CA2326234A1

CA2326234A1 - Installation de traitement de dechets par thermolyse a moyens de transport sous atmosphere inerte

Info

Publication number: CA2326234A1
Application number: CA002326234A
Authority: CA
Inventors: Philippe Milles; Patrick Lefevre
Original assignee: Individual
Current assignee: Nexus Technologies SAS
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-08-31
Also published as: AU2252300A; BR9909884A; EP1078024A1; CN1298436A; JP2002542133A; WO2000050536A1; KR20010042975A

Abstract

L'installation comporte: un four de thermolyse (20) sensiblement horizontal et dans lequel circule au moins un chariot (12) de réception des déchets destinés à être traités par thermolyse; des moyens de transport (40), pour amener, sous atmosphère inerte, chaque chariot chargé de déchets auprès d'une porte étanche d'accès (21) au four et les récupérer, sous atmosphère inerte, après traitement, auprès de cette porte ou auprès d'une porte étanche (23) de sortie du four; des moyens de transfert (45) de chaque chariot des moyens de transport (40) au four (20) et vice-versa; et des moyens (22, 24) pour établir un raccord étanche entre les moyens de transport (40) et le four (20) lors du transfert de chaque chariot des moyens de transport (40) vers le four (20) et vice-versa.

Description

,~ CA 02326234 2000-10-20 Installation de traitement de déchets var #hermolvse â moyens de transaort sous atmosphère inerte La présente invention concerne une installation pour le traitement par thermolyse de déchets.
On connaît déjà d'après le document EP-A-0 505 278 un système pour le traitement de produits solides dont le rejet est préjudiciable pour l'environnement, comportant un réacteur intégrant successivement une chambre de déshydratation, une chambre de thermolyse et une chambre de refroidissement en aval de la chambre de thermolyse.
Les chambres sont isolées les unes des autres de façon sensiblement étanche, par des portes guillotine actionnées par des vérins ; la porte entre les chambres de déshydratation et de thermolyse et la porte entre les chambres de thermolyse et de refroidissement sont mobiles verticalement dans des logements étanches, la traversée des vérins de levage se faisant par presse-étoupe. En outre, des portes étanches sont prévues à !'entrée de la chambre de déshydratation et à la sortie de la chambre de refroidissement, grâce à quoi les chambres de déshydratation et de refroidissement sont, à volonté, isolées vis à
vis de l'extérieur etlou de la chambre de thermolyse. On limite ainsi les entrées d'air dans la zone de thermolyse lors de l'introduction des produits et lors de (extraction des résidus. On isole ainsi alternativement selon les besoins la chambre de déshydratation de la chambre de thermolyse quand on introduit les produits dâns la chambre de déshydratation et la chambre de thermolyse de la chambre de refroidissement quand on extrait les résidus de cette troisième chambre.
Les produits à traiter sont placés dans des chariots qui passent d'une chambre à l'autre par l'intermédiaire d'un mécanisme pignon-crémaillère.
Un tel système donne globalement satisfaction.
Cependant, il est difficile d'y assurer l'entretien et la réparation des moyens techniques afférents aux portes séparant la chambre de thermolyse de

2 la chambre de déshydratation et de la chambre de rèfroidissement. II en résulte des coûts de maintenance et de réparation élevés.
Par ailleurs, la présence des portes à l'intérieur du réacteur oblige à .
faire appel à des systèmes compliqués de déplacement des chariots.
La présente invention vise notamment à pallies ces inconvénients.
Elle propose, à cet effet, une installation de traitement thermolytique de déchets, comportant - un four de thermolyse sensiblement horizontal et destiné à recevoir au moins un chariot de réception des déchets destinés à être traités par thermôlyse ;
caractérisé.par - des moyens de transport de chariots, pour amener, sous atmosphère inerte, chaque chariot chargé de déchets auprès d'une porte étanche d'accès au four et les récupérer, sous atmosphère inerte, après traitement de thermolyse, auprès de cette porte ou auprès d'une porte étanche de sortie du four ;
- des moyens de transfert de chaque chariot des moyens de transport au four de thermo¿yse et vice-versa ; et - des moyens pour établir un raccord étanche entre les moyens de transport et le four de thermolyse lors du transfert de chaque. chariot des moyens de transport vers le four de thermolyse et vice-versa.
I1 est ainsi possible d'accéder directement à la ou aux portes) d'accès au four de thermolyse, sans avoir à passer par une quelconque chambre.
En outre, aucune porte n'encombre l'intérieur du four de thermolyse. En fait, les moyens de transport sous atmosphère inerte servent ici de sas isolant le four de thermolyse vis a vis de l'extérieur, tant lorsque l'on introduit un chariot chargé de déchets dans le four que lorsque l'on en récupère un chariot chargé de résidus. , Dans un mode de réalisation préféré, le four comporte des moyens d'entraînement de plusieurs chariots dans le four de thermolyse, entre une porte d'entrée étanche et une porte de sortie étanche.

., CA 02326234 2000-10-20 ,~ ,

3 En variante, l'installation peut comporter une pluralité de chambres indépendantes, formant chacune un four de thermolyse pour un seul chariot chargé de déchets et ayant chacune une porte d'accès étanche de passage du chariot, chacune de ces chambres étant desservie par les moyens de transport.
Préférentiellement, l'installation comporte également une zone de refroidissement de chacun des chariots chargé de résidus, équipée d'une porte d'accès étanche et desservie par les moyens de transport.
Le refroidissement des chariots peut être effectué au moyen d'un fluide gazeux froid, d'azote ou encore d'eau.
Comme on peut le constater, grâce à la présente invention, il est possible de réaliser l'installation de traitement thermolytique de déchets sous ia forme d'une pluralité de modules autonomes desservis par les moyens de transport. L'homme du métier dispose ainsi de plus de liberté de conception et d'agencement.
Selon des dispositions préférées, les moyens de transport comportent au moins un chargeur circulant sur des rails et définissant une chambre de réception d'un chariot fermée de manière étanche par une porte.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en plan très schématique d'une installation selon (invention ;
- la figure 2 est une vue en plan très schématique d'une variante de l'installation selon l'invention ; et - la figure 3 est une vue en plan très schématique d'une autre variante de l'installation selon l'invention.
Sur la figure 1 est représentée une installation de traitement thermolytique de déchets, tels que des déchets urbains et/ou industriels, conforme à la présente invention. Elle comporte notamment une zone ou unité

4 de chargement de chariots, un four de thermolyse 20, une unité de refroidissement de résidus 30 et des moyens de transport des chariots 40.
L'unité de chargement 10 est équipée d'une trémie 11 pour charger des chariots 12 de déchets destinés à être traités dans le four de thermolyse 20.

5 Le chariot 12 chargé de déchets est ensuite amené à une porte de sortie 13 de l'unité 10 ou placé dans une position d'attente avant d'être présenté
à cette porte 13. La position d'attente est représentée par le chariot 12 placé à
l'extrémité droite de l'unité 10 sur (a figure 1.
Les chariots 12 utilisés dans la présente installation peuvent par 10 exemple être du type de ceux décrits dans la demande de brevet international WO-98/16594, qui comportent deux poutrelles parallèles reposant en roulement sur deux rangées de galets.
Ces chariots 12 sont ensuite transférés, un par un, aux moyens de transport 40 pour être amenés au four de thermolyse 20.
A cet effet, les moyens de transport 40 comportent un chargeur 41 monté mobile sur des rails 42, de manière à ce que le chargeur 41 puisse desservir l'unité de chargement 10, ie four de thermolyse 20 et la zone de refroidissement 30.
Le chargeur 41 définit une chambre de réception d'un chariot 12, fermée de manière étanche par une porte 43.
Pour amener un chariot 12 au four de thermolyse, ce chargeur 41 va se présenter devant la porte 13 de l'unité de chargement 10. Les portes 13 et 43 sont ensuite ouvertes et le chariot chargé de déchets à traiter est transféré au chargeur 41.
Les moyens permettant le transfert du chariot de l'unité 10 au chargeur 41, mais aussi du chargeur 41 au four de thermolyse 20 ou vice-versa et à l'unité de refroidissement 30 sont constitués par un bras manipulateur 45 en traction ou~en poussée.
La porte 43 permet de fermer, de manière étanche, le chargeur 41.
Elle est par exemple constituée par une porte mobile transversalement dans des logements étanches (registre). La porte 13 peut également être de ce type.

6 PGT/FR99/00429 Afin d'éviter que de Pair ne pénètre dans le four de thermolyse 20 et ne provoque la combustion des déchets qui y sont présents, lors du transfert d'un .. chariot du chargeur 41 vers ce four 20, le chargeur 41 est, après récupération d'un chariot 12 chargé de déchets à traiter, vidé d'air et mis sous atmosphère 5 inerte. Pour ce faire, des moyens de pompage (non visibles sur la figure 1) sont raccordés au chargeur 41, par l'intermédiaire d'un raccord. Après avoir vidé
d'air le chargeur 41 à l'aide de ces moyens de pompage, un gaz inerte, tel que de l'azote, est injecté à l'intérieur du chargeur 41 à partir d'une source de gaz inerte.
De tels moyens de mise sous vide et d'injection de gaz inerte étant bien connus de l'homme du métier, ils ne seront pas décrits plus en détails ici. On notera simplement que ces moyens peuvent, en variante, ëtre montés directement sur le chargeur 41.
Une fois le chargeur 41 sous atmosphère inerte, il est amené en face d'une porte d'entrée étanche 21 du four de thermolyse 20.
Des moyens pour établir un raccord étanche entre le chargeur 41 et le four de thermolyse 20 sont alors déployés. II s'agit en l'espèce d'un soufflet 22 monté autour de la porte 21. Ce soufflet 22 est à (état replié sur la figure 1, car le chargeur se trouve, sur cette figure, en face d'une porte de sortie étanche 23 du four 20. Comme on peut le voir sur cette figure 1, un soufflet 24, identique au soufflet 22, est également monté autour de la porte 23 et est représenté à
l'état déployé.
En variante, des éléments gonflables peuvent être utilisés en lieu et place des soufflets 22 et 24. Ces moyens d'établissement de raccord étanche peuvent également être montés, si on le souhaite, sur le chargeur 41.
En tant que de besoin, lors du transfert d'un chariot 12 du chargeur 41 vers le four 20 ou vice-versa, l'interface entre le chargeur 41 et ie four pourra être soumise à un balayage de gaz inerte pendant ia durée du transfert.
Des capteurs (non représentés), tels que des capteurs d'efforts permettant de s'assurer que les portes 21 et 23 sont bien plaquées sur les dormants respectifs, sont, par ailleurs, prévus pour interdire toute ouverture des CA 02326234 2000-10-20 ' portes 21 et 23, tant qu'un raccord étanche n'est pas établi entre le chargeur et le four 20.
Le soufflet 22 est donc déployé et vient s'appliquer contre le chargeur 41 pour obtenir un raccord étanche, qui est ensuite mis sous atmosphère inerte. Ensuite, les portes 21 et 43 sont ouvertes et le chariot 12 ~
chargé de déchets à traiter est introduit dans le four 20.
A cet égard, on notera que les portes 21 et 23 sont également des portes étanches, telles que par exemple des portes actionnées par des vérins et mobiles transversalement dans des logements étanches (registres). Ces portes peuvent être mobiles horizontalement ou verticalement.
Plusieurs chariots 12 circulent à l'intérieur du four de thermolyse entre la porte d'entrée 21 et la porte de sortie 23. L'entraînement des chariots 12 est ici un entraînement par chaîne pousseuse ou système à cliquets. Ces chariots sont guidés au moyen de galets et de rouleaux de manutention.
En ce qui concerne le traitement thermolytique lui-même, on se référera à la demande de brevet international WO-98/16 594 précitée pour plus de détails.
On rappellera simplement que le four de thermolyse 20 comporte une ligne d'alimentation (non visible sur la figure 1) en fluide gazeux chaud, débouchant dans le four 20, une ligne d'extraction (non visible sur la figure 1 ) des gaz du four de thermolyse et des moyens de raccordement fluidique (non visibles sur la figure 1) pour établir un raccord fluidique temporaire entre la ligne d'alimentation et une zone de raccordement prévue sur le chariot 12 et communiquant avec une zone de réception des déchets de ce chariot 12. II est ainsi possible d'injecter le fluide gazeux chaud directement dans la charge pour effectuer la thermolyse.
Une chaudière (non représentée sur la figure 1) est raccordée fluidiquement à la ligne d'extraction et adaptée à brûler une partie au moins des gaz issus du four de thermolyse et un moyen de recyclage (non représenté sur la figure 1 ) des gaz de combustion de la chaudière est prévu pour produire le fluide gazeux chaud.

~

7 Ce fluide gazeux chaud peut comporter (i) des gaz de thermolyse formés dans le four de thermolyse 20 et extraits préalablement de celui-ci par la ligne d'extraction, (ü) des gaz de combustion de la chaudière, ou encore (iii) des gaz de thermolyse issus de traitement des gaz de thermolyse formés dans le four 20 et extraits préalablement par la ligne d'extraction.
Pour ce traitement, l'installation peut comporter, un échangeur de chaleur disposé en aval de la ligne d'extraction, dans lequel on fait passer les gaz extraits de la chambre de thermolyse par la ligne d'extraction, en tant que fluide chaud, un train de fractionnement disposé en aval de l'échangeur de chaleur dans lequel on fait passer les gaz refroidis par l'échangeur de chaleur pour obtenir des fractions séparées contenant, respectivement, des hydrocarbures lourds, des hydrocarbures légers, de l'eau et des gaz incondensés à faible température, une ligne de recyclage raccordée à
l'échangeur de chaleur, en aval du train de fractionnement, de manière à
amener une partie des gaz incondensés à faible température dans l'échangeur de chaleur, en tant que fluide froid, pour en élever la température, cette ligne de recyclage étant reliée à la ligne d'alimentation et passant par la chaudière pour réchauffer les gaz circulant dans cette ligne de recyclage par combustion d'une autre partie des gaz incondensés à faible température dans la chaudière.
On notera encore que le chariot comporte un bac avec une grille ou des buses (non visibles sur la figure 1) débouchant du fond du bac et raccordées fluidiquement par un système tubulaire ou répartiteur à la zone de raccordement précitée.
Les moyens de raccordement fluidique précités (non représentés sur la figure 1) comportent un dispositif télescopique mobile entre une position de raccordement fluidique à la zone de raccordement d'un tuyau surmonté d'un soufflet et dont l'autre extrémité est raccordé à la ligne d'alimentation et une position à l'écart du chariot 12.
Le fluide gazeux chaud est injecté à une température de l'ordre de 650°C dans le four de thermolyse qui est maintenu à une pression constante CA 02326234 2000-10-20 .

8 comprise entre 100 mbars et 1200 mbars absolus, en fonction du produit à
traiter.
Ainsi, les déchets sont tout d'abord déshydratés, puis portés à , leur température de thermolyse au fur et à mesure que le chariot 12 avance dans le four de thermolyse 20. , Après traitement, le chariot 12 est récupéré par le chargeur 41 à
l'emplacement de la porte de sortie 23. Le soufflet 24 est déployé lors du transfert, pour établir un raccord étanche entre la porte 23 et le chargeur 41.
La récupération du chariot 12 se fait ainsi à nouveau sous atmosphère inerte, c'est à dire en l'absence d'oxygène libre. En pratique, cette atmosphère inerte est, lors du transfert, composée d'un mélange de gaz de thermolyse et d'azote.
Ici à nouveau, le chargeur 41 forme un sas isolant le four de thermolyse 20 de l'environnement extérieur lorsqu'on en extrait un chariot 12 chargé de résidus.
Après transfert du chariot 12, tes portes 23 et 43 sont refermées.
Le chargeur 41 amène alors le chariot 12 chargé de résidus à
l'unité de refroidissement 30. Les résidus y sont déversés dans une piscine d'où ils sont ensuite extraits, puis triés pour être recyclés.
Avant cela, le chariot 12 qui s'y trouve, est refroidi à l'aide d'un fluide gazeux froid, à l'eau ou à l'azote.
La porte d'accès 31 de l'unité de refroidissement 30 est également une porte étanche du type précité, autour de laquelle est monté un soufflet 32 pour établir un raccord étanche avec le chargeur 41 lors du transfert d'un chariot entre ce dernier et l'unité de refroidissement 30. Cefa permet de maintenir . la même atmosphère entre le chargeur 41 et l'unité de refroidissement 30 et d'éviter les sorties de gaz viciés dans l'ambiance-atelier.
Cette unité de refroidissement est également pourvue d'une vis , extractrice 33.
Le chargeur 41 peut ensuite aller récupérer un nouveau chariot 12 chargé de .déchets à l'emplacement de la porte 13 de l'unité de chargement 10.

9 La figure 2 représente un mode de réalisation ou lés éléments 4 similaires à ceux de la figure 1 sont désignés par les mëmes repères numériques.
Les principales différences de cette installation par rapport à celle de la figure 1 découlent de l'agencement de l'unité de chargement 10. La zone de présentation des chariots 12 à la porte de sortie a été remplacée par deux cellules ou chambres indépendantes 14, 14'. De ce fait, comme le montre également la figure 2, le schéma de circulation des chariots 12 a été
sensiblement modifié par rapport à la figure 1, afin de pouvoir desservir chacune des cellules 14, 14' en chariots 12 chargés de déchets.
Chacune de ces cellules 14, 14' est équipée d'une porte d'entrée 15, 15', par laquelle pénètre le chariot 12 chargé de déchets et d'une porte de sortie 16, 16', auprès de laquelle le chargeur 41 vient récupérer un chariot chargé de déchets.
Dans le cas de ce mode de réalisation, ia mise sous vide et sous atmosphère inerte peut être effectuée au sein de ces cellules 14, 14', auquel cas, les cellules 14, 14' devront être équipées de portes étanches du type précité et d'un soufflet pour effectuer un raccord étanche avec le chargeur 41, si ce dernier n'en est pas équipé.
Pour le reste, ia structure et le fonctionnement de cette installation sont sensiblement similaires à ceux décrits à l'appui de ia figure 1.
La figure 3 représente une autre variante de réalisation de finstaUation conforme à la présente invention, où les éléments similaires à
ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes repères numériques.
Les principales différences de cette installation par rapport à celle de ia figure 1 sont les suivantes L'installation comporte une pluralité de chambres indépendantes 20a - 20j, formant chacune un four de thermolyse pour un seul chariot 12 chargé de. déchets et ayant chacune une porte d'accès étanche 21 a - 21 j de passage du chariot 12.

Dans le cas du mode de réalisation dé la figure 3, ces chambres 20a - 20j sont regroupées pour recevoir deux chariots.
Dans d'autres modes de réalisation, les chambres pourront être regroupées pour recevoir trois chariots, par exemple, ou être indépendantes 5 (réception d'un chariot par chambre indépendante). . ' Afin de satisfaire le temps de cycle dans ce mode de réalisation, les chambres 20a - 20j sont desservies par deux chargeurs 41, 41', qui sont équipés de deux soufflets 44, 44' identiques aux soufflets 22 et 24 montés sur les portes 21 et 23 de l'installation de la figure 1.

10 - Ces chargeurs 41, 41' récupèrent les chariots 12 entre les chambres 20b et 20i.
L'unité de chargement 10 comporte deux voies 17, 18 sur lesquelles peuvent ëtre disposés des chariots 12 en attente de chargement auprès de la trémie 11.
Des galets de manutention, du type de ceux mentionnés supra à
propos de l'installation de la figure 1, sont également visibles sur cette figure 3.
Seuls deux d'entre eux portent un repère numérique, à savoir le repère 25.
II va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à
titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, notamment, il est possible de mettre en oeuvre des fours comportant plusieurs files de circulation de chariots 12 chargés de déchets.
Les chambres, telles que celles portant ies repères numériques 20a - 20j de la figure 3, peuvent être équipées d'une porte avant et d'une porte arrière étanche si on souhaite, par exemple, mettre en oeuvre un autre schéma de circulation.
Les chambres 20i et 20j pourront, par exemple, être utilisées pour le refroidissement de chariots 12 chargés de résidus à l'aide d'un fluide gazeux froid, avant leur transfert à l'unité 30 de refroidissement par immersion des résidus dans une piscine. Dans ce cas, ces chambres 20i et 20j ne sont bien évidemment plus utilisées pour la thermolyse.

Claims

REVENDICATIONS

1. Installation de traitement thermolytique de déchets, comportant:
- un four de thermolyse (20 ; 20a - 20j) sensiblement horizontal et destiné à
recevoir au moins un chariot (12) de réception des déchets destinés à être traités par thermolyse ;
caractérisé par - des moyens de transport (40) de chariots, pour amener, sous atmosphère inerte, chaque chariot chargé de déchets auprès d'une porte étanche d'accès (21 ; 21a - 21j) au four et les récupérer, sous atmosphère inerte, après traitement de thermolyse, auprès de cette porte (21a - 21j) ou auprès d'une porte étanche (23) de sortie du four ;
- des moyens de transfert (45) de chaque chariot (12) des moyens de transport (40) au four de thermolyse (20 ; 20a - 20j) et vice-versa ; et - des moyens (22, 24 ; 44, 44') pour établir un raccord étanche entre les moyens de transport (40) et le four de thermolyse (20 ; 20a - 20j) lors du transfert de chaque chariot des moyens de transport (40) vers le four de thermolyse (20 ; 20a - 20j) et vice-versa.

2. Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens d'entraînement (25) de plusieurs chariots (12) dans le four de thermolyse (20 ; 20a - 20j), entre une porte d'entrée (21) étanche et une porte de sortie (23) étanche.

3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de chambres indépendantes (20a - 20j), formant chacune un four de thermolyse, pour un seul chariot chargé de déchets et ayant chacune une porte d'accès (21a - 21j) étanche de passage du chariot (12), chacune de ces chambres (20a - 20j) étant desservie par les moyens de transport (41, 41').

4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte également une zone de refroidissement (30) de chacun des chariots (12) chargés de résidus, équipée d'une porte d'accès étanche (31) et desservie par les moyens de transport (40).

5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le refroidissement des chariots (12) est effectué au moyen d'un fluide gazeux froid, d'azote ou encore d'eau.

6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens de transport (40) comportent au moins un chargeur (41, 41') circulant sur des rails (42) et définissant une chambre de réception d'un chariot fermée de manière étanche par une porte (43).