CH653320A5

CH653320A5 - Procede d'oxydation de matieres organiques.

Info

Publication number: CH653320A5
Application number: CH2944/81A
Authority: CH
Inventors: Michael Modell
Original assignee: Modar Inc
Priority date: 1980-05-08
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1985-12-31
Also published as: IT1137570B; SE8200067L; AU537322B2; US4338199A; BR8108586A; NO820016L; IT8121606A0; NL8120167A; GB2075484B; BE888696A; FR2481949A1; US4338199B1; WO1981003169A1; CA1166771A; JPH0138532B2; DE3118348A1; NL192037B; MX159251A; DE3118348C3; SE467052B

Description

L'invention est caractérisée en ce que les matières inorganiques telles que les sels très facilement solubles dans l'eau perdent souvent leur solubilité et deviennent pratiquement insolubles à des températures supérieures à 450° C. Ainsi, quand on utilise de l'eau de mer, de la saumure ou autre forme d'eau impure, comme eau de traitement, les matières organiques peuvent fournir le combustible de dessalage. Ainsi, quand la température de sortie de l'appareil d'oxydation est supérieure à 450° C, on peut utiliser des séparateurs de cendres classiques pour permettre la précipitation du chlorure de sodium, du chlorure de calcium, de l'oxygène ferrique et autres. Ces matériaux posent souvent des problèmes dans les appareils classiques où le transfert de chaleur se fait par l'intermédiaire des parois. Ces matériaux tendent alors à s'accumuler sur les parois en produisant des points chauds conduisant à une destruction ultérieure des parois. Dans le présent procédé l'appareil d'oxydation est un appareil dans lequel passe le débit et peut par exemple être constitué par un tube d'acier inoxydable recouvert de couches isolantes de Min-K par exemple.

Quand on obtient des températures de plus de 450° C dans l'appareil d'oxydation, ou quand on a des concentrations élevées de chlorure, la paroi intérieure du réacteur peut être recouverte d'alliages résistant à la corrosion tels que l'Hastelloy C. Quand on utilise des réacteurs de grand diamètre, la paroi intérieure de ceux-ci peut être recouverte de briques réfractaires. Quand on a de fortes concentrations d'éléments inorganiques, ou quand on utilise des catalyseurs solides pour réduire le temps de séjour nécessaire à l'oxydation, on peut utiliser un réacteur à couches fluides pour obtenir une séparation efficace entre le fluide sortant et les matières solides.

L'eau supercritique surchauffée contenue dans la conduite 27 est recyclée pour fournir la chaleur nécessaire de démarrage à l'appareil d'oxydation ou dans la turbine de détente, pour obtenir la vapeur haute pression destinée à être utilisée dans un cycle de puissance de 30 par exemple. La boîte 30 du schéma représente un élément utilisateur de chaleur. Cet élément peut être un échangeur de chaleur lorsque la chaleur produite par le procédé est utilisée pour chauffer

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L'appareil d'oxydation permet d'obtenir une réaction en phase unique, ce qui est extrêmement intéressant pour réduire les coûts, les frais et la complexité de l'appareil d'oxydation lui-même, et pour optimiser une réaction rapide sur des durées ne dépassant pas 1 à 5 min.

Le procédé selon l'invention, à eau supercritique, permettant d'obtenir de la vapeur à haute pression, présente un certain nombre d'avantages par rapport aux procédés classiques utilisés pour les mêmes applications. Les matériaux organiques d'alimentation,

même lorsqu'il s'agit de produits forestiers humides, peuvent s'utiliser directement sans séchage car on utilise de l'eau comme fluide de transport à la fois pour l'oxydation et pour la transformation lorsqu'on commence par effectuer cette dernière. L'oxydation se fait rapidement et cependant de façon contrôlée dans des conditions de parfaite sécurité. Il n'est pas nécessaire d'utiliser des équipements auxiliaires de contrôle de pollution car les produits d'oxydation restent dans un système clos fonctionnant en régime continu. On peut obtenir de la vapeur supercritique sans rencontrer les problèmes liés aux surfaces de transfert de chaleur, ce qui réduit les coûts et les risques de pannes. On peut également obtenir des rendements thermodynamiques très élevés avec la vapeur supercritique, car il n'y a pas de pertes en cascade.

Comme on utilise un mélange homogène en phase unique de matières organiques, d'oxydant et d'eau, cela facilite l'oxydation complète des matières organiques et simplifie les réacteurs à utiliser. On peut ainsi utiliser un simple tube ou un système à couches fluides ne contenant pas de parties mobiles. Si l'on utilise des catalyseurs d'oxydation, ceux-ci peuvent être du type à oxyde métallique ordinaire ou à support métallique, permettant d'obtenir une activité d'oxydation suffisante comme par exemple dans le cas de Fe304; Mn02 et CuO; NiO; A1203; Cu3; AgO; Pt ou Pt. Dans certains cas les éléments inorganiques d'alimentation normalement présents dans de l'eau provenant de sources artificielles comme la mer, ou les éléments organiques de combustibles fossiles ou encore les produits à base de bois, donnent une activité catalytique suffisante pour des réactions rapides. Le processus d'oxydation est si rapide que le réacteur s'approche très souvent du fonctionnement adiabatique, c'est-à-dire que les pertes de chaleur de l'appareil d'oxydation sont négligeables et que les produits qui en sortent conservent pratiquement toute l'enthalpie d'oxydation. Ainsi la température de sortie de l'appareil d'oxydation est déterminée par la concentration des matières organiques dans les produits d'alimentation et par leur pouvoir calorifique.

Dans un premier exemple d'illustration de l'invention utilisant le système de la fig. 1, l'alimentation peut se faire par du mazout à pouvoir calorifique de 10, 55 kcal/kg en ajoutant dans le réservoir de mélange d'alimentation 4 kg de mazout avec 45 kg d'eau de traitement.

Ce matériau est mélangé, dans une forme donnée de réalisation, à de l'eau de traitement contenant 5 à 20% en poids de matières organiques avec 8,7% en poids de CH. Le mélange est comprimé à une pression supercritique supérieure à 225 kg/cm2 et atteignant 253 kg/cm2 dans une forme donnée de réalisation, ce mélange étant chauffé à une température voisine de la température critique de l'eau, c'est-à-dire à 377° C. Le préchauffage de la fig. 1 se fait en injectant directement une partie des produits sortant de l'appareil d'oxydation, dans la conduite 31. Dans certains cas on peut utiliser un échangeur de chaleur au lieu d'injecter l'eau directement pour recycler la chaleur tirée du débit sortant de l'appareil d'oxydation.

Dans d'autres cas on peut chauffer le matériau d'alimentation et l'eau de traitement bien que cela ne soit pas préférable. L'air ou l'oxygène sont comprimés et mélangés à un mélange de combustible et d'eau comprimé à 253 kg/cm2, la proportion d'oxygène étant réglée à la valeur requise pour oxyder complètement le combustible d'alimentation, c'est-à-dire au moins à la valeur stœchiométrique. La température du mélange de combustible, d'oxydant et d'eau à

l'entrée de l'appareil d'oxydation se situe au-dessus de la température d'allumage nécessaire pour les éléments de combustibles les plus facilement oxydés. Si l'on n'utilise pas de catalyseur, la température d'allumage peut atteindre 350 à 400° C, mais si l'on utilise des catalyseurs, la température d'allumage peut descendre entre 200 et 250° C.

Le mélange de corps de réaction est amené à l'appareil d'oxydation 19 qui peut être constitué par un réacteur tubulaire ou par un système à couches fluides. Il est préférable que ce système à couches fluides présente des rapports longueur/diamètre (L/D) faibles lorsque la teneur en matières inorganiques est élevée, de manière à réduire au minimum la surface du réacteur d'oxydation et par suite à réduire les dépôts de matières inorganiques sur les parois du réacteur. Ce réacteur fonctionne dans des conditions adiabatiques et la chaleur libérée par l'oxydation des éléments à oxydation rapide est suffisante pour élever la phase fluide à des températures supérieures à la température critique du mélange. A ce point, le fluide passe dans une phase unique homogène. Pour un fluide d'alimentation contenant 8,7% en poids de mazout avec de l'air comme oxydant, la chaleur d'oxydation est suffisante pour élever la température de sortie de l'appareil d'oxydation à 565° C.

Les produits sortant de l'appareil d'oxydation sont envoyés au séparateur de cendres 25 qui élimine les matières inorganiques initialement présentes dans les produits et/ou l'eau d'alimentation. Ce séparateur de cendres peut être constitué par un cyclone, une colonne de décantation ou n'importe quel séparateur solide-liquide convenable.

Une partie de l'eau supercritique surchauffée est recyclée vers l'appareil de dérivation 17 placé en amont de l'appareil d'oxydation supercritique. Cette opération permet d'obtenir un chauffage suffisant des produits d'alimentation pour amener dans les conditions supercritiques les produits sortant de l'appareil d'oxydation. Le reste de l'eau supercritique surchauffée est disponible pour produire de la puissance, pour chauffer des locaux ou pour fournir de la vapeur haute pression. Une partie de l'énergie disponible est utilisée pour produire la puissance nécessaire pour comprimer le produit d'alimentation et l'oxydant. L'énergie requise pour comprimer l'oxydant est récupérée par détente des produits d'oxydation dans la turbine à eau supercritique surchauffée. Dans cet exemple la température à l'entrée de l'appareil d'oxydation 19 est de 377° C; on recycle alors 140 kg d'eau dans la conduite 31, la sortie de la conduite 24 se trouvant à une température supérieure aux conditions critiques de l'eau et se situant à 565° C pour 48 kg d'eau, 13,2 kg de gaz carbonique et 47,6 kg d'azote.

Ce procédé d'oxydation est analogue à celui d'un turboréacteur ou d'une turbine à gaz. Le procédé illustré ici ne nécessite pas de transfert de chaleur à travers des surfaces de parois, comme dans le cas des chaudières à mazout classiques, ce qui constitue l'avantage essentiel de l'invention. Dans les procédés classiques de production de vapeur supercritique, l'eau d'alimentation de la chaudière doit être extrêmement pure pour réduire au minimum les dépôts et l'accumulation de matières inorganiques du côté des tubes de chaudière en contact avec l'eau. L'oxydation directe dans l'eau des combustibles ou autres matières organiques élimine complètement ce problème et permet ainsi de profiter pleinement du rendement thermodynamique très élevé de production de puissance à partir de vapeur supercritique. En fait il est possible ici d'utiliser de l'eau impure telle que de la saumure ou de l'eau de mer car les sels inorganiques sont éliminés par le séparateur de cendres. La vapeur à haute température et à haute pression produite par ce procédé peut ainsi s'utiliser comme source d'eau dessalée après condensation et extraction du gaz carbonique et de l'azote, si l'on utilise de l'air comme oxydant.

Dans un second exemple utilisant le système de la flg. 1, on traite de l'écorce de sapin Douglas par des étapes analogues à celles décrites dans le premier exemple ci-dessus. Le pouvoir calorifique de l'écorce de sapin Douglas (5,28 kcal/kg) est considérablement plus faible que celui du mazout. Par suite il faut utiliser une fraction de poids d'alimentation plus élevée (5,26 kg CH), 7,30 kg d'écorce, et 45,36 kg d'eau, pour atteindre la même température de 565° C à la

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sortie de l'appareil d'oxydation. Comme le rapport de recyclage est déterminé par l'énergie nécessaire pour amener les produits d'alimentation à la température voulue à l'entrée de l'appareil d'oxydation, toute augmentation de concentration d'alimentation entraîne une augmentation du rapport de recyclage. Ainsi, il faut recycler 135 kg de produits sortant de l'appareil d'oxydation pour 45, 36 kg d'eau d'alimentation, lorsqu'il s'agit d'écorce, alors qu'il suffit d'en recycler 117,5 kg lorsqu'il s'agit de mazout.

Dans le second exemple, la température de la conduite 27 est de 565° C et 45,46 kg d'eau passant dans cette conduite contiennent 17,78 kg de gaz carbonique et 63,96 kg d'azote. La température d'entrée de l'appareil d'oxydation est de 377° C et la pression de fonctionnement est de 253 kg/cm2 quand on utilise avec de l'oxygène 5,26 kg CH, c'est-à-dire 7,30 kg d'écorce de sapin Douglas (5,28 kcal/kg). L'écorce ou autre utilisée dans l'invention est concassée en fines particules dont la taille est de l'ordre de Y\ mm ou moins.

Le procédé de la fig. 1, utilisé pour produire de la vapeur haute pression à partir de déchets de produits forestiers, présente un certain nombre d'avantages par rapport aux procédés classiques utilisés pour les mêmes applications. Le séchage des produits d'alimentation n'est pas nécessaire car on utilise de l'eau comme fluide porteur pour effectuer l'oxydation. Les équipements auxiliaires de contrôle de pollution ne sont pas nécessaires car les produits d'oxydation restent en circuit fermé dans le système.

Dans un troisième exemple un appareil de transformation (non représenté) est monté dans la conduite 18 et comprend simplement un tube permettant d'amender le charbon d'alimentation. Dans cet exemple on introduit 4,54 kg CH de charbon présentant un pouvoir calorifique de 7,22 à 7,78 kcal/kg, avec 45,36 kg d'eau, en recyclant 124,7 kg d'eau provenant de la conduite 27 de l'appareil d'oxydation, et passant par l'appareil de transformation. La température d'entrée de l'appareil d'oxydation est de 377° C et la température de sortie de celui-ci est de 565° C, pour un mélange de 48,53 kg d'eau, 14,97 kg de C02 et 54,88 kg d'azote, quand on utilise l'air comme agent d'oxydation. La pression de fonctionnement du système est de 253 kg/cm2. L'appareil de transformation met en œuvre un temps de séjour suffisant, dans un environnement sans oxydant, pour permettre la dissolution d'une partie très importante du combustible solide.

Comme décrit dans le brevet USA N° 4113446, des solides tels que le bois, le charbon et autres peuvent se dissoudre de manière appréciable dans de l'eau dans les conditions supercritiques. Quand on veut ensuite oxyder ces solides il peut être avantageux de commencer par les dissoudre dans de l'eau en phase supercritique. L'effet de transformation ou d'amendement peut conduire à une température d'allumage notablement plus basse dans l'appareil d'oxydation. Quand l'oxydation est catalysée par un solide, cette dissolution précédant l'oxydation catalytique peut également faciliter le transfert de masse du combustible vers la surface du catalyseur solide, pour augmenter ainsi le rythme d'oxydation. Dans beaucoup de cas cependant il n'est pas nécessaire de prévoir une étape de transformation distincte et les matériaux se dissolvent par passage dans l'appareil d'oxydation.

Dans un autre exemple concernant l'oxydation des boues d'égouts, on utilise un système tel que celui de la fig. 1 avec des boues d'égouts de 1,11 kcal/kg de pouvoir calorifique, 6 kg de CH (pour 37 kg de boues) mélangées à 45,36 kg d'eau de traitement sous une pression de 253 kg/cm2, avec un recyclage de 76,84 kg d'eau provenant de l'appareil d'oxydation dont la température d'entrée se situe à 377° C. Quand on utilise de l'oxygène comme oxydant, la température à la sortie de l'appareil d'oxydation est de 565° C, avec 49,58 kg d'eau et 20,36 kg de C02 dans la conduite 27. Ce système peut également s'utiliser avec des produits chimiques toxiques et dangereux se trouvant en petites quantités dans des déchets d'alimentation tels que des sous-produits agricoles, des déchets textiles, des déchets industriels de tapis ou d'industries du caoutchouc, des déchets forestiers, ou encore des déchets de l'industrie de la pâte à papier ou autres.

Les boues d'égouts représentent les déchets les plus difficiles à traiter car leur pouvoir calorifique se situe autour de 1,11 kcal/kg. Le procédé d'oxydation des boues d'égouts décrit ci-dessus diffère de ceux précédemment décrits en ce qu'il utilise comme oxydant de l'oxygène de préférence relativement pur (98%). Cet oxygène relativement pur permet de traiter des concentrations de boues relativement plus faibles que lorsqu'on utilise de l'air.

Dans un autre exemple de réalisation les boues d'égouts en quantité de 4,54 kg CH (pour 27,85 kg de boues) sont mélangées à 45,36 kg d'eau dans un système analogue à celui de la fig. 1. Cet exemple est illustré schématiquement sur la fig. 1A où toutes les parties référencées avec la marque «a» sont identiques aux parties correspondantes de la fig. 1. De l'eau en quantité de 13,6 kg à 24° C est retirée d'un échangeur de chaleur 41 recevant l'eau au voisinage du point critique par la conduite 40. Le préchauffage de l'eau dans la conduite 16a est nécessaire pour obtenir suffisamment de chaleur à l'entrée de l'appareil d'oxydation pour que la température d'entrée soit de 377° C en permettant ainsi un fonctionnement en phase unique de l'appareil d'oxydation.

La conduite 27a est à une température de 549° C avec 48,54 kg d'eau, 15,33 kg de C02 et 13,97 kg d'azote passant dans la turbine après extraction de recyclage, pour donner 40 kg d'eau, 12,65 kg de C02 et 11,52 kg d'azote. On utilise pour cela de l'oxygène à 90%. Ainsi, un débit d'alimentation de 27,67 kg de boues et 45,36 kg d'eau est préchauffé à 193°C par passage de 13,61 kg de produits sortant de l'appareil d'oxydation, vers l'échangeur de chaleur.

L'effet du chauffage indirect du débit d'alimentation est semblable à celui obtenu en augmentant le pouvoir calorifique ou la concentration des produits d'alimentation. Le rapport de recyclage nécessaire pour atteindre une température donnée à l'entrée de l'appareil d'oxydation diminue. En même temps la température de sortie de l'appareil d'oxydation diminue, car la chaleur d'oxydation est extraite par une plus petite quantité de fluide passant dans le réacteur.

Les températures spécifiques d'entrée et de sortie de l'appareil d'oxydation peuvent varier suivant qu'on utilise par exemple de l'oxygène ou de l'air dans le mélange de réaction (voir fig. 2).

La fig. 3 représente l'effet du préchauffage d'alimentation avec ou sans échangeur de chaleur 41. Pour un pouvoir calorifique de 6,67 kcal/kg, avec de l'oxygène pur, et pour une pression de fonctionnement de 253 kg/cm2, la température de sortie de l'appareil d'oxydation et le rapport de recyclage sont représentés en traits pleins, en fonction de la concentration d'alimentation. On a superposé sur cette figure les valeurs correspondantes obtenues (courbes en pointillés) lorsqu'on utilise 9,1 kg de produits sortant de l'appareil d'oxydation (pour 45,36 kg d'eau d'alimentation) pour préchauffer le débit d'alimentation par un échangeur de chaleur. Des degrés de préchauffage élevés (c'est-à-dire de plus grandes proportions de retour de produits d'oxydation vers l'échangeur de chaleur) conduiraient à une augmentation supplémentaire de la température de sortie de l'appareil d'oxydation et à des rapports de recyclage plus faibles.

Bien qu'on ait représenté et décrit ici des exemples spécifiques de réalisation de l'invention, de nombreuses variantes sont possibles. Le réacteur peut présenter différentes configurations telles que celles de tubes, de cylindres ou de couches fluidifiées d'acier austénitique. En présence d'éléments corrosifs tels que des chlorures, les réacteurs tubulaires sont de préférence recouverts d'alliages anticorrosion tels que l'Hastelloy C. On peut également utiliser divers compresseurs, appareils de dérivation et autres.

La puissance de sortie peut s'obtenir au moyen de turbines de fabrication classique assurant la détente de l'eau supercritique dans des cycles de production de puissance supercritiques.

Une caractéristique fondamentale de l'invention est qu'on utilise une réaction en phase fluide unique dans l'appareil d'oxydation,

pour les conditions supercritiques du mélange de réaction, et de préférence au voisinage du point critique de l'eau. Dans certains cas l'oxydation peut démarrer à une température inférieure à la température critique de l'eau, cette température étant par exemple celle

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d'allumage de la matière organique. Dans tous les cas le mélange de démarrage et les produits obtenus ensuite sont considérés comme le mélange de réaction. En un point donné de la réaction à l'intérieur de l'appareil d'oxydation, le mélange atteint la condition supercritique et s'approche de préférence du point critique de l'eau et d'une température d'au moins 374° C pour donner une réaction de phase unique permettant d'obtenir une oxydation pratiquement complète par apport d'une quantité stœchiométrique d'oxygène. La pression utilisée dans le système en régime continu selon l'invention se situe de préférence toujours au voisinage de la zone critique de l'eau, c'est-à-dire toujours à 220 atm au moins.

Bien qu'on ait considéré spécifiquement dans chaque exemple une matière organique unique, il est évident que le matériau d'alimentation peut être constitué d'un mélange de matières organiques. Dans certains cas la composition exacte du mélange de matières organiques peut être inconnue ou indéterminée. Il importe seulement d'utiliser une concentration suffisante de matières organiques présentant un pouvoir calorifique convenable pour que lorsqu'elles réagissent avec des quantités stœchiométriques d'oxygène, le débit sortant soit à une température permettant de contribuer à la production de la chaleur requise pour amener le débit d'alimentation dans les conditions convenables, de manière à produire la réaction d'oxydation. Une caractéristique importante de l'invention est que la chaleur produite par l'oxydation peut s'utiliser, en partie au moins, dans une fraction du débit de sortie pour être recyclée dans le mélange de réaction de façon à lui fournir de la chaleur, ou pour passer dans un échangeur de chaleur fournissant la chaleur néces-5 saire au mélange de réaction par l'intermédiaire d'une surface d'échange de chaleur. Quand une partie du débit de sortie de l'appareil d'oxydation est recyclée directement dans le courant des produits, comme indiqué en 17, on obtient un transfert de chaleur pratiquement instantané. On peut utiliser de simples appareils de dériva-io tion et autres moyens et procédés de mélange à agitation non mécanique. Dans certains cas le débit d'eau et de produits d'oxydation sortant de l'appareil d'oxydation s'utilise complètement comme source de puissance ou de chaleur.

Le terme de «phase fluide homogène unique» est utilisé ici dans 15 son sens ordinaire par rapport au mélange de fluides en présence, lorsque le mélange se trouve à pression, température, densité et concentration uniformes. Il peut exister quelques variations de tous les paramètres, sauf de la pression dans le réacteur ou appareil d'oxydation, cependant, dans une section quelconque tous les paramètres 20 sont pratiquement uniformes pour une phase fluide homogène unique. Il est donc important de noter qu'il existe une partie au moins du mélange de réaction dans laquelle, à l'intérieur de l'appareil d'oxydation, il n'y a pas de dispersion d'un fluide dans l'autre.

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REVENDICATIONS

1. Procédé d'oxydation de matière organique, caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger cette matière organique (12) à de l'eau (13) et à un fluide (21) contenant de l'oxygène pour former un mélange homogène (23), de manière à faire réagir ce mélange, cette réaction se caractérisant, pendant une partie au moins de celle-ci, par une température et une pression supercritiques de l'eau.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à effectuer l'étape de mélange à une pression supercritique de l'eau, et à introduire ce mélange dans un réacteur à débit continu (19).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la matière organique (12) représente 2% du mélange.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la majeure partie du mélange (23) est constituée par de l'eau.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la réaction ne demande pas plus de 5 min.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la matière organique est tout d'abord mélangée à l'eau pour former un mélange préliminaire (14), et en ce que ce mélange préliminaire est ensuite mélangé au fluide contenant de l'oxygène pour former le mélange de réaction (23).
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mélange (23) comprend une matière inorganique et en ce que ce mélange est soumis à une température suffisamment élevée pour rendre cette matière inorganique insoluble.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le mélange (23) comprend de la saumure contenant un sel inorganique et en ce que la réaction produit le dessalage de cette saumure, le mélange étant soumis à une température suffisamment élevée pour rendre le sel inorganique insoluble.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la saumure est de l'eau de mer.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à récupérer la puissance utilisable produite par la réaction.

L'oxydation des matières organiques pour les transformer en gaz carbonique et en eau, est un processus connu depuis toujours et très souvent utilisé pour traiter des déchets et/ou pour produire de l'énergie utilisable telle que de la vapeur de chauffage ou de l'énergie mécanique, et dans certains cas pour dessaler l'eau de mer. Dans la production classique d'énergie sous forme de vapeur, on utilise souvent une oxydation rapide par combustion des combustibles organiques, pour, produire de la chaleur qu'on transfère ensuite, dans un échangeur de chaleur, à un fluide tel que de l'eau. On est souvent conduit alors à une perte de chaleur de 10 à 15% par exemple de la combustion du combustible par suite des pertes se produisant nécessairement dans la colonne d'échappement des chaudières classiques. De plus, les échangeurs de chaleur augmentent nécessairement les coûts de production et sont souvent de taille relativement grande. Le transfert de chaleur par les surfaces des échangeurs de chaleur pose parfois des problèmes et nécessite souvent l'utilisation de matériaux spéciaux quand on fonctionne à hautes températures. Des points chauds dus à des dépôts de sel sur les tubes de chaudières peuvent entraîner des pertes de temps très coûteuses par suite de ruptures des parois des tubes. Sur les faces des tubes exposées à la flamme ou aux gaz chauds on rencontre souvent des dépôts de cendres ou autres, empêchant une bonne transmission de la chaleur et réduisant par conséquent le rendement de transfert de chaleur.

Dans un procédé connu de traitement des déchets organiques, tel que le procédé d'oxydation à l'air humide, le produit organique et l'agent d'oxydation sont amenés dans les conditions de la réaction sous une pression de l'ordre de 105 à 175 kg/cm2, et introduits dans un réacteur où ils restent pendant 0,5 à 1 h. On sait que ce procédé permet d'extraire 70 à 95% du matériau organique initial. Ce système est très efficace mais présente certains inconvénients. En effet, il est souvent cher, car il nécessite des équipements de très grande taille et ne permet pas une récupération très efficace de la chaleur de combustion. Souvent la solubilité de l'oxygène ou de l'air dans l'eau se situe au-dessous du niveau nécessaire pour obtenir une oxydation complète des matières organiques. Par suite, il faut souvent utiliser dans le réacteur un mélange d'eau et de gaz à deux phases nécessitant de prévoir une agitation dans le réacteur pour éviter une résistance de transfert de masse excessive entre les phases.

Cela tend à rendre le réacteur plus compliqué et plus cher que prévu. D'autre part, des matières organiques volatiles telles que de l'acide acétique, peuvent rester après un cycle de traitement complet. Des temps de séjour très longs dans le réacteur sont nécessaires et les réacteurs sont souvent non adiabatiques, ce qui conduit à des pertes partielles de la chaleur de combustion vers l'extérieur. Quand l'énergie est récupérée sous forme de vapeur, la température de la vapeur produite est inférieure à celle des produits sortant du réacteur, cette température se situant au-dessous de 30° C et typiquement à une valeur de l'ordre de 250° C. Ainsi la récupération de chaleur se limite à des valeurs faibles ou modérées, nettement inférieures à celles requises pour la production d'électricité dans des installations modernes à cycle de vapeur.

On a proposé de récupérer l'énergie calorifique à partir de l'eau supercritique sortante, et la technologie relative à ce procédé est très développée. Les installations électriques des 50 dernières années ont utilisé des cycles de production de puissance à eau supercritique à partir de combustibles fossiles.

L'art antérieur décrit la production d'eau supercritique par une combustion de combustibles fossiles, suivie de l'utilisation d'équipements permettant de récupérer la chaleur à partir de l'eau supercritique et de transformer cette chaleur en puissance. Ces systèmes de récupération sont donc connus. On peut utiliser un équipement de type à cycle de Rankine pour récupérer de l'énergie utilisable à partir d'eau dans les conditions supercritiques et à des températures supérieures à 450° C, comme cela est bien connu dans l'art antérieur.

On a pu constater que les matières organiques toxiques pouvaient se transformer, dans les conditions supercritiques de l'eau, en matériaux inoffensifs à plus faible poids moléculaire, par rupture des chaînes organiques ou autres, ce qui permettait ainsi de traiter les matériaux non toxiques obtenus, par des procédés classiques.

Le procédé selon l'invention est défini dans la revendication 1.

Ce procédé permet d'obtenir de l'énergie utilisable et/ou de neutraliser ou de détruire les matières organiques toxiques et/ou de retirer de l'eau les sels indésirables; d'oxyder efficacement les combustibles organiques classiques et non classiques avec un maximum de récupération d'énergie, dans un appareil simplifié s'utilisant dans une grande variété de cycles de chauffage et de production de puissance; de rendre inoffensifs et/ou facilement exploitables des déchets et/ou des matières organiques toxiques, dans le cas où l'énergie oxydation de ces matériaux peut être utilisée pour mettre en œuvre le procédé, et dans certains cas pour produire l'énergie utile en excès; d'être utilisé pour dessaler l'eau de mer et la saumure en récupérant l'énergie de la matière organique, et dans certains cas en obtenant de l'énergie supplémentaire utilisable et/ou en traitant les déchets ou les matières toxiques; d'être mis en œuvre dans un équipement simplifié et avec des vitesses de réaction élevées.

Selon l'invention, les matières organiques sont oxydées par formation d'un mélange de réaction contenant les matières organiques, de l'eau et un fluide contenant de l'oxygène, ce mélange de réaction se trouvant de préférence dans les conditions supercritiques. Le mélange peut réagir dans une phase fluide unique à l'intérieur d'un réacteur bien isolé, en provoquant l'oxydation de la matière organique de façon qu'on puisse extraire la chaleur produite dans le débit de sortie. Le matériau organique peut être un déchet et/ou un matériau toxique simplement oxydé et détruit par le procédé. Ce maté5

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riau organique peut être un déchet, un matériau toxique ou tout autre matériau organique utilisable comme combustible et pouvant s'oxyder pour récupérer de l'énergie utilisable pour le chauffage ou pour obtenir un mélange d'eau supercritique et de gaz carbonique pouvant s'utiliser comme eau de traitement dans des cycles de production de puissance.

Dans un autre mode d'exécution préféré, la matière organique peut être une matière organique quelconque présentant un pouvoir calorifique suffisant pour faire monter la température dans les conditions supercritiques à l'intérieur de l'appareil d'oxydation, à une valeur d'au moins 450° C. L'eau contient un sel tel que du chlorure de sodium lorsqu'il s'agit d'eau de mer ou de saumure, et ce sel précipite dans la solution de fluide à phase unique aussitôt après la réaction, de la même façon que dans un équipement de précipitation classique, pour permettre le dessalage de l'eau par un processus continu rapide.

De préférence, une partie de l'eau chaude obtenue, se trouvant de préférence dans les conditions supercritiques, est mélangée aux réactifs pénétrant dans l'appareil d'oxydation, pour amener rapidement le mélange de réaction à la température voulue pour démarrer l'oxydation. L'eau chaude obtenue peut également être utilisée pour fournir de la chaleur au mélange de réaction, par l'intermédiaire d'une paroi d'échange de chaleur. On préfère utiliser un mélange direct car celui-ci permet d'atteindre rapidement, c'est-à-dire presque instantanément, le degré de chaleur voulu, en évitant ainsi, dans certaines formes de réalisation, la formation de charbon.

De préférence, la proportion de matière organique utilisée est de l'ordre de 2 à 25% du poids de l'eau, à une température de 374° C ou plus, et à une pression d'au moins 225 kg/cm2. L'oxygène est utilisé sous forme d'oxygène pur, d'air ou d'autres mélanges de gaz, mais en quantité de préférence égale ou supérieure à la quantité stœchio-métrique nécessaire pour obtenir l'oxydation complète de la matière organique. Le récipient utilisé comme appareil d'oxydation est de préférence bien isolé et de longueur suffisante pour assurer un temps de réaction suffisamment long pour obtenir l'oxydation complète des matières organiques, ce temps étant de l'ordre de 5 min ou moins.

Le procédé selon l'invention permet d'obtenir une oxydation pratiquement complète, dans l'eau supercritique, à grande vitesse au moyen d'un équipement relativement peu compliqué. Dans les conditions supercritiques de l'eau, l'oxygène et l'azote doivent être complètement miscibles à l'eau en toutes proportions [voir par exemple H.A. Pray et Cie, «Ind. Eng. Chem.» 44 (5), 1146 à 51 (1952)]. On élimine ainsi tout débit à deux phases de gaz et d'eau, pour obtenir un débit à phase liquide unique, ce qui simplifie la construction du réacteur en supprimant le plus souvent la nécessité d'un mélange mécanique. Quand la température d'alimentation est à 374° C avant le démarrage de l'oxydation, la chaleur libérée par oxydation élève notablement la température du courant d'eau, de matière organique et d'oxygène, cette température pouvant alors facilement atteindre 450 à 700° C. Si la température moyenne à l'intérieur de l'appareil d'oxydation est de 400°C ou plus, le temps de séjour dans cet appareil peut être inférieur à 5 min.

Comme l'oxydation se fait dans la phase d'eau, les combustibles sales peuvent être utilisés sans qu'il soit nécessaire de prévoir un nettoyage du gaz sortant. On peut par exemple oxyder le soufre contenu dans les combustibles, pour former des sulfates solides facilement récupérables dans le courant de liquide sortant de l'appareil d'oxydation. L'invention permet également d'obtenir la précipitation, sous forme de boues évacuables, des matières inorganiques introduites avec les matières à traiter, car la solubilité des sels inorganiques dans l'eau supercritique tombe à des niveaux extrêmement faibles, de par exemple IO-9 à 10~4, au-dessus de 450 à 500°C. On peut facilement prévoir à la sortie de l'appareil d'oxydation une température supérieure à 450 ou 500° C de manière à provoquer la précipitation des matières inorganiques dans le courant de liquide pour les éliminer ensuite facilement au moyen de cyclones, de colonnes de décantation ou de filtres.

Ainsi, l'eau sortant du système se trouve purifiée de ses sels inorganiques. De plus, l'eau d'alimentation n'a pas besoin d'être purifiée avant son utilisation, ce qui permet d'utiliser la saumure ou l'eau de mer sans traitement préalable. Le système est donc idéal pour l'utilisation à bord d'un bateau où l'on peut obtenir, parfois simultanément, de la puissance et/ou de l'eau dessalée. La chaleur d'oxydation des matières organiques d'alimentation est récupérée directement sous la forme d'eau à haute pression et à haute température, c'est-à-dire sous la forme d'eau supercritique surchauffée ou de vapeur,

sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des surfaces de transfert de chaleur.

D'autres avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins ci-joints dans lesquels:

— la fig. 1 est un schéma de principe d'un appareil pouvant s'utiliser pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention,

— la fig. 1A est un schéma de principe d'une variante de réalisation de cet appareil,

— la fig. 2 est un diagramme représentant l'effet du niveau de chauffage du combustible sur la température de sortie de l'appareil d'oxydation et sur le rapport de recyclage,

— la fig. 3 est un diagramme représentant l'effet de la concentration d'alimentation sur la température de sortie de l'appareil d'oxydation et sur le rapport de recyclage,

— la fig. 4 est un diagramme représentant le lieu des points critiques des mélanges d'eau.

La fig. 1 représente le schéma de principe d'un appareil permettant de mettre en œuvre le procédé selon l'invention. On ajoute de la matière organique d'alimentation pour remplir un réservoir de mélange boueux 11 par l'intermédiaire d'une conduite 12, en même temps qu'on amène de l'eau de traitement par une conduite 13.

L'eau et les matières organiques sortant du réservoir de mélange passent par une conduite 14, une pompe d'alimentation 15, une conduite 16 conduisant à un appareil de dérivation 17, et une conduite 18, pour arriver à un appareil d'oxydation 19. L'air ou l'oxygène provenant d'une source 20 passent dans une conduite 21, un compresseur d'oxydation 22 et une conduite 23, pour arriver soit directement à l'appareil d'oxydation soit à la conduite 18 de manière à se mélanger à la matière organique et à l'eau de traitement pour former un mélange de réaction pénétrant dans l'appareil d'oxydation. Après réaction dans cet appareil, le débit sortant passe dans une conduite 24 arrivant à un séparateur de cendres classique 25 dans le fond 26 duquel tombent les cendres et les sels inorganiques, de façon bien connue de l'art antérieur. Le débit sortant passe dans une conduite 27 pour atteindre une turbine de détente 28 et en sortir sous forme d'énergie utile en forme de vapeur ou d'eau haute pression sortant par la sortie 30. Une partie du débit de sortie contenant du gaz carbonique, de l'azote si l'on utilise de l'air comme oxydant, et de l'eau supercritique surchauffée c'est-à-dire au-dessus de sa température critique de 374° C, peut être recyclée et envoyée dans la conduite 31 et l'appareil de dérivation 17 pour fournir la quantité de chaleur requise au mélange de réaction pénétrant dans l'appareil d'oxydation.

Les matières organiques utilisables comme produits d'alimentation de l'appareil selon l'invention peuvent être essentiellement constituées par n'importe laquelle des matières organiques constituant les combustibles ou les déchets indiqués dans le tableau I ci-après :

(Tableau en tête de la page suivante)

Les matières organiques qu'on peut introduire, sans limitation, dans l'appareil selon l'invention sont des déchets ou des matières toxiques bien connues telles que:

«Aldrine» Acide anthranilique

«Dieldrine» Alfatoxine

DDT Heptachlore

2,4,5 - T et esters «Malathion»

2,4 - Diaminotoluène Nitrosamines

«Lindane» Déchets de papier transformés

Acide p-aminobenzoïque Déchets agricoles et autres.

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4

Tableau I

Matériau combustible

Analyse finale (poids en kg à sec)

Cendre kcal/kg kcal/kg CH

CH

H

O

N

S

Charbon d'Utah

35

2,7

4,5

0,7

0,3

1,9

7,87

9,38

Charbon de Pittsburg # 1

34

2,2

2,2

0,5

1,4

4,7

5,58

9,42

Charbon de Pittsburg ^2

33

2,4

4,6

0,3

1,3

3,4

7,76

9,26

Charbon de Wyoming

32

2

9

0,3

0,5

6,3

8

10,77

Ecorce de sapin Douglas

25,5

2,7

16,6

0

0

0,5

5,28

8,50

Bois

23,6

2,9

18

0,05

0

0,5

5

8,58

Ecorce de pin

23,7

2,6

17,6

0,09

0

1,3

4,88

8,40

Bagasse

21,5

2,8

16

0

0

5,1

5,1

9,51

Eaux d'égouts brutes

20,6

3

11,7

1

0,2

8,6

3,93

7,52

Déchets bovins

19,4

2,5

14,2

1

0,1

8

4,10

8,51

Cosses de riz

17,5

2,6

18

0,2

0

7

3,67

8,31

Paille de riz

17,8

2,3

16,2

0,3

0,05

8,7

3,63

8,20

MSW

15,4

2

10,2

0,3

0,2

17,2

3,14

8,14

Boue de pâte à papier

14

3,3

23,2

0,2

0,1

4,6

2,97

7,80

Boues d'égouts

6,4

1

4,8

0,5

0,3

32,4

1,13

6,95

Lignite (N.D.)

19,2

3

19,6

0,8

0,3

—

4

8,16

Subbitume B

24,8

2,9

15,3

0,5

0,2

—

5,23

8,58

Alcool éthylique

23,7

5,9

15,8

—

—

—

7,10

10,89

Carbone

45

7,83

7,82

Méthane

34

11,3

—

—

—

—

11,95

11,95

Propane

37

8,3

—

—

—

—

11,08

11,08

Hexane

38

7,4

—

—

—

—

10,78

10,78

Benzène

41,9

3,5

—

—

—

—

9,71

9,71

Mazout n° 1

10,92

Mazout n° 2

10,78

Mazout n° 3

10,67

Mazout n° 5

10,56

Mazout n° 6

10,44

Les matières organiques à traiter par le procédé selon l'invention comprennent celles reconnues comme dangereuses par l'Agence de protection de l'environnement des USA telles que par exemple celles répertoriées dans la publication EPA N° 560/11-79.001 intitulée Développement standard des données de test: Acte de contrôle des substances toxiques produisant des effets chroniques sur la santé; section 4. Quand on utilise des déchets toxiques on désire parfois n'utiliser que l'oxydation par la chaleur pour renforcer l'oxydation de ces matériaux, de manière à obtenir des produits inoffensifs pouvant être extraits de l'appareil d'oxydation et jetés. On peut faire passer l'eau supercritique obtenue sur d'autres surfaces sans en retirer l'énergie, de manière à utiliser ensuite cette énergie dans des cycles de production de puissance. Quand on utilise des matériaux d'entrée à pouvoir calorifique modéré ou élevé, on obtient de l'énergie utilisable pouvant se transformer en vapeur au moyen de turbines à vapeur, de systèmes à cycle de Rankine ou autres, bien connus de l'art antérieur. La sortie d'eau chaude peut être utilisée directement dans des échangeurs de chaleur pour le chauffage de locaux ou pour toute autre application de chauffage.

De préférence, la concentration en matières organiques est de l'ordre de 2 à 25% en poids du mélange de réaction. La liste partielle des matériaux d'alimentation possibles du tableau I montre que le pouvoir calorifique en kcal/kg des différents combustibles varie dans une très grande plage comprise entre 1,13 kcal/kg pour les boues d'égouts et 11,95 kcal/kg pour le méthane. La dernière colonne du tableau I donne le pouvoir calorifique en kcal/kg du carbone et de l'hydrogène contenus dans le combustible. Sur cette base les valeurs calorifiques varient dans une plage beaucoup plus petite allant de 6,95 kcal/kg CH pour les boues d'égouts à 8,5 kcal/kg CH pour les bois et l'écorce, 9,42-10,77 kcal/kg CH pour les charbons, et 10,44-10,92 kcal/kg CH pour les mazouts.

Le pouvoir calorifique des combustibles définit la concentration d'alimentation et le rapport de recyclage nécessaires pour atteindre 40 une température donnée à la sortie de l'appareil d'oxydation. Pour une concentration donnée du combustible d'alimentation, la température de sortie varie avec le pouvoir calorifique du combustible. L'effet du pouvoir calorifique du combustible sur la température de sortie de l'appareil d'oxydation et sur le rapport de recyclage est re-45 présenté sur la fig. 2. Les résultats portés sur la fig. 2 ont été déterminés par la première loi d'équilibre thermodynamique en supposant des pertes d'énergie négligeables vers l'extérieur (concentration de combustible: 4,5 kg CH/45 kg H20; pression de fonctionnement: 253 kg/cm2; pas d'échangeur de chaleur; température à l'entrée de 50 l'appareil d'oxydation: 377°C).

Avec de l'air comme oxydant, la température de sortie de l'appareil d'oxydation varie de 441°C pour 7,8 kcal/kg CH à 563°C pour 10 kcal/kg CH. Si l'on utilise de l'oxygène à la place de l'air, la température de sortie est un peu plus élevée, comme indiqué par la ligne 55 en pointillés de la fig. 2. Le rapport de recyclage est déterminé par la température de sortie de l'appareil d'oxydation et la température voulue à l'entrée de celui-ci. Pour une température de 377° C à l'entrée de l'appareil d'oxydation, la relation entre le rapport de recyclage et le pouvoir calorifique du combustible est représentée sur 60 la fig. 2 pour l'air (courbe en trait plein) et l'oxygène (courbe en pointillés). Des rapports de recyclage plus élevés sont nécessaires lorsqu'on utilise de l'air au lieu de l'oxygène car l'élément d'azote inerte de l'air diminue la température de sortie de l'appareil d'oxydation.

65 On préfère toujours avoir les températures les plus élevées à la sortie de l'appareil d'oxydation, de manière à n'avoir qu'une plus faible quantité d'eau à recycler pour obtenir la chaleur nécessaire à la réaction. La température de sortie doit de préférence rester tou

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653 320

jours au-dessus de 374° C pour des réactions en phase unique, et cette température se situe de préférence au-dessus de 450° C pour optimiser la précipitation des sels et pour minimiser le recyclage. Ainsi, avec des combustibles à pouvoir calorifique plus faible, on peut utiliser des mélanges de réaction à concentration d'alimentation plus élevée. Dans certains cas on utilise des systèmes d'échangeurs de chaleur supplémentaires en même temps que le recyclage pour obtenir la température voulue à l'entrée de l'appareil d'oxydation.

La réaction se fait le plus souvent de préférence au voisinage de la densité critique de l'eau, ce qui signifie que la température doit être au moins la température critique de l'eau et la pression au moins la pression critique de l'eau. On peut également utiliser les paramètres au voisinage du point critique de l'eau et ces paramètres doivent être considérés comme équivalents aux conditions critiques. La zone au voisinage du point critique, ou le terme «zone de densité critique de l'eau» concerne des densités comprises entre 0,2 et 0,7 g/cm3. Dans cette zone proche du point critique ou zone de densité critique, les pressions peuvent être comprises entre 200 et 250 atm et les températures entre 360 et près de 450° C. On préfère en fait utiliser une plage de températures de 374 à 450° C, et une plage de densités critiques de 0,25 à 0,55 g/cm3.

Bien qu'il soit préférable que le débit sortant de l'appareil d'oxydation atteigne une température et une pression voisines des conditions critiques de l'eau, ces conditions peuvent cependant varier dans certains cas. Dans tous les cas la réaction atteint en tout point de l'appareil d'oxydation les conditions supercritiques, c'est-à-dire que les conditions de température et de pression sont telles qu'on ne peut obtenir qu'une phase fluide homogène unique dans le mélange de produits de réaction. La fig. 4 est un diagramme représentant la pression en fonction de la température dans la zone supercritique, c'est-à-dire le lieu des points critiques de mélanges binaires d'eau avec du benzène, de l'éthylène, du naphtalène et de l'azote. Dans tous les cas, avec le mélange de produits de réaction utilisés, les conditions supercritiques se situent vers la droite et vers le haut du lieu des points représentés. Comme les mélanges d'eau et d'oxygène ont un lieu de points semblables à celui d'un mélange d'eau et d'azote, il est évident qu'on doit obtenir dans l'appareil d'oxydation des températures et des pressions situées à droite de la ligne (4). Ces conditions sont voisines des conditions supercritiques de l'eau seule et ces conditions supercritiques doivent être réalisées dans l'appareil d'oxydation pour obtenir la réaction à phase de fluide unique permettant une oxydation complète et rapide. Sur la fig. 4 la concentration en matières organiques ajoutées à l'eau augmente lorsque les lignes s'écartent du point critique de l'eau dans le coin inférieur droit de la zone supercritique de l'eau représentée sur le graphique.

La température et la pression s'installant dans l'appareil d'oxydation peuvent varier. La température d'allumage du mélange de réaction doit être atteinte avant l'entrée de celui-ci, et les conditions supercritiques du mélange de réaction doivent être obtenues en un point quelconque de l'appareil d'oxydation par suite de la chaleur dégagée dans l'oxydation adiabatique d'une partie des matières organiques d'alimentation.

La température initiale s'installant dans l'appareil d'oxydation pour les matériaux tendant à se carboniser, c'est-à-dire à subir une pyrolyse ou une décomposition, se situe de préférence au-dessus de la zone des températures de carbonisation. Par exemple les matières cellulosiques tendent à subir une pyrolyse dans la zone de 150 à 325"C, de sorte qu'elles sont rapidement portées à 374°C avant oxydation par recyclage de l'eau supercritique sortant de l'appareil d'oxydation, directement avec cette eau, ce qui fait ainsi monter pratiquement instantanément la température du mélange de réaction et réduit la formation de produits carbonisés. D'autre part beaucoup de combustibles à hydrocarbures liquides ne donnent pas de pyrolyse appréciable au-dessous de 374°C et peuvent donc passer dans un mélange de réaction à eau et oxygène pénétrant dans l'appareil d'oxydation à des températures plus basses se situant par exemple à moins de 200° C sous 220 atm. De la même façon beaucoup de déchets et matériaux toxiques liquides ou solides peuvent pénétrer dans l'appareil d'oxydation dans les mêmes conditions que les hydrocarbures liquides combustibles. Les matières cellulosiques pénètrent de préférence dans l'appareil d'oxydation à une température inférieure à 350°C et sous 220 atm. Le recyclage de l'eau sortant de l'appareil d'oxydation est utilisé pour faire monter la température du mélange de réaction, l'importance de ce recyclage étant déterminée par la température qu'on veut obtenir à l'entrée de l'appareil d'oxydation.

Tout le chauffage est de préférence obtenu par recyclage dans la ligne 31 en utilisant l'eau chauffée et de préférence l'eau supercritique obtenue à la sortie de l'appareil d'oxydation. Le processus est continu après son démarrage et la chaleur initiale peut être obtenue à partir d'une source extérieure au moment du démarrage.

Les matières organiques d'alimentation peuvent être transformées en composés combustibles tels que des furannes, des furfurals, des alcools et des aldéhydes, par utilisation d'un appareil de transformation monté, si on le désire, dans la ligne 18, de façon que les produits d'alimentation le traversent avant d'être mélangés à l'air ou à l'oxygène pour passer dans l'appareil d'oxydation. L'utilisation d'un appareil de transformation pour gazéifier les matières organiques dans les conditions supercritiques est bien connue de l'art antérieur et décrite dans le brevet USA N° 4113446 déposé le 12 septembre 1978 et relatif à des procédés de gazéification utilisant de l'eau supercritique. Les appareils de transformation décrits dans ce brevet peuvent s'utiliser si on le désire dans le présent système bien que, dans la plupart des cas, ils ne soient pas nécessaires.

Le matériau d'alimentation peut être sous forme liquide comme dans le cas des liquides organiques, sous forme de boues aqueuses, sous forme gazeuse ou sous forme solide. Quand il est sous forme solide, le matériau d'alimentation est de préférence concassé pour pouvoir se mélanger plus facilement à l'eau d'alimentation de manière à donner une boue pouvant se pomper.