EP0746725A1 - Procede et installation de traitement de dechets par sechage, sublimation, oxydation et combustion - Google Patents

Procede et installation de traitement de dechets par sechage, sublimation, oxydation et combustion

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EP0746725A1
EP0746725A1 EP95910598A EP95910598A EP0746725A1 EP 0746725 A1 EP0746725 A1 EP 0746725A1 EP 95910598 A EP95910598 A EP 95910598A EP 95910598 A EP95910598 A EP 95910598A EP 0746725 A1 EP0746725 A1 EP 0746725A1
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EP
European Patent Office
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bed
waste
particles
drying
section
Prior art date
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EP95910598A
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English (en)
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EP0746725B1 (fr
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Michel Figueras
François Baudequin
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Electricite de France SA
FM Industrie
Original Assignee
Electricite de France SA
FM Industrie
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Publication date
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Publication of EP0746725B1 publication Critical patent/EP0746725B1/fr
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    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23G2201/10—Drying by heat
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    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/90—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/12—Sludge, slurries or mixtures of liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/20—Medical materials

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of waste treatment and it aims, more particularly, although in a nonlimiting manner, the treatment of wet waste and, more specifically, among these sludges of various origins.
  • the first relates to the water content which must necessarily be removed for a suitable treatment to lead to "inerting" of the residual dry products.
  • insusceptible By the neologism "inerting”, it is necessary to understand any means to make such waste after treatment insusceptible to cause pollution by themselves or by leaching.
  • This first difficulty is linked to the need to control energy expenditure, so that the cost of treatment is acceptable.
  • the second difficulty is due to the pasty or muddy form of the waste which poses a hardly soluble problem of transfer within an installation, by the risks of clogging, solidification, vaulting which can intervene within the transfer circuits in particular. .
  • the third difficulty relates to the establishment, conduct and control of a treatment process capable of safely and completely eliminating all the components of the waste likely to be destroyed by incineration. This is an objective that must necessarily be achieved in order to meet the requirements of regulatory, even legislative, texts aimed at eliminating, in the long term if not immediately, deposits and discharges in illegal or regulated access landfills.
  • the prior art has proposed a number of methods for attempting to inert the waste. These processes can be classified into two main categories, called cold process and hot process.
  • 3,677,404 consists in creating, in an incineration oven, a fluidized bed of inert mineral solid particles, for example formed of silica grains, such a bed being heated to a suitable temperature, by example close to 750 ° C.
  • the particles circulate from the bottom of the bed to the upper level from which they are recycled to be incorporated into the waste.
  • the mixture obtained is received in a filtration tower intended to allow the evacuation of at least part of the moisture.
  • a low racking device is provided for extracting the mixture from the filtration tower and for directing it to the inlet of a feed system supplying, in the oven at the base of the fluidized bed, the mixture of heated particles.
  • the waste-particle mixture will have the property of being put into circulation and of following, by a continuous supply of the furnace, an upward migration in the fluidized bed within which an incineration of the burnable components may intervene.
  • the second is due to the fact that the mixture from the filtration tower has a heterogeneous character which is not favorable to the progress of a complete incineration process inside the bed.
  • the third is that the fluidization of the bed is ensured by the exhaust gas from a burner responsible for raising and maintaining the inert recyclable particles in temperature.
  • the exhaust gas from a burner responsible for raising and maintaining the inert recyclable particles in temperature In the case of a bed which is necessarily very high to impose a sufficient residence time, as is recommended, the incineration of the "burnable" components cannot really and effectively intervene due to a lack of oxygen. .
  • the present invention aims to overcome the drawbacks listed above, in order to provide a method for inerting wet waste, and more particularly sludge, which is really efficient, relatively low energy consumer and which can make the subject to flexibility or suppleness of conduct, in particular by a self-adaptation of the temperature regulation of the bed taking into account the energy input resulting from the actual and complete combustion of the burnable components.
  • extract, from the roof of the furnace, the gases produced which are directed to a treatment installation. and extracting the surplus from the fluidized bed from the upper level is characterized in that it consists in:. recycle the hot inert particles extracted from the bed to a mixing section of one unit,. admit in appropriate proportion the wet waste to be treated in said section, proceed to mixing in the section,. stir and move the mixture in a drying coating section where the waste agglomerates in a layer around the particles to form a gangue that is at least partly dried,. recycle the particles coated directly at the base of the bed and maintain the fluidization of the bed with a pressurized, oxygenated fluid, supplied at least at the base of the bed.
  • Figure 1 is a schematic view illustrating an installation for implementing the method.
  • Figure 2 is a schematic view showing an alternative embodiment of the installation.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an installation for the implementation of the treatment process.
  • Such an installation comprises an oven 1 delimiting an enclosure 2 for confining a bed 3 of materials or of an inert mineral material, in particulate form.
  • the enclosure 2 is made so that the bed 3 can rise over a relatively large height, for example between 1 m and 2.50 m.
  • the inert mineral material selected is chosen from silica, alumina, lime, zircon, with a particle size favorable for fluidization.
  • the particle size is, for example, between 100 and 2000 micrometers in average diameter.
  • the bed 3 can be formed from a single mineral material or from a composition of several compatible with each other.
  • the oven 1 comprises an insulating envelope 4 suitably formed to form a barrier limiting the propagation of calories from the interior of the oven to the surrounding environment.
  • a tank 5 is mounted which delimits the enclosure 2.
  • the tank 5 has a bottom 6 and a double bottom 6a defining between them a manifold 7 for inlet and pressure distribution, the function appears in the following.
  • the double bottom 6a is provided with fluidization nozzles 8 opening inside the collector 7 which communicates with a circuit 9 adapted to supply an oxygenated gaseous fluid, under pressure, responsible for ensuring the fluidization of the bed 3.
  • the fluid gaseous fluidization is, for example, supplied by a booster 10 whose outlet 11 can be connected to the circuit 9, either directly or indirectly through a heating system 12, of any suitable type, which can be , of preferably, a heat exchanger, the second circuit of which will be described below.
  • the oven 1 furthermore comprises heating means 13 which are constituted by static means capable of heating the bed 3.
  • Such means 13 are preferably constituted by electrical resistors, arranged between the tank 5 and the insulating envelope 4, being distributed over the entire height corresponding to that of the bed 3 at least, but preferably also over the height of a chamber 14 forming an enclosure sky and delimited inside the latter by the upper level of the bed 3.
  • the chamber 14 communicates at its upper part with a chimney 15 passing through the insulating envelope 4 to ensure the extraction of the fumes and other gaseous products developing in the enclosure 2.
  • the chimney 15 leads to a cyclone 16 for separating any dust, before being connected to the heating system 12 to take the second circuit of the latter then produced in the form of a dual-circuit exchanger.
  • the exchanger 12 is also connected to a smoke treatment unit 17, produced in any known manner to provide pollution control.
  • the circuit 9 comprises a branch branch 9a capable of passing through a heater 18 the outlet of which is connected to means 19 for supplying an oxidizer inside the enclosure 2.
  • the means 19 are, for example, constituted by a rod 20, the end of which is provided with a diffuser 21 which may be situated just above the upper level of the bed 3 or at least partly inside the latter.
  • the upper level of the bed 3 inside the enclosure 2 is determined by extraction means 25 which can involve active means, of the type of an extraction screw endless driven by a motor or passive means, such as an overflow through a level weir.
  • the enclosure 2 is provided with means 26 for supplying waste to be treated.
  • waste it is appropriate, within the meaning of the invention, to consider the term in its broadest sense to designate wet materials and more generally sludge.
  • the supply means 26 may consist of a sheath containing a worm or a pneumatic transfer system. In all cases, the means 26 open out at the bottom of the tank 5, substantially at the level of the double bottom 6a and above the outlets of the nozzles 8.
  • the supply means 26 are connected by a supply line 27 to a mixing unit 28 comprising a first inlet 29 reserved for the introduction of the waste to be treated and a second inlet 30 reserved for the introduction of a charge of mineral matter in particulate form directly from the means 25.
  • the mixing unit 28 comprises a box 32 defining a trough or gutter 33 for, at least, a mixing screw 34 of the Archimedes type driven in rotation by an actuator 35.
  • the gauge 33 defines a section or zone 36, so-called mixing, to which the inputs 29 and 30 lead.
  • the input 29 is connected upstream to a device 37 for supplying waste which may be a buffer tank provided with extraction means, a grinder, a kneader, an agitator, or even a granulator, if the wet waste has been previously frozen.
  • the gauge 33 delimits, after the zone 36, a zone or section 38, called coating-drying, which is overhung by a hood 39 connected to the smoke treatment circuit, for example between the heating system 12 and the processing unit 17.
  • the gauge 33 is connected, opposite the section 36, to the line 27 with the interposition of a launching apparatus 40.
  • the method according to the invention consists in heating 1 enclosure 2 by means of the means 13 so as to maintain a constant temperature, between 400 and 1000 ° C. and typically close to 900 ° C., imposed on the bed 3.
  • the unit 28 When the desired temperature is reached and maintained by control and servo means which are not directly part of the object of the invention, the unit 28 is put into service.
  • inert mineral particles at a suitable temperature are supplied, for example by an auxiliary circuit 30a to maintain a functional mode in a closed circuit.
  • the inert particles come directly from the oven 2 by extraction from the upper level of the bed 3.
  • the hot mineral particles are discharged into zone 36 where they are stirred by the rotation of the screw (s) 34.
  • the zone 36 also receives by the input 29 a proportional quantity of waste which is thus mixed with the particles in the zone 36.
  • the screw (s) 34 then maintain effective mixing of the mixture in the zone 38 where there is a gradual coating of the hot inert mineral particles which transfer their calories to the layer of waste gradually forming into a dry gangue of relatively small thickness. Given the large specific surface area of the particles, a high drying power of the waste occurs and the vapors produced are taken up by the hood and evacuated.
  • the waste is completely incorporated by coating around the particles and the mixture thus obtained can be described as homogeneous.
  • coated particles are then extracted from the box 28 and taken in charge by the launcher 40 to be conducted by the line 27 to the means 26 ensuring their introduction inside the bed 3 whose fluidized state is maintained by the intake oxygenated gaseous fluid, possibly heated, supplied by the booster 10 and delivered to the lower manifold of the tank 5.
  • the coated particles are subjected to a thermal shock bringing the gangue of waste to ambient temperature of the fluidized bed.
  • the ascending path is positively controlled in terms of residence time, since the particles and waste are trapped in a sort of fluid matrix whose homogeneity is ensured by the fact that the particles of mineral matter having been coated, are of the same nature and of the same particle size as those constituting the fluidized bed.
  • This residence time which is consequently relatively long due to the height of the fluidized bed 3, can, depending on the operating parameters of the furnace, be in the region of several tens of minutes, or even several hours, during which the waste is subjected to the processing temperature. This temperature therefore promotes the combustion of the combustible parts of the waste, the oxidation of the oxidizable parts, and even the sublimation of the sublimable parts.
  • the leachable products partially decompose in the gaseous phase, for example, the salts in the form of chloride, and this gaseous phase is evacuated from the treatment and reaction enclosure 2, via the chimney 15 to undergo there. a possible separation of the fine particles included inside the cyclone 16 before passing through the exchanger 12 making it possible to improve the energy balance of the installation in operation.
  • the fumes are washed and decontaminated by the unit 17 operating in a manner known per se.
  • the residual part of the waste in solid form can be partly burnt and partly oxidized by the effect of oxygen surrounding each of the particles and which comes from the gaseous fluid for fluidizing bed 3. It can be envisaged to improve the presence of oxygen inside the enclosure 2, in particular providing for a supply by the rod 20 to maintain, for example, in the headliner or chamber 14, a partial oxygen pressure greater than 2,000 Pascal, maintaining an oxidizing atmosphere.
  • the oxidation of the residual part in solid form also occurs due to the temperature maintained inside the enclosure 2 and the long residence time which is imposed on the particles along an ascending path or path inside the fluidized bed 3.
  • the supply, continuously or discontinuously, of the mixture to be treated has the consequence of increasing the mass of the fluidized bed 3, the surplus of which is taken up at a higher level by the extraction means 25.
  • This surplus consists of the mineral matter in inert particulate form, or even the inert solid fraction of waste.
  • the input into zone 36 may involve a proportion of particulate matter between 15 and 80% compared to waste.
  • the recommended method involves the use of inert particles which can be described as carriers which, in the above case, rotate in a closed circuit to facilitate the hydrodynamics, handling and circulation of waste in the installation.
  • the particles included also act as a vector of heat energy favoring, during mixing in the unit 28, the drying of wet waste.
  • This arrangement makes it possible to treat a wide spectrum of wet waste, even going as far as direct treatment of organic and hospital waste by planning, for example to freeze it initially to allow grinding and / or granulation promoting incorporation into the inert material. recycled whose temperature at the outlet of the oven ensures rapid drying during the mixing phase in the unit 28.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment in which the recirculation means 30 are directed, optionally after passing through a cooler 43, towards a separator 44 capable of ensuring, by any suitable means, such as centrifugation or mechanical stripping, the separation between the particulate inert material and the solid fraction of the waste together constituting the surplus extracted from the bed 3 by the means 25.
  • the separated solid fraction is evacuated to a unit for conditioning or compacting final waste, such as 45, while the fraction of inert particulate matter is taken up by a line 46 to reach inlet 29.
  • the invention finds a preferred application in the treatment of wastewater sludge.
  • the invention is not limited to the examples described and shown since various modifications can be made without departing from its scope.

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Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT DE DECHETS PAR SECHAGE, SUBLIMATION, OXYDATION ET COMBUSTION.
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne le domaine technique du traitement des déchets et elle vise, plus particulièrement, quoique de façon non limitative, le traitement des déchets humides et, plus spécifiquement, parmi ceux-ci les boues d'origines diverses.
A titre d'exemple, il convient de citer les boues alimentaires, de papeterie, de sidérurgie, de teinturerie, de traitement des eaux usées, etc.. .
Différentes difficultés sont à surmonter lorsqu'il est recherché de traiter et d'inerter des déchets humides et, notamment, des boues. Parmi ces difficultés et sans qu'il s'agisse d'une énumération selon un ordre d'importance, il peut être cité les difficultés suivantes. La première tient à la teneur en eau qui doit nécessairement être évacuée pour qu'un traitement convenable permette d'aboutir à "l'inertage" des produits secs résiduels. Par le néologisme "inertage", il convient de comprendre tout moyen pour rendre de tels déchets après traitement insusceptibles d'entraîner une pollution par eux-mêmes ou par lixiviation. Cette première difficulté est liée à la nécessité de maîtriser la dépense d'énergie, afin que le coût du traitement soit acceptable.
La deuxième difficulté tient à la forme pâteuse ou boueuse des déchets qui pose un problème difficilement soluble de transfert au sein d'une installation, par les risques de colmatage, de prise en masse, de voûtage qui peuvent intervenir au sein des circuits de transfert notamment. La troisième difficulté est relative à l'établissement, la conduite et le contrôle d'un procédé de traitement capable d'éliminer sûrement et en totalité tous les composants des déchets susceptibles d'être détruits par incinération. Il s'agit là d'un objectif devant nécessairement être atteint en vue de répondre aux exigences des textes réglementaires, voire législatifs, visant à supprimer, à terme sinon immédiatement, les dépôts et déversements dans les décharges sauvages ou d'accès réglementé. TECHNIQUE ANTERIEURE
La technique antérieure a proposé un certain nombre de procédés pour tenter d'inerter les déchets. Ces procédés peuvent être classés en deux grandes catégories, dénommées procédé à froid et procédé à chaud.
Les procédés à froid consistent à enrober les déchets dans une matrice qui peut être du bitume, du ciment, voire une matière plastique appropriée. Ces procédés apparaissent immédiatement inappropriés pour les déchets humides et notamment les boues. Parmi les procédés à chaud, l'un consiste à réaliser la vitrification des déchets inclus à un mélange de silice ou d'alumine. La vitrification intervient à très haute température générée par des moyens techniques chers, complexes et délicats qui ne peuvent pas être envisagés pour le traitement de tous les déchets et qui surtout ne conviennent pas pour des déchets humides. La technique antérieure a proposé une méthode de traitement plus spécifique pour de tels déchets. Cette méthode, enseignée par le brevet US 3.677.404, consiste à créer, dans un four d'incinération un lit fluidisé de particules inertes solides minérales, par exemple formées de grains de silice, un tel lit étant chauffé à une température convenable, par exemple voisine de 750° C. Les particules circulent du bas du lit vers le niveau supérieur à partir duquel elles sont recyclées pour être incorporées aux déchets. Le mélange obtenu est reçu dans une tour de filtration destinée à permettre l'évacuation d'une partie au moins de l'humidité.
Un dispositif de soutirage bas est prévu pour extraire le mélange de la tour de filtration et pour le diriger à l'entrée d'un système d'alimentation fournissant, dans le four à la base du lit fluidisé, le mélange de particules chauffées.
De cette manière, il est escompté que le mélange déchets-particules possédera la propriété d'être mis en circulation et de suivre, par une alimentation en continu du four, une migration ascendante dans le lit fluidisé au sein duquel une incinération des composants brûlables pourra intervenir.
Cette technique préconisée en 1970 ne semble pas pouvoir en réalité faire l'objet d'une réelle application industrielle pour les déchets humides et, en particulier, les boues, car elle souffre de différents inconvénients.
Le premier découle de la volonté de faire séjourner le mélange dans la tour de filtration. Cette proposition se comprend aisément car son objectif est d'éliminer une partie importante de l'eau incluse, avant l'entrée dans le four en mettant à profit la chaleur emmagasinée par les particules. Cependant, cette façon de procéder conduit à entasser le mélange dans une enceinte dans laquelle inévitablement le mélange se prend en masse avec pour conséquence minimale, la formation de mottes, ou maximale, la constitution de gâteaux ou de couches qui s'opposent à une extraction ultérieure.
La deuxième tient au fait que le mélange issu de la tour de filtration possède un caractère hétérogène qui n'est pas favorable au déroulement d'un processus d'incinération complète à l'intérieur du lit.
Le troisième tient au fait que la fluidisation du lit est assurée par le gaz d'échappement d'un brûleur chargé de monter et maintenir en température les particules inertes recyclables. Lorsqu'il s'agit d'un lit nécessairement de grande hauteur pour imposer un temps de séjour suffisant, comme cela est préconisé, l'incinération des composants "brûlables" ne peut réellement et efficacement intervenir en raison d'un manque d'oxygène. La présente invention a pour objectif de surmonter les inconvénients ci-dessus énumérés, afin de proposer un procédé d'inertage des déchets humides, et plus particulièrement de boues, qui soit réellement efficace, relativement peu consommateur d'énergie et qui puisse faire l'objet d'une flexibilité ou souplesse de conduite, notamment par une auto-adaptation de la régulation de température du lit prenant en compte l'apport d'énergie résultant de la combustion réelle et complète des composants brûlables.
EXPOSE DE L'INVENTION
Pour atteindre cet objectif, le procédé selon l'invention, du type consistant à
. créer dans l'enceinte de confinement d'un four un lit de particules inertes à la base duquel est injecté un fluide sous pression pour entretenir un lit fluidisé, . maintenir le lit fluidisé à une température de traitement par un moyen de chauffage extérieur à l'enceinte, . définir un niveau supérieur maximal du lit fluidisé et à extraire tout surplus à partir dudit niveau, . mélanger les déchets avec une charge de matière minérale sous forme particulaire, . introduire ledit mélange à la base du lit, . soumettre le mélange à un parcours ascendant au sein du lit,
. prélever, à partir du ciel de four, les gaz produits qui sont dirigés vers une installation de traitement . et extraire le surplus du lit fluidisé à partir du niveau supérieur, est caractérisé en ce qu'il consiste à : . recycler les particules inertes chaudes extraites du lit vers une section de mélange d'une unité, . admettre en proportion appropriée les déchets humides à traiter dans ladite section, procéder dans la section à un mélange, . brasser et déplacer le mélange dans une section d'enrobage séchage où les déchets s'agglomèrent en couche autour des particules pour former une gangue en partie au moins séchée, . recycler les particules enrobées directement à la base du lit et entretenir la fluidisation du lit par un fluide sous pression, oxygéné, délivré au moins à la base du lit.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est une vue schématique illustrant une installation pour la mise en oeuvre du procédé. La figure 2 est une vue schématique montrant une variante de réalisation de l'installation.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
La figure 1 montre une première forme de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de traitement. Une telle installation comprend un four 1 délimitant une enceinte 2 de confinement d'un lit 3 de matériaux ou d'une matière minérale inerte, sous forme particulaire. De préférence, l'enceinte 2 est réalisée de manière que le lit 3 puisse s'élever sur une hauteur relativement grande, par exemple comprise entre 1 m et 2,50 m. La matière minérale inerte retenue est choisie parmi la silice, l'alumine, la chaux, le zircon, avec une granulométrie favorable à une mise en fluidisation. La taille des particules est, par exemple, comprise entre 100 et 2000 micromètres de diamètre moyen. Le lit 3 peut être formé d'une seule matière minérale ou d'une composition de plusieurs compatibles entre elles. Le four 1 comporte une enveloppe isolante 4 constituée de manière appropriée pour former une barrière limitant la propagation des calories depuis l'intérieur du four vers le milieu environnant. A l'intérieur de l'enveloppe isolante 4, est montée une cuve 5 qui délimite l'enceinte 2. La cuve 5 comporte un fond 6 et un double fond 6a définissant entre eux un collecteur 7 d'admission et de répartition de pression dont la fonction apparaît dans ce qui suit.
Le double fond 6a est pourvu de buses de fluidisation 8 s 'ouvrant à l'intérieur du collecteur 7 qui communique avec un circuit 9 adapté pour fournir un fluide gazeux oxygéné, sous pression, chargé d'assurer la fluidisation du lit 3. Le fluide gazeux de fluidisation est, par exemple, fourni par un surpresseur 10 dont la sortie 11 peut être mise en relation avec le circuit 9, soit directement, soit indirectement au travers d'un système de réchauffage 12, de tout type approprié, qui peut être, de façon préférée, un échangeur de chaleur dont le second circuit sera décrit ci-après. Le four 1 comporte, par ailleurs, des moyens de chauffage 13 qui sont constitués par des moyens statiques à même d'assurer le chauffage du lit 3. De tels moyens 13 sont, de préférence, constitués par des résistances électriques, disposées entre la cuve 5 et l'enveloppe isolante 4, en étant réparties sur toute la hauteur correspondant à celle du lit 3 au moins, mais de préférence aussi sur la hauteur d'une chambre 14 formant ciel d'enceinte et délimitée à l'intérieur de cette dernière par le niveau supérieur du lit 3. La chambre 14 communique à sa partie supérieure avec une cheminée 15 traversant l'enveloppe isolante 4 pour assurer l'extraction des fumées et autres produits gazeux se développant dans l'enceinte 2. La cheminée 15 aboutit à un cyclone 16 de séparation des poussières éventuelles, avant d'être raccordée au système de réchauffage 12 pour emprunter le second circuit de ce dernier réalisé alors sous la forme d'un échangeur à double circuit. L'échangeur 12 est par ailleurs raccordé à une unité 17 de traitement des fumées, réalisée de toute manière connue pour assurer une dépollution.
Selon une autre disposition de l'invention, le circuit 9 comprend une branche dérivée 9a à même de traverser un réchauffeur 18 dont la sortie est raccordée à des moyens 19 de fourniture d'un comburant à l'intérieur de l'enceinte 2. Les moyens 19 sont, par exemple, constitués par une canne 20 dont l'extrémité est pourvue d'un diffuseur 21 qui peut être situé juste au-dessus du niveau supérieur du lit 3 ou en partie au moins à l'intérieur de ce dernier.
Selon une autre disposition de l'invention, le niveau supérieur du lit 3 à l'intérieur de l'enceinte 2 est déterminé par des moyens d'extraction 25 qui peuvent faire intervenir des moyens actifs, du type d'une vis d'extraction sans fin animée par un moteur ou encore des moyens passifs, tels qu'une surverse par l'intermédiaire d'un déversoir de niveau.
L'enceinte 2 est pourvue de moyens d'approvisionnement 26 en déchets à traiter. Par déchets, il convient, au sens de l'invention, de considérer le terme dans son acception la plus large pour désigner des matières humides et plus généralement des boues.
Les moyens d'approvisionnement 26 peuvent consister en une gaine contenant une vis sans fin ou encore en un système de transfert pneumatique. Dans tous les cas, les moyens 26 débouchent à la partie basse de la cuve 5, sensiblement au niveau du double fond 6a et au-dessus des sorties des buses 8. Les moyens d'approvisionnement 26 sont raccordés par une ligne d'alimentation 27 à une unité de mélange 28 comprenant une première entrée 29 réservée à l'introduction des déchets à traiter et une seconde entrée 30 réservée à l'introduction d'une charge de matières minérales sous forme particulaire directement issues du moyen 25.
L'unité de mélange 28 comprend un caisson 32 définissant une auge ou gouttière 33 pour, au moins, une vis de mélange 34 du type d'Archimède entraînée en rotation par un actionneur 35. L'auge 33 délimite une section ou zone 36, dite de mélange, à laquelle aboutissent les entrées 29 et 30. L'entrée 29 est raccordée en amont à un appareil 37 d'alimentation en déchets qui peut être un réservoir-tampon pourvu de moyens d'extraction, un broyeur, un malaxeur, un agitateur, voire un granulateur, si les déchets humides ont été préalablement congelés. L'auge 33 délimite, à la suite de la zone 36, une zone ou section 38, dite d'enrobage-séchage, qui est surplombée d'une hotte 39 raccordée au circuit de traitement des fumées, par exemple entre le système de réchauffage 12 et l'unité de traitement 17. L'auge 33 est raccordée, à l'opposé de la section 36, à la ligne 27 avec interposition d'un appareil de lancement 40. Le procédé selon 1 ' invention consiste à chauffer 1 ' enceinte 2 par 1 ' intermédiaire des moyens 13 de manière à entretenir une température constante, comprise entre 400 et 1000 °C et typiquement voisine de 900 °C, imposée au lit 3.
Lorsque la température souhaitée est atteinte et maintenue par des moyens de contrôle et d'asservissement qui ne font pas partie directement de l'objet de l'invention, l'unité 28 est mise en service.
Lorsqu'il s'agit d'une première mise en service, des particules inertes minérales à température convenable sont fournies, par exemple par un circuit annexe 30a pour entretenir un mode fonctionnel en circuit fermé. Lorsque ce mode fonctionnel a été atteint, les particules inertes sont issues directement du four 2 par extraction depuis le niveau supérieur du lit 3.
Les particules minérales chaudes sont déversées dans la zone 36 où elles sont brassées par la rotation de la ou des vis 34. La zone 36 reçoit également par l'entrée 29 une quantité proportionnelle de déchets qui sont ainsi mélangés aux particules dans la zone 36.
La ou les vis 34 entretiennent alors un brassage efficace du mélange dans la zone 38 où intervient progressivement un enrobage des particules minérales inertes chaudes qui cèdent leurs calories à la couche de déchets se formant progressivement en une gangue sèche d'épaisseur relativement faible. Compte-tenu de la grande surface spécifique que représentent les particules, un pouvoir de séchage élevé des déchets intervient et les vapeurs produites sont prises en charge par la hotte et évacuées.
Au terme de la migration à l'intérieur du caisson 28, les déchets sont entièrement incorporés par enrobage autour des particules et le mélange ainsi obtenu peut être qualifié d'homogène.
Les particules enrobées sont alors extraites du caisson 28 et prises en charge par le lanceur 40 pour être conduites par la ligne 27 jusqu'aux moyens 26 assurant leur introduction à l'intérieur du lit 3 dont l'état fluidisé est entretenu par l'admission du fluide gazeux oxygéné, éventuellement chauffé, fourni par le surpresseur 10 et délivré dans le collecteur inférieur de la cuve 5.
Dès leur introduction à la base du lit fluidisé, les particules enrobées sont soumises à un choc thermique portant la gangue de déchets à la température ambiante du lit fluidisé.
Cette montée en température intervient rapidement compte-tenu de l'épaisseur relativement faible de la gangue de déchets séchés entourant les particules. Le choc thermique fragilise la gangue au point de la fracturer et la température du lit entretient la combustion des composés brûlables pendant le parcours ascendant que suivent les particules et les déchets à l'intérieur du lit 3 fluidisé.
Le parcours ascendant est positivement contrôlé en durée de séjour, étant donné que les particules et déchets se trouvent piégés dans un sorte de matrice fluide dont l'homogénéité est assurée par le fait que les particules de matière minérale ayant été enrobées, sont de même nature et de même granulométrie que celles constituant le lit fluidisé. Ce temps de séjour, qui est en conséquence relativement long en raison de la hauteur du lit fluidisé 3, peut, en fonction des paramètres de fonctionnement du four, avoisiner plusieurs dizaines de minutes, voire plusieurs heures, pendant lesquelles les déchets sont soumis à la température de traitement. Cette température favorise donc la combustion des parties combustibles des déchets, l'oxydation des parties oxydables, voire la sublimation des parties sublimables. Ainsi, les produits lixiviables se décomposent partiellement en phase gazeuse, par exemple, les sels sous forme de chlorure, et cette phase gazeuse est évacuée de l'enceinte 2 de traitement et de réaction, par l'intermédiaire de la cheminée 15 pour y subir une éventuelle séparation des fines particules incluses à l'intérieur du cyclone 16 avant de traverser l'échangeur 12 permettant d'améliorer le bilan énergétique de l'installation en fonctionnement. Au-delà de l'échangeur 12, les fumées sont lavées et dépolluées par l'unité 17 intervenant d'une manière connue en soi. La partie résiduelle des déchets se présentant sous forme solide peut être pour partie brûlée et pour partie oxydée par l'effet de l'oxygène entourant chacune des particules et qui provient du fluide gazeux de fluidisation du lit 3. Il peut être envisagé d'améliorer la présence d'oxygène à l'intérieur de l'enceinte 2 en prévoyant notamment un apport par la canne 20 pour maintenir, par exemple, dans le ciel de lit ou chambre 14, une pression partielle d'oxygène supérieure à 2.000 Pascal, entretenant une atmosphère oxydante.
L'oxydation de la partie résiduelle sous forme solide intervient aussi en raison de la température entretenue à l'intérieur de l'enceinte 2 et du temps de séjour long qui est imposé aux particules suivant un trajet ou un parcours ascendant à l'intérieur du lit fluidisé 3.
L'apport, de façon continue ou discontinue, du mélange à traiter a pour conséquence d'accroître la masse du lit fluidisé 3 dont le surplus est prélevé en niveau supérieur par les moyens d'extraction 25. Ce surplus est constitué de la matière minérale sous forme particulaire inerte, voire de la fraction solide inertée des déchets.
Selon la nature des déchets, l'apport dans la zone 36 peut faire intervenir une proportion de matières particulaires comprise entre 15 et 80 % par rapport aux déchets.
Ainsi au sens de l'invention, le procédé préconisé fait intervenir la mise en oeuvre de particules inertes pouvant être qualifiées de porteuses qui, dans le cas ci- dessus, tournent en circuit fermé pour faciliter l'hydrodynamique, la manutention et la circulation des déchets dans l'installation.
Les particules incluses agissent également comme vecteur d'énergie calorifique favorisant, lors du mélange dans l'unité 28, le séchage des déchets humides.
Cette disposition permet de traiter un large spectre de déchets humides en allant même jusqu'au traitement direct des déchets organiques et hospitaliers en prévoyant, par exemple de les congeler initialement pour permettre un broyage et/ou une granulation favorisant l'incorporation à la matière inerte recyclée dont la température à la sortie du four assure le séchage rapide lors de la phase de mélange dans l'unité 28. Dans une installation selon l'invention, il est possible de prolonger l'entrée 30 par une gaine de soutirage 41 pourvue d'une vanne 42 de manière à éliminer de la masse en recirculation une partie correspondant à la présence résiduelle progressivement croissante de la fraction solide de déchet traités.
La figure 2 montre une variante de réalisation dans laquelle les moyens de recirculation 30 sont dirigés, éventuellement après passage dans un refroidisseur 43, vers un séparateur 44 capable d'assurer, par tous moyens appropriés, tels que centrifugation ou dégangage mécanique, la séparation entre la matière inerte particulaire et la fraction solide des déchets constituant ensemble le surplus extrait du lit 3 par les moyens 25. Dans un tel cas, la fraction solide séparée est évacuée vers une unité de conditionnement ou de compactage de déchets ultimes, telle que 45, alors que la fraction de matière particulaire inerte est reprise par une ligne 46 pour aboutir à l'entrée 29. APPLICATION INDUSTRIELLE
L'invention trouve une application préférée dans le traitement des boues d'eaux usées. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de traitement de déchets par séchage, sublimation, oxydation et combustion, du type consistant à :
. créer dans l'enceinte de confinement d'un four un lit de particules inertes à la base duquel est injecté un fluide sous pression pour entretenir un lit fluidisé, . maintenir le lit fluidisé à une température de traitement par un moyen de chauffage extérieur à l'enceinte, . définir un niveau supérieur maximal du lit fluidisé et à extraire tout surplus à partir dudit niveau,
. mélanger les déchets avec une charge de matière minérale sous forme particulaire, . introduire ledit mélange à la base du lit, . soumettre le mélange à un parcours ascendant au sein du lit, . prélever, à partir du ciel de four, les gaz produits qui sont dirigés vers une installation de traitement . et extraire le surplus du lit fluidisé à partir du niveau supérieur, caractérisé en ce qu'il consiste à :
. recycler les particules inertes chaudes extraites du lit vers une section de mélange d'une unité (28),
. admettre en proportion appropriée les déchets humides à traiter dans ladite section, . procéder dans la section à un mélange,
. brasser et déplacer le mélange dans une section d'enrobage séchage où les déchets s'agglomèrent en couche autour des particules pour former une gangue en partie au moins séchée, . recycler les particules enrobées directement à la base du lit . et entretenir la fluidisation du lit par un fluide sous pression, oxygéné, délivré au moins à la base du lit. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière minérale sous forme particulaire est choisie parmi la silice, l'alumine, le zircon, la chaux avec une granulométrie comprise entre 100 et 2000 micromètres de diamètre moyen.
3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière minérale est mélangée aux déchets dans une proportion comprise entre 15 % et 80 % .
4 - Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière minérale et les déchets sont soumis à une température de traitement comprise entre 400 et 1000 °C.
5 - Procédé selon la revendication 1 et 2 à 4, caractérisé en ce que la matière minérale et les déchets sont soumis à un temps de séjour dans le lit fluidisé compris entre quelques dizaines de minutes et plusieurs heures.
6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pression partielle d'oxygène est maintenue dans le four.
7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pression partielle d'oxygène est supérieure à 2.000 Pascal.
8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on recycle le surplus en direction d'une installation de séparation entre la charge minérale et la fraction sèche, résiduelle et inerte des déchets.
9 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8, du type comprenant
. un four (1) délimitant une enceinte de confinement (2) pour un lit fluidisé (3) de matériaux, . un circuit (9) de fourniture d'un fluide sous pression débouchant dans le fond de l'enceinte pour assurer la fluidisation du lit, . des moyens (26) d'apport des produits à traiter à la base du lit
. et des moyens (25) d'extraction du surplus du lit à partir du niveau supérieur de ce dernier, caractérisée en ce qu'elle comprend,
. en amont des moyens d'apport et raccordée à ces derniers, une unité (28) de mélange préalable, en proportion donnée, entre les déchets à traiter et une charge de matériaux inertes chauds de même nature que celle du lit . et des moyens (27) de recyclage raccordant la sortie de l'unité (28) à la base du four.
10 - Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'unité de mélange (28) comprend une section de mélange à laquelle aboutissent une entrée de particules inertes chaudes et une entrée de déchets d'une part, et une section d'enrobage-séchage, d'autre part.
11 - Installation selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que l'unité de mélange est réalisée sous la forme d'un caisson délimitant une auge contenant au moins un appareil mélangeur et définissant la section de mélange et la section d 'enrobage-séchage.
12 - Installation selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce que la section d'enrobage-séchage est surmontée d'une hotte de collecte et d'évacuation des vapeurs. 13 - Installation selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que les moyens de recyclage comprennent un séparateur (37) des matériaux minéraux inertes et de la fraction sèche, résiduelle et inerte des déchets traités.
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