferable that the eventual movement of these elements does not break them or abrase them too quickly, so as not to have to replace them too often, due to unavoidable wear.

Ainsi, le média de transfert échangeur de chaleur est composé de particules individuelles qui peuvent être des billes ou des éléments individuels de type anneau deThus, the heat transfer transfer medium is composed of individual particles which may be balls or individual elements of the ring type.

Raschig, selle de Perl, . . . qui sont placés en tas dans l'enceinte de l'échangeur.Raschig, saddle of Perl,. . . which are placed in a pile in the enclosure of the exchanger.

De façon avantageuse, les éléments sont de forme globalement sphérique. La forme sphérique facilite la circulation des éléments dans l'enceinte sans qu'un effet de blocage de particules entre elles ne puisse advenir. D'autres formes sont aussi envisageables, du moment qu'elles respectent le cahier des charges décrit supra.Advantageously, the elements are of globally spherical shape. The spherical shape facilitates the circulation of the elements in the enclosure without a particle blocking effect between them can occur. Other forms are also possible, as long as they comply with the specifications described above.

Par exemple, les éléments peuvent comporter une ou plusieurs perforations. Ces perforations ont pour objet de faciliter la circulation des fluides à travers le lit de particules, grâce à la forte porosité ainsi obtenue.For example, the elements may have one or more perforations. These perforations are intended to facilitate the flow of fluids through the bed of particles, thanks to the high porosity thus obtained.

Ainsi, l'empilage du média de transfert est préférentiellement mécaniquement résistant, poreux pour la circulation du fluide, massif pour améliorer l'inertie thermique, disposant d'une grande surface développée pour garantir un échange thermique de grande puissance et d'une conductivité thermique permettant d'accélérer les transferts thermiques.Thus, the stack of the transfer medium is preferably mechanically resistant, porous for the circulation of the fluid, massive to improve the thermal inertia, having a large surface developed to ensure a high-power heat exchange and thermal conductivity. to accelerate heat transfer.

Selon une variante de l'invention, telle que représentée sur la figure 1, l'enceinte comprend une zone d'action 21 de fluide A apporteur de calories, définie par l'espace d'enceinte compris entre l'entrée 31 et la sortie 32 de fluide A.According to a variant of the invention, as represented in FIG. 1, the enclosure comprises a zone of action 21 of fluid A bringing calories, defined by the enclosure space comprised between the inlet 31 and the outlet 32 fluid A.

Le média de transfert 5 est préférentiellement introduit dans l'enceinte 2 par une entrée de média 51 placée en haut de l'enceinte puis il circule dans l'enceinte 2 puis il est évacué par la sortie de média 52 puis il est mis en circulation en boucle par un moyen d'élévation 8.The transfer medium 5 is preferably introduced into the chamber 2 by a media inlet 51 placed at the top of the chamber, then it circulates in the chamber 2 and is then evacuated via the media outlet 52 and is then put into circulation in a loop by means of elevation 8.

De la matière organique 4 est aussi introduite dans l'enceinte 2 par une entrée de matière organique 41 placée en haut de l'enceinte.Organic material 4 is also introduced into the chamber 2 by an organic material inlet 41 placed at the top of the enclosure.

Il est avantageux de procéder au mélange préalable de la matière organique 4 et du média de transfert 5, avant leur introduction dans l'enceinte 2.It is advantageous to proceed with the preliminary mixing of the organic material 4 and the transfer medium 5, before their introduction into the chamber 2.

Le média de transfert 5 et la matière organique 4 sont alors entraînés vers le bas et entrent en contact thermique avec la zone d'action 21 d'un fluide A circulant dans un échangeur étanche 6. Alternativement, cette circulation peut être libre à travers les porosités du média de transfert 5. Le fluide A circule avantageusement en contrecourant depuis le bas vers le haut, et apporte de l'enthalpie au média de transfert 5 et à la matière organique 4. Par exemple, le fluide est introduit à une température de 1200°C et sort à une température de 100°C après avoir apporté une part de son enthalpie.The transfer medium 5 and the organic material 4 are then driven downwards and come into thermal contact with the action zone 21 of a fluid A circulating in a sealed exchanger 6. Alternatively, this circulation may be free through the The fluid A circulates advantageously countercurrently from the bottom upwards, and brings enthalpy to the transfer media 5 and to the organic material 4. For example, the fluid is introduced at a temperature of 10 ° C. 1200 ° C and leaves at a temperature of 100 ° C after having contributed a part of its enthalpy.

Grâce à cet apport d'enthalpie, la matière organique 4 est transformée, thermolysée, et/ou gazéifiée. De façon avantageuse, l'enceinte 2 peut comporter une entrée d'agent de gazéification 100, tel de l'eau ou du C02. La matière transformée devient en tout ou partie du liquide (par exemple des huiles légères) et/ou du gaz (par exemple du syngaz) et/ou du solide (par exemple du char) et est évacuée de l'enceinte 2 par une sortie 42. Selon la figure 1, la sortie 42 représentée permet de sortir du liquide séparément de la sortie de média 52. Si la matière devient du gaz, sa sortie peut être confondue avec la sortie de fluide 32. Si la matière transformée reste solide, sa sortie peut être confondue avec la sortie de média 52.Thanks to this input of enthalpy, the organic matter 4 is transformed, thermolysed, and / or gasified. Advantageously, the enclosure 2 may comprise a gasification agent inlet 100, such as water or CO 2. The transformed material becomes in all or part of the liquid (for example light oils) and / or gas (for example syngas) and / or solid (for example char) and is evacuated from the chamber 2 by an outlet 42. According to FIG. 1, the output 42 shown makes it possible to exit the liquid separately from the media outlet 52. If the material becomes gas, its output can be confused with the fluid outlet 32. If the transformed material remains solid, its output can be confused with the output of media 52.

Les cendres, résidus de la transformation, peuvent être évacuées avec les éléments solides du média de transfert 5 et en sont avantageusement séparées lors d'une étape spécifique de nettoyage.The ashes, residues of the transformation, can be evacuated with the solid elements of the transfer media 5 and are advantageously separated during a specific cleaning step.

Il est avantageux de disposer sous cette zone d'action 21, une zone de récupération d'enthalpie 21' à l'aide d'un fluide B qui est introduit dans une zone basse traversée par le média de transfert 5 encore chaud entre l'entrée 31' et la sortie 32'. Le fluide B peut circuler dans un échangeur étanche 6' , tel que représenté, si on souhaite empêcher les échanges gazeux entre les zones, ou de façon libre. Le fluide B est ainsi réchauffé en sortie 32' et peut être utilisé dans un autre procédé.It is advantageous to have under this action zone 21, an enthalpy recovery zone 21 'using a fluid B which is introduced into a low zone crossed by the transfer medium 5 still hot between the entrance 31 'and exit 32'. The fluid B can circulate in a sealed exchanger 6 ', as shown, if it is desired to prevent gas exchange between the zones, or freely. The fluid B is thus heated at the outlet 32 'and can be used in another process.

De façon avantageuse, le fluide B réchauffé peut être utilisé totalement ou partiellement en tant que fluide A chaud après lui avoir apporté de l'énergie supplémentaire, par exemple, en lui faisant subir une étape de combustion à haute température.Advantageously, the heated fluid B may be used wholly or partly as a hot fluid after having provided additional energy, for example, by subjecting it to a high temperature combustion stage.

Selon une variante de l'invention telle qu'indiquée sur la figure 2, l'enceinte comprend trois zones d'action 21, 21' et 21" et le média de transfert 5 circule de haut en bas.According to a variant of the invention as indicated in FIG. 2, the enclosure comprises three zones of action 21, 21 'and 21 "and the transfer medium 5 flows from top to bottom.

La zone 21 située en haut de l'enceinte 2 est parcourue par un fluide chaud A qui remonte le long du média de transfert 5. La matière organique 4 est introduite en haut de cette première zone d'action 21, éventuellement en mélange avec le média de transfert 5, ou par le biais d'une entrée spécifique 41. Cette matière organique est transformée par la température apportée par le fluide A lorsque le média de transfert 5 descend et entraîne la matière organique. Le gaz créé par cette transformation peut être entraîné vers le haut par le fluide A et en mélange avec lui.The zone 21 located at the top of the enclosure 2 is traversed by a hot fluid A which rises along the transfer medium 5. The organic material 4 is introduced at the top of this first action zone 21, optionally mixed with the transfer medium 5, or through a specific inlet 41. This organic material is transformed by the temperature provided by the fluid A when the transfer medium 5 descends and causes the organic material. The gas created by this transformation can be driven upwards by the fluid A and mixed with it.

Avantageusement, la température du fluide A est insuffisante pour assurer la gazéification totale de la matière 4. Ainsi, lorsque la matière organique 4 et le média de transfert 5 pénètrent dans la seconde zone d'action 21' située en dessous, un autre fluide, dit B, agit après son introduction en 31' en partie inférieure de cette seconde zone et continue la transformation de la matière organique 4, lors de la remontée du fluide B vers sa sortie 32' placée à une altitude supérieure à celle de son entrée 31', afin de disposer à nouveau d'un échange calorique en contre-courant.Advantageously, the temperature of the fluid A is insufficient to ensure the total gasification of the material 4. Thus, when the organic material 4 and the transfer medium 5 penetrate into the second action zone 21 'below, another fluid, said B, acts after its introduction at 31 'in the lower part of this second zone and continues the transformation of the organic material 4, during the rise of the fluid B to its outlet 32' placed at an altitude higher than that of its inlet 31 ', in order to have again a caloric exchange against the current.

La température du fluide B peut être suffisante pour assurer la gazéification totale de la matière organique 4 et seules les cendres sont présentes en bas de cette seconde zone 21'.The temperature of the fluid B may be sufficient to ensure the total gasification of the organic material 4 and only the ashes are present at the bottom of this second zone 21 '.

Une troisième zone 21" peut être placée en dessous et être alimentée par un fluide C de récupération d'enthalpie du média de transfert 5, de sorte que celui-ci peut sortir de l'enceinte par le bas et n'emporter que des cendres froides qu'il s'agit de séparer du média de transfert 5 qui est alors réinjecté en haut de l'enceinte.A third zone 21 "can be placed underneath and be fed with an enthalpy recovery fluid C of the transfer medium 5, so that the latter can leave the enclosure from below and carry only ashes. cold that it is to separate the transfer media 5 which is then reinjected at the top of the enclosure.

Selon une variante de l'invention, la circulation du média de transfert 5 dans les zones d'action peut être organisée de bas en haut.According to a variant of the invention, the circulation of the transfer medium 5 in the action zones can be organized from bottom to top.

Selon une variante de l'invention, tout empilage de zones telles qu'une zone de circulation libre de fluide puis une zone de circulation dans un échangeur, etc. est possible.According to a variant of the invention, any stacking of areas such as a fluid free circulation zone and then a circulation zone in an exchanger, etc. is possible.

Cette organisation de zones peut aussi comprendre une ou plusieurs zones d'échange seul sans matière organique. D'autre part, les niveaux de température dans chaque zone d'action peuvent être optimisés afin de garantir la meilleure transformation de matière organique. Par exemple, on définit une première zone alimentée par un fluide à 400°C pour une première étape de thermolyse, puis une seconde zone à 700°C pour une seconde étape de thermolyse poussée, puis une troisième zone à 1200°C pour une gazéification du char obtenu. Enfin, une ou plusieurs zones de récupération d'enthalpie peuvent être ajoutées. L'enceinte 2 est préférentiellement d'une forme étirée, c'est à dire que parmi ses trois dimensions caractéristiques (hauteur, longueur, largeur), une des dimensions est grande par rapport aux autres, afin de favoriser la mise en place d'un cheminement des fluides depuis leur entrée jusqu'à leur sortie, de sorte que toutes les portions de fluide qui arrivent dans l'enceinte y séjournent pour une durée équivalente et circulent dans le média selon le même cheminement. Une forme d'enceinte 2 plus compacte (les trois dimensions ayant à peu près la même valeur) serait moins performante car certaines portions du fluide pourraient séjourner moins longtemps en suivant des courts-circuits dans le média de transfert 5, au détriment du rendement et de l'homogénéité des transferts. L'enceinte 2 peut être constituée d'un ensemble de canaux distincts placés côte à côte, chaque canal étant équipé d'une entrée et d'une sortie de fluide spécifique, de sorte que chaque canal peut être vu comme une enceinte spécifique utilisée de la même façon que l'enceinte globale décrite ici.This zone organization may also include one or more exchange zones alone without organic matter. On the other hand, the temperature levels in each zone of action can be optimized to guarantee the best transformation of organic matter. For example, a first fluid-fed zone at 400 ° C is defined for a first thermolysis step, then a second zone at 700 ° C for a second step of high thermolysis, and a third zone at 1200 ° C for a gasification. of the tank obtained. Finally, one or more enthalpy recovery zones can be added. The enclosure 2 is preferably of a stretched shape, that is to say that among its three characteristic dimensions (height, length, width), one of the dimensions is large relative to the others, in order to favor the installation of a flow of fluids from their entry to their exit, so that all the fluid portions that arrive in the enclosure stay there for an equivalent period and circulate in the media along the same path. A more compact form of enclosure 2 (the three dimensions having approximately the same value) would be less efficient because certain portions of the fluid could stay shorter by following short circuits in the transfer medium 5, to the detriment of the efficiency and homogeneity of transfers. The enclosure 2 may consist of a set of distinct channels placed side by side, each channel being equipped with a specific fluid inlet and outlet, so that each channel may be seen as a specific enclosure used for the same way as the overall speaker described here.

De façon avantageuse, l'enceinte 2 est calorifugée de façon à minimiser les fuites thermiques qui pourraient affecter la performance de l'échange de chaleur.Advantageously, the enclosure 2 is insulated so as to minimize thermal leakage that could affect the performance of the heat exchange.

Un mélange entre les fluides A et B qui circulent éventuellement librement dans le média de transfert 5 peut advenir à la frontière entre les deux zones d'action 21 et 21'. Ceci peut être problématique, par exemple, si l'un des fluides est considéré sale par rapport à l'autre.A mixture between the fluids A and B which may freely circulate in the transfer medium 5 can occur at the boundary between the two action zones 21 and 21 '. This can be problematic, for example, if one of the fluids is considered dirty with respect to the other.

Selon une variante de l'invention, le mélange est limité grâce à l'utilisation d'une régulation des débits de fluide A et B, de sorte que le débit d'un des fluides, considéré propre, est supérieur de plus de 1% au débit de l'autre fluide, considéré sale, assurant une fuite du fluide propre vers le fluide sale et empêchant l'inverse.According to a variant of the invention, the mixing is limited by the use of a regulation of the fluid flow rates A and B, so that the flow rate of one of the fluids, considered clean, is greater by more than 1% at the flow rate of the other fluid, considered dirty, ensuring leakage of the clean fluid to the dirty fluid and preventing the reverse.

Selon une autre variante de l'invention, le mélange est limité par l'installation d'un obstacle à l'échange des fluides grâce à une plaque de séparation 7. Cette plaque 7 est avantageusement calibrée pour générer une perte de charge de plus de 10 Pa, limitant ainsi les échanges de fluide à la frontière. Afin de permettre la circulation du média 5, cette plaque présente une ou plusieurs ouvertures 71 et est mue en rotation par un équipement moteur non représenté. La rotation des ouvertures permet une communication entre les zones d'action et donc le transfert de particules du média 5.According to another variant of the invention, the mixture is limited by the installation of an obstacle to the exchange of fluids by means of a separating plate 7. This plate 7 is advantageously calibrated to generate a pressure drop of more than 10 Pa, thus limiting the exchange of fluid at the border. In order to allow the circulation of the media 5, this plate has one or more openings 71 and is rotated by a motor equipment not shown. The rotation of the openings allows a communication between the zones of action and thus the transfer of particles of the media 5.

Le mélange des fluides entre zones peut aussi être limité par l'installation d'un goulot d'étranglement dans l'enceinte en lieu et place de la plaque de séparation 7, laissant par exemple une section de passage libre entre les 2 zones valant 30% de la section totale dans chaque zone.The mixing of fluids between zones can also be limited by the installation of a bottleneck in the enclosure in place of the separating plate 7, leaving for example a section of free passage between the two zones of 30 % of the total section in each area.

Selon une variante de l'invention, comme indiquée en figure 1, le fluide A et/ou B circule séparément dans un circuit étanche 6 de type serpentin ou plaque d'échangeur. Ce circuit étanche est placé en périphérie de l'enceinte et/ou à l'intérieur de façon répartie dans toute la zone d'action 21 ou 21', afin de faciliter le transfert d'enthalpie depuis le média de transfert 5 vers ce circuit. Un des avantages est que le fluide peut présenter une pression différente de celle régnant dans l'enceinte. Un autre avantage est que le mélange entre les fluides A et/ou B et la matière 4 transformée est alors impossible.According to a variant of the invention, as indicated in FIG. 1, the fluid A and / or B circulates separately in a sealed circuit 6 of coil type or exchanger plate. This sealed circuit is placed at the periphery of the enclosure and / or internally distributed throughout the action zone 21 or 21 ', in order to facilitate the transfer of enthalpy from the transfer medium 5 to this circuit . One of the advantages is that the fluid can have a pressure different from that prevailing in the chamber. Another advantage is that the mixture between the fluids A and / or B and the transformed material 4 is then impossible.

Tout scénario de plusieurs fluides circulant chacun soit dans un circuit étanche, soit en circulation libre à travers le média de transfert servant d'intermédiaire est aussi possible.Any scenario of several fluids circulating each in a sealed circuit or in free circulation through the intermediate transfer medium is also possible.

Le transfert d'enthalpie est avantageusement amélioré grâce à l'installation d'ailettes 63 au cœur de l'enceinte 2, construites en matériau conducteur de chaleur, comme par exemple en acier réfractaire. Tout matériau présentant une capacité à transmettre de la chaleur convient. Typiquement un matériau ayant une conductivité thermique lambda de plus de 0.2 W/mK convient.The transfer of enthalpy is advantageously improved thanks to the installation of fins 63 in the heart of the enclosure 2, constructed of heat-conducting material, such as for example refractory steel. Any material with the ability to transmit heat is suitable. Typically a material having a lambda thermal conductivity of more than 0.2 W / mK is suitable.

Lorsque le média de transfert 5 est sorti de l'enceinte 2, il convient de le mouvoir depuis l'orifice de soutirage 52 vers l'orifice de réintroduction 51. A cette fin, lorsque le mouvement du média de transfert 5 est de haut en bas dans l'enceinte, un convoyage vertical d'élévation est requis. Celui-ci pourra se faire par vis d'Archimède, tapis roulant, élévateur à godets, vérin ascenseur ou tout autre moyen mécanique permettant un convoyage vertical. Le média de transfert 5, à sa sortie de l'enceinte 2, est refroidi par le fluide récepteur d'enthalpie, ce qui limite les contraintes mécaniques et constructives du mécanisme de convoyage vertical dudit média 5.When the transfer medium 5 is out of the chamber 2, it should be moved from the withdrawal port 52 to the reintroduction port 51. For this purpose, when the movement of the transfer medium 5 is high, low in the enclosure, vertical elevation conveying is required. This can be done by Archimedean screw, treadmill, bucket elevator, lift cylinder or any other mechanical means for vertical conveying. The transfer medium 5, at its outlet from the chamber 2, is cooled by the enthalpy receiving fluid, which limits the mechanical and constructive stresses of the vertical conveying mechanism of said medium 5.

Avantageusement la sortie du média de transfert 5 de l'enceinte 2 permet de lui prodiguer des traitements spécifiques.Advantageously, the output of the transfer medium 5 of the enclosure 2 makes it possible to provide specific treatments.

Par exemple, les particules du média de transfert 5 sont nettoyées afin de séparer et évacuer des dépôts encrassants reçus durant le transfert du média dans l'enceinte 2 du dispositif 1. Ce nettoyage peut être effectué dans un bain d'eau pure ou additivée d'agent de nettoyage tel des surfactants, ou dans un bain de solvant, ou sous une douche d'eau ou de solvant, ou sous un jet de gaz de nettoyage ou de vapeur, telle de la vapeur d'eau.For example, the particles of the transfer media 5 are cleaned in order to separate and evacuate fouling deposits received during the transfer of the media in the chamber 2 of the device 1. This cleaning can be carried out in a bath of pure water or additive d. cleaning agent such as surfactants, or in a bath of solvent, or in a shower of water or solvent, or under a stream of cleaning gas or steam, such as water vapor.

Une variante de nettoyage peut utiliser un dispositif de nettoyage par vibrations, notamment afin de séparer des poussières collées sur les particules de média en les faisant circuler sur un tamis vibrant, ou un dispositif de nettoyage par vibrations à haute fréquence, tels des ultrasons dans un bain de liquide nettoyant.A cleaning variant may use a vibration cleaning device, in particular to separate dust adhered to the media particles by moving them on a vibrating screen, or a high-frequency vibration cleaning device, such as ultrasound in a machine. bath of cleaning liquid.

Il convient aussi de séparer les particules de média de transfert 5 en bon état de celles qui sont usés, cassés et qui ne peuvent plus remplir leur fonction. Pour cela, le passage des particules de média dans un moyen de criblage de type tamis vibrant ou tambour rotatif est avantageux.It is also necessary to separate the transfer media particles 5 in good condition from those that are worn, broken and can no longer fulfill their function. For this purpose, the passage of the media particles in a vibrating sieve or rotary drum screen means is advantageous.

Cette opération de criblage peut être combinée à l'opération de nettoyage des particules du média de transfert.This screening operation can be combined with the cleaning operation of the particles of the transfer media.

Enfin, tout autre traitement est possible, comme une opération d'incinération des dépôts organiques à très haute température, ou une opération de mélange avec des additifs favorisant le bon fonctionnement du dispositif, par exemple un mélange des éléments de média 5 avec de la chaux qui permet de capter des éléments chimiques présents dans le fluide, ou une opération de réchauffage des particules de média de transfert 5 afin de réduire le risque de choc thermique qu'ils pourraient subir lors de leur réintroduction dans l'enceinte 2. Notons qu'un tel réchauffement n'a pas vocation à transformer la matière organique 4, mais juste à atténuer les écarts de température pour les particules de média 5. Le débit de particules de média de transfert 5 et leur température de réchauffage représente ainsi une puissance thermique valant moins de 30% de la puissance d'échange d'enthalpie effectuée par le dispositif 1 objet de l'invention, et ne peut se substituer à l'enthalpie principale apportée par le fluide A.Finally, any other treatment is possible, such as an operation for incinerating organic deposits at a very high temperature, or a mixing operation with additives promoting the proper functioning of the device, for example a mixture of the media elements 5 with lime. which makes it possible to capture chemical elements present in the fluid, or a heating operation of the particles of transfer media 5 in order to reduce the risk of heat shock that they could undergo when they are reintroduced into the chamber 2. Note that such heating is not intended to transform the organic material 4, but just to mitigate the temperature differences for the media particles 5. The flow of transfer media particles 5 and their reheating temperature thus represents a thermal power of less than 30% of the enthalpy exchange power effected by the device 1 object of the invention, and can not be substituted the main enthalpy provided by the fluid A.

Selon une variante de l'invention, il est avantageux de disposer d'une zone spéciale de condensation. En effet, une particularité de l'invention est de permettre la récupération de la chaleur latente. Pour cela, lorsqu'un gaz chaud refroidit en deçà du point de rosée, il apparaît une condensation de liquide au cœur du média de transfert.According to a variant of the invention, it is advantageous to have a special zone of condensation. Indeed, a feature of the invention is to allow the recovery of latent heat. For this, when a hot gas cools below the dew point, there is condensation of liquid in the heart of the transfer media.

Cette condensation génère la production d'une quantité de liquide qu'il s'agit d'évacuer de l'enceinte 2. A cette fin, une zone de collecte des condensats est installée en partie basse de l'enceinte 2, la zone de condensation consiste en un collecteur de condensât relié à une évacuation basse.This condensation generates the production of a quantity of liquid that it is necessary to evacuate from the enclosure 2. For this purpose, a condensate collection zone is installed in the lower part of the enclosure 2, the zone of Condensation consists of a condensate trap connected to a low drain.

Toute autre solution de collecte est évidemment possible.Any other collection solution is obviously possible.

La condensation assure aussi une fonction de lavage interne des éléments de média 5. Par exemple, s'il s'agit de fumée ou de gaz de synthèse issu d'une gazéification, il est possible de collecter des poussières, de l'ammoniac (NH3), de l'acide chlorydrique (HCL), de l'acide sulfurique (S02) et la plupart des composés organiques volatils qui sont solubles ou captés par les condensats. L'efficacité du lavage peut dans certains cas être telle que les moyens de traitement et de filtration du média apporteur pourront être fortement réduits. Les condensats ainsi chargés d'éléments indésirables nécessiteront un traitement avant leur évacuation du procédé.The condensation also provides an internal washing function of the media elements 5. For example, if it is smoke or synthesis gas from a gasification, it is possible to collect dust, ammonia ( NH3), hydrochloric acid (HCl), sulfuric acid (SO2) and most volatile organic compounds that are soluble or condensate-trapped. The effectiveness of the washing may in certain cases be such that the means of treatment and filtration of the supply media can be greatly reduced. The condensates thus loaded with undesirable elements will require treatment before their evacuation of the process.

Selon une variante de l'invention, il est avantageux de recycler les condensats. Ce recyclage des condensats traités dans la zone de condensation permet de diluer les acides et les autres polluants, stimuler la condensation, améliorer le lavage du média apporteur, et surtout, par le contrôle de la température des condensats recyclés, à faire évoluer le point de rosée. L'invention concerne également un procédé d'échange d'enthalpie utilisant les dispositifs et les configurations décrits ci-dessus.According to a variant of the invention, it is advantageous to recycle the condensates. This recycling of treated condensates in the condensing zone allows to dilute the acids and the other pollutants, to stimulate the condensation, to improve the washing of the bringing media, and especially, by the control of the temperature of the condensates recycled, to make evolve the point of dew. The invention also relates to an enthalpy exchange process using the devices and configurations described above.

Claims

1- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4), comprising an enclosure (2), comprising an outlet (32) of fluid A, an inlet (31) of fluid A an inlet (41) of organic material to be treated and a treated organic material outlet (42), characterized in that independent solid particles (5) forming a movable transfer medium are placed in the enclosure (2), and in that a transfer media input (51) is placed at one end of the enclosure (2) and in that a transfer media output (52) is placed at the other end of the enclosure (2) and in that transfer media transfer means (8) is interposed between the transfer media output (52) and the transfer media input (51) providing the loop circulation of the media of transfer (5).

2- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to the preceding claim, characterized in that the axis passing between said inlet (51) and said outlet (52) of transfer medium (5) has an inclination of at least 45 ° with respect to the horizontal.

3- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the transfer medium (5) has a void ratio of at least 20%.

4- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a means of regulating the transfer rate ( 7) particles of the transfer medium (5).

5- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that a means for regulating the flow of organic matter is associated with the inlet (41) and / or outlet (42) of said organic material.

6. Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a means of cleaning the particles of the medium of transfer (5).

7- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a means for screening the particles of the media, ensuring among other things the elimination of broken or agglomerated elements.

8- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one sealed heat exchanger (6) placed within said enclosure in contact with said transfer medium, and connected to said inlet (31) and said fluid outlet (32).

9- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the independent solid particles constituting the transfer medium (5) consist of a material of thermal conductivity greater than 0.2 W / mK.

10- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the independent solid particles consist of two different materials and in that one of the materials constitutes the outer shell of the particle and the other material is the core of the particle and has a lower melting temperature than the material constituting the outer shell.

11- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises an inlet (31 ') of fluid B and an outlet (32 ') of fluid B and in that the position of said inlets (31, 31') and outlets (32, 32 ') of fluid A and fluid B define two distinct zones in the enclosure, a first fluid action zone A (21) between the fluid inlet and outlet A and a second fluid action zone B (22) between the inlet and the fluid outlet B.

12- Device (1) for the thermolysis, pyrolysis and / or gasification of an organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that a means for regulating the flow rate of at least one of the fluids is associated with the inlet (31, 31 ') and / or the outlet (32, 32') of said fluid.

13- Method for thermolysis, pyrolysis and / or gasification of organic material (4), characterized in that it comprises a step of mixing a transfer medium (5), composed of independent solid particles, with organic matter (4) and circulating said mixture in an enclosure (2) and in that said mixture or said transfer medium (5) passes through the enclosure a hot fluid action zone (21).

14- Method for thermolysis, pyrolysis and / or gasification of organic material (4) according to the preceding claim, characterized in that the step of mixing a transfer medium (5) with organic material (4) is carried out inside the enclosure (2).

15- Method for thermolysis, pyrolysis and / or gasification of organic material (4) according to the preceding claim, characterized in that the step of mixing a transfer medium (5) with organic material (4) is carried out countercurrently flowing said organic material (4) and said transfer medium (5).

16- A method of thermolysis, pyrolysis and / or gasification of organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the mixture passes through, within said chamber (2), several action zones. successive fluids (21, 21 ', 21 ").

17- A method of thermolysis, pyrolysis and / or gasification of organic material (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises an additional step of separating said transfer medium (5) from said organic material (4) processed and in that said transfer medium (5) obtained is then reused in a method according to one of the preceding claims.

18- A method of thermolysis, pyrolysis and / or gasification of organic material (4) characterized in that it implements a device according to one of claims 1 to 12.