EP3146026A1 - Procede de carbonisation hydrothermale d'une biomasse, et dispositif s'y rapportant - Google Patents

Procede de carbonisation hydrothermale d'une biomasse, et dispositif s'y rapportant

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EP3146026A1
EP3146026A1 EP15798565.6A EP15798565A EP3146026A1 EP 3146026 A1 EP3146026 A1 EP 3146026A1 EP 15798565 A EP15798565 A EP 15798565A EP 3146026 A1 EP3146026 A1 EP 3146026A1
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EP
European Patent Office
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biomass
station
treatment station
treatment
heating means
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15798565.6A
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German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Emmanuel Pardo
Jean-Louis BOURDAIS
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TERRANOVA ENERGY GmbH
Suez International SAS
Original Assignee
Suez International SAS
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Publication date
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Application filed by Suez International SAS filed Critical Suez International SAS
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    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the present invention relates to the field of thermal and chemical treatment of a biomass such as sludge from a wastewater treatment sector.
  • the present invention more particularly relates to a method of hydrothermal carbonization of a biomass and a device for implementing such a method.
  • a hydrothermal carbonization process typically consisting in subjecting a biomass to a temperature close to 200 ° C. and at a pressure close to 20 bars.
  • EP 2 388 305 A2 describes an installation comprising a treatment path in which a biomass is circulated, this path comprising in particular a heat exchanger and a reactor.
  • the heat exchanger is arranged to heat the biomass circulating in the path through a transfer circuit in which circulates a transfer fluid. After having been preheated in this heat exchanger, the biomass is then carbonized in the reactor in which it performs an average residence time of about 4 hours.
  • Patent EP 2,388,305 A2 furthermore reports test results according to which the injection of an additive such as glycerine into the biomass makes it possible to significantly reduce the viscosity of this biomass and to significantly promote the rise in temperature of the mixture comprising the biomass and the additive within the reactor.
  • the reactor must provide energy to increase the temperature of the biomass
  • the residence time of the biomass within the reactor involves stirring the biomass within the reactor to ensure the heat exchange and homogenize the heating
  • the temperature gradient between the heating surface of the reactor and the biomass favors the sedimentation of the biomass, leading to the use of a mixer-wiper in order to eliminate the deposition of the biomass on the internal walls of the reactor, the mixer-wiper also involving maintenance costs and also constituting a risky part for the personnel and a part decreasing the reliability of the installation,
  • the residence time inherent in heating the biomass in the reactor limits the volume of biomass that the plant can process and requires increasing the volume of the reactor to treat more biomass
  • the rise in temperature of the biomass within the heat exchanger is limited by the relatively high viscosity of the biomass entering the installation; as an indication, a dewatered sludge is at least ten times more viscous than water,
  • the thermal characteristics of a sludge-type biomass involve significant injection pump power and therefore a significant cost of electrical energy.
  • the present invention is intended in particular to overcome all or part of these disadvantages by proposing a method for heating a biomass, as well as a device for implementing such a method, optimizing the heat exchange and exploiting the thermal energy produced by the implementation of such a method or the operation of such a device.
  • the present invention provides a method for heating a moving biomass in an industrial process path having an inlet for the incoming biomass, a heating means and a treatment station, a fraction of the biomass heated by means of heating being returned by a return branch to a mixing station upstream of the heating means to constitute therewith the biomass entering a mixture having a temperature greater than the temperature of the incoming biomass, the heated biomass fraction being taken at an outlet of the treatment station.
  • Such a method makes it possible to reduce the viscosity of the biomass upstream of the heating means compared with a method that does not carry out such a return. This results in a reduction in the pressure drop in the path and an improvement in the heat exchange gain at the heating means. This results in a greater increase in temperature of the biomass.
  • the biomass is a sewage sludge, preferably dehydrated, and the treatment is a hydrothermal carbonization.
  • sewage sludge especially dehydrated, has relatively poor heat exchange coefficients, that is to say, disadvantaging its rise in temperature and involving very large equipment sizes.
  • the method according to the invention makes it possible to improve the exchange coefficients of such a sludge.
  • the heating means is controlled by means of a control means so that the temperature of the biomass reaches a parameterized temperature before it arrives in the treatment station, the parameterized temperature being between 165.degree. C and 205 ° C, preferably 185 ° C.
  • the temperature of the biomass upon arrival at the treatment station is sufficiently high, particularly when the treatment is a hydrothermal carbonization, to avoid having to further increase the temperature of the biomass within the treatment station .
  • Another advantage of the elimination of the heating function of the treatment station is that, for a given quantity of biomass to be treated, the volume of the treatment station can be reduced, because the residence time of the biomass, in the station of treatment, associated with the heating function is no longer necessary.
  • the biomass is put under pressure between the mixing station and the heating means, and the pressure of the biomass fraction is lowered in the return branch.
  • the relaxation of the biomass fraction circulating in the return branch generates vapor that propagates in the incoming biomass in the mixing station and condenses as it migrates by heating the incoming biomass.
  • the condensation of the vapor of this fraction of biomass circulating in the return branch is made possible by the fact that the biomass in the mixing station is under the influence of atmospheric pressure, the mixture being pressurized in the flow path. downstream of the mixing station.
  • the vibration generated by the trigger prevents the biomass located in the mixing station from arching, promoting mixing.
  • the fraction of expanded biomass and the incoming biomass undergo a mechanical mixing operation (for example using a mixer). Such an operation further promotes mixing.
  • the flow rate of the biomass fraction returned to the mixing station is adjusted according to the amount of incoming biomass contained in the mixing station.
  • the return of biomass fraction is piloted so that this fraction is effectively returned to the mixing station only when incoming biomass is present in the mixing station.
  • the biomass is pressurized upstream of the mixing station, and the pressure of the fraction is raised in the return branch.
  • This second variant has the advantage of returning the biomass fraction in the path by mixing it with the incoming biomass. pressurizing, avoiding the use of an energy sink to lower the pressure of the fraction in the return branch.
  • the pressure of the biomass upstream of the heating means is raised to a value making it possible to heat the mixture to a temperature above 100 ° C. without boiling.
  • the pressure at the output of the pressurizing pump is greater than 3 MPa.
  • the path further comprises a cooling station downstream of the treatment station, and a transfer fluid is heated in its path between the cooling station and the heating means.
  • the transfer fluid is heated to a temperature higher than that of the biomass at the treatment station.
  • the heat transferred to the heating means can thus heat the biomass to said parameterized temperature before arriving at the treatment station.
  • the same external heat source is used to heat the transfer fluid and a heat transfer fluid ensuring a temperature maintenance of the biomass at the treatment station.
  • the external heat source may consist of a boiler burner.
  • heat is recovered from the biomass downstream of the treatment station and this recovered heat is transferred to the biomass upstream of the treatment station.
  • heat is recovered from the biomass downstream of the treatment station and this recovered heat is transferred to the biomass upstream of the treatment station via a means of heat exchange (direct or indirect). between the biomass leaving the treatment station and the biomass circulating in the path upstream of the treatment station.
  • the method comprises a step of injecting an additive into the biomass upstream of the heating means.
  • the injected additive may consist of any catalyst capable of decomposing the organic material, for example an acid such as sulfuric acid or a catalyst as described in patent EP 2 388 305 A2.
  • Such an injection step also contributes to lowering the viscosity of the biomass and thus promoting its rise in temperature, and also reduces the fouling phenomena in the path.
  • the injection step can be performed downstream or within the heating means.
  • a part of the biomass is taken from the treatment station by means of a recirculation branch and this part is returned to the treatment station so as to generate a movement of the biomass in the treatment station. the treatment station.
  • Such removal and return of biomass part in the treatment station limits the sticking or deposition of biomass in the treatment station, and to overcome any means or operation to limit such bonding or deposit.
  • the portion of biomass is sampled at a flow rate of between 5 and 15 times the flow of biomass entering the treatment station.
  • the invention also relates to a device for implementing a method according to various combinations of the characteristics which have just been described, this device comprising an industrial treatment path comprising:
  • a pressurizing pump arranged to move the biomass in the path
  • heating means capable of heating the biomass
  • a treatment station capable of maintaining the biomass at substantially an inlet temperature in the station of treatment, the treatment station being installed downstream of the heating means
  • a return branch capable of transferring a fraction of biomass from an outlet of the treatment station to a mixing station.
  • the device further comprises injection means capable of injecting an additive into the path.
  • the heat exchange means comprises:
  • a transfer circuit in which circulates a transfer fluid so as to heat the biomass in the heating means by heat exchange between the transfer fluid and the biomass
  • means for circulating the transfer fluid preferably a pump, capable of circulating the transfer fluid in the transfer circuit.
  • the device further comprises an external heat source arranged to heat the transfer fluid and a coolant flowing in an envelope of the treatment station.
  • the return branch comprises a pressure lowering device, preferably a pressure reducer, for example of the diaphragm or pump or valve type, of the biomass circulating in the return branch.
  • the biomass enters the treatment station by a lower part and leaves an upper part.
  • the device can be arranged so that the biomass enters the treatment station by a lower part and so by an upper part.
  • a biomass especially when it consists of sewage sludge, is denser than the surrounding water.
  • the solid fraction, surrounded by undissolved organic matter, will therefore tend to have a gravitational effect at a lower altitude compared to the already solubilized fractions and therefore for which the carbonization reactions are in progress or have already taken place.
  • the residence time of a fraction of non-carbonized biomass in the treatment station is thus increased, compared to a device that enters the biomass through an upper part and makes it exit through a lower part.
  • the relative increase in residence time of the biomass in the treatment station increases the quality of the treatment.
  • the device according to the invention further comprises a recirculation branch arranged to withdraw a portion of biomass in the treatment station and to return this portion of biomass in the treatment station.
  • the treatment station comprises a partition arranged to convey to the return branch a fraction of liquid biomass.
  • the treatment station is mechanically passive, that is to say having no scraper or mixer.
  • the treatment station is a hydrothermal carbonization reactor for sewage sludge.
  • FIGURE 1 is a schematic view of a hydrothermal carbonization device according to the invention comprising a pressurizing pump between a mixing station and a heating means,
  • FIGURE 2 is a schematic view of a hydrothermal carbonization device according to the invention comprising a pressurizing pump upstream of the mixing station,
  • FIGURES 3a, 3b and 3c are schematic views of a treatment station comprising:
  • FIGURE 4 is a schematic view of a hydrothermal carbonization device according to the invention comprising a direct heat exchange means.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described, isolated from the other characteristics described (even if this selection is isolated within a sentence including these other characteristics), if this selection of features is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • This selection comprises at least one characteristic, preferably functional without structural details, or with only a part of the structural details if this part alone is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art .
  • FIGURE 1 illustrates a preferred embodiment of the invention.
  • the device according to the invention comprises an industrial treatment path in which biomass circulates.
  • Incoming biomass for example dewatered sewage sludge, enters through an inlet 1 in the path where it is introduced into a mixing station 2.
  • the mixing station 2 is preferably a closed silo capable of holding a quantity of biomass of several cubic meters, under atmospheric pressure.
  • the mixing station 2 preferably comprises a feed pump (not shown) for filling the mixing station 2 with biomass and a feed screw (not shown) arranged to introduce biomass contained in the mixing station 2 to the mixing station 2. in a pipe connecting the mixing station 2 to a heating means 4, this pipework comprising between the mixing station 2 and the heating means 4 a pressurizing pump 3.
  • the pressurizing pump 3 makes it possible to circulate the biomass in the path.
  • the pressurizing pump 3 is of a type capable of raising the pressure of the biomass at the pump outlet 3 to a value greater than 3 MPa (piston pump, diaphragm pump or other).
  • the biomass is conveyed from the pressurizing pump 3 to the heating means 4.
  • the heating means 4 is preferably a heat exchanger.
  • This heating means 4 makes it possible to heat the biomass by heat exchange between a transfer fluid flowing in a transfer circuit T and the biomass passing through the heating means 4.
  • the transfer fluid for example oil
  • T3 an external heat source
  • this heat source being for example a boiler burner.
  • Piping also connects the heating means 4 to a treatment station 5 to which the biomass is conveyed.
  • the treatment station 5 is preferably a reactor comprising a chamber capable of receiving biomass and maintaining this biomass at a pressure typically of between 2 and 3 MPa.
  • the unique function of the treatment station 5 is to provide a residence time for subjecting the biomass to chemical reactions, typically hydrolysis.
  • the treatment station 5 may alternatively consist of a reactor, baffled or not, cased or not, or for example a tube of sufficient length to ensure the required residence time.
  • the biomass from the heating means 4 enters the chamber of the treatment station 5 via a lower part 53, that is to say a part of the treatment station 5. whose altitude is substantially the lowest relative to the implantation of the treatment station 5 in the room housing the device.
  • a pipework also connects the treatment station 5 to a cooling station 6.
  • the biomass (hydrolysed) leaves the chamber of the treatment station 5 through an upper part 54 from which it is conveyed to the cooling station 6.
  • the upper part 54 means a portion of the treatment station 5 whose altitude is substantially the highest relative to the implantation of the treatment station 5 in the room housing the device, as opposed to the lower part 53.
  • the biomass may also enter the treatment station 5 through an upper portion and exit through a lower portion.
  • the biomass may also enter the treatment station 5 by a lower part and be conveyed from this lower part to an upper part of the chamber by a pipe, the biomass may leave the post chamber treatment 5 by a lower part.
  • a fraction of biomass contained in the treatment station 5 is transferred to the mixing station 2 by a return branch R.
  • This transferred biomass fraction is preferably taken from an outlet 51 of the treatment station 5 arranged so that the fraction of biomass removed preferably contains a liquid portion rather than a solid portion.
  • Different means are preferably used to collect such a fraction.
  • the chamber comprises a siphoid partition Cl requiring the biomass to change direction before reaching the exit 51 (located at low altitude).
  • a partition C1 causes a decrease in the solid portion (represented by arrows in solid line) in the recirculated fraction, the inertia of the solid portion favoring the liquid portion selection phenomenon (represented by dashed arrows) to constitute the biomass fraction arriving at the outlet 51.
  • the outlet 51 is located at a medium altitude and the portion selection liquid is carried out using a deflector type partition C2.
  • the outlet 51 is situated at a relatively high altitude, naturally favoring the selection of a liquid portion to constitute the fraction of biomass conveyed towards this outlet 51.
  • the fraction of biomass flowing in the return branch R is subjected to the action of a pressure lowering device R1 before it arrives in the mixing station 2.
  • This pressure lowering device RI is for example a diaphragm type regulator, pump or valve.
  • the arrival of the fraction of biomass expanded by the pressure lowering device RI is preferably located above the feed screw.
  • the flow rate of the biomass fraction passing through the pressure-reducing device RI is adjusted by any suitable control means C so that this flow rate is non-zero only if the mixing station 2 contains a sufficient quantity of biomass. incoming, for example on a height of 1 to 2 meters.
  • the pressure lowering device RI thus relaxes the biomass fraction taken from the treatment station 5, which has the effect of creating a vapor of this biomass fraction, which is propagated in the incoming biomass contained in the mixing station 2 by condensing and warming up this incoming biomass.
  • the cooling station 6 is preferably a heat exchanger.
  • the cooling station 6 makes it possible to cool the biomass leaving the treatment station 5 by heat exchange between the transfer fluid flowing in the transfer circuit T and the biomass passing through the cooling station 6.
  • the transfer circuit T connects the heating means 4 to the cooling station 6. It thus constitutes, with the heating means 4 and the cooling station 6, a means for exchanging heat between the biomass leaving the heating station. treatment 5 and the biomass circulating in the path upstream of the treatment station 5.
  • the transfer fluid is circulated in the transfer circuit T by circulation means T1, typically a pump.
  • An external heat source T3 heats the transfer fluid at the level of the heat exchanger T2.
  • the biomass circulating in the heating means is heated by the transfer fluid and heated from which it takes part of its heat.
  • the transfer fluid also recovers a part of the heat of the biomass circulating in the cooling station 6.
  • part of the heat of the biomass circulating in the path downstream of the treatment station 5 is transferred to the biomass circulating in a heat recovery unit 4a installed upstream of the heating means. 4b.
  • the heat exchange means carries out a direct heat exchange between the biomass leaving the treatment station 5 and the biomass circulating in the path upstream of the treatment station 5, via the heat recovery unit 4a. .
  • the chamber of the treatment station 5 is surrounded by a casing 52 in which a coolant is circulated.
  • This coolant is heated and maintained at a temperature capable of maintaining the biomass contained in the chamber at its temperature before entering the treatment station 5, that is to say when the biomass was between the means of heating 4 and the treatment station 5, and able to compensate for thermal losses related to the structure of the treatment station 5.
  • Heating of the heat transfer fluid is preferably carried out by the same external heat source T3 as that heating the transfer fluid, at the level of the heat exchanger T2.
  • the transfer fluid and the heat transfer fluid can thus be a same fluid, for example oil, circulating in a circuitry arranged to heat the transfer fluid (flowing in the circuit T) and the heat transfer fluid (flowing in the casing 52) to the desired temperatures .
  • the differential control of the temperature of the transfer fluid and the coolant is carried out by any appropriate means, for example valves (not shown) mounted on said circuitry and a control of the opening and closing of these valves and the heat source T3.
  • the device In order to raise the temperature of the biomass in the path of the heating means 4, the device is piloted, for example by the control means C, so that the heat source T 3 raises the transfer fluid to a temperature greater than that of the biomass contained in the treatment station 5, for example at a temperature close to 210 ° C.
  • the treatment station 5 preferably comprises a recirculation branch M for circulating the biomass in the chamber.
  • biomass is preferably aspirated in the upper portion 54 (the biomass being more liquid) and this biomass is reinjected into the chamber by a lower portion 53.
  • the flow rate of this recirculation is dimensioned so that the biomass circulating in the recirculation branch M is taken with a flow rate of between 5 and 15 times the flow of biomass entering the treatment station 5 from the heating means 4.
  • Such a recirculation ensures a good homogeneity of the temperature of the biomass contained in the treatment station 5.
  • the circulation of this biomass in the recirculation branch M is preferably provided by a diaphragm pump M1, preferably sealed and offset from the treatment station 5.
  • a pump M1 thus installed increases the reliability of the device, this pump M1. for example, can be repaired or maintained without involving the device out of service in its entirety.
  • an additive is injected into the biomass in the path, preferably upstream of the heating means 4, 4b, by any means injection 7 suitable, in order to further reduce the viscosity of the biomass.
  • the surface of the heat exchangers (heating means 4, 4b and / or cooling station 6), the pipe diameters as well as the volume of the treatment station 5 can thus be reduced.
  • the pressurizing pump 3b is installed between the inlet 1 and the mixing station 2.
  • the lifting pump R2 is installed between the mixing station 2 and the heating means 4.

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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé pour chauffer une biomasse en déplacement dans un trajet de traitement industriel comportant une entrée (1) pour la biomasse entrante, un moyen de chauffage (4) et un poste de traitement (5), une fraction de la biomasse chauffée par le moyen de chauffage (4) étant renvoyée par une branche de retour (R) jusqu'à un poste de mélange (2) en amont du moyen de chauffage (4) pour y constituer avec la biomasse entrante un mélange ayant une température supérieure à la température de la biomasse entrante, la fraction de biomasse chauffée étant prélevée à une sortie (51) du poste de traitement (5).

Description

« Procédé de carbonisation hydrothermale d'une biomasse, et dispositif s'y rapportant »
Domaine technique
La présente invention se rapporte au domaine du traitement thermique et chimique d'une biomasse telle que de la boue issue d'une filière de traitement des eaux usées.
La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de carbonisation hydrothermale d'une biomasse ainsi qu'un dispositif pour mettre en oeuvre un tel procédé.
Etat de la technique antérieure
On connaît dans l'art antérieur un procédé de carbonisation hydrothermale consistant typiquement à soumettre une biomasse à une température proche de 200°C, et à une pression proche de 20 bars.
Le brevet EP 2 388 305 A2 décrit une installation comprenant un trajet de traitement dans lequel une biomasse est mise en circulation, ce trajet comportant notamment un échangeur de chaleur et un réacteur. L'échangeur de chaleur est agencé de manière à réchauffer la biomasse circulant dans le trajet par l'intermédiaire d'un circuit de transfert au sein duquel circule un fluide de transfert. Après avoir été préchauffé au sein de cet échangeur de chaleur, la biomasse est ensuite carbonisée au sein du réacteur dans lequel elle effectue un temps de séjour moyen d'environ 4 heures.
Le brevet EP 2 388 305 A2 rapporte en outre des résultats d'essais d'après lesquels l'injection d'un additif tel que de la glycérine dans la biomasse permet de diminuer significativement la viscosité de cette biomasse et de favoriser significativement la montée en température du mélange comprenant la biomasse et l'additif au sein du réacteur.
Une telle installation ou un tel procédé de carbonisation hydrothermale présente plusieurs inconvénients :
- le réacteur doit fournir de l'énergie pour augmenter la température de la biomasse, - le temps de séjour de la biomasse au sein du réacteur implique de brasser la biomasse au sein du réacteur pour assurer l'échange thermique et homogénéiser le chauffage,
- le gradient de température entre la surface chauffante du réacteur et la biomasse favorise la sédimentation de la biomasse, conduisant à mettre en œuvre un mélangeur-racleur afin d'éliminer le dépôt de la biomasse sur les parois internes du réacteur, le mélangeur-racleur impliquant aussi des coûts de maintenance et constituant en outre une pièce à risque pour le personnel et une pièce diminuant la fiabilité de l'installation,
- le temps de séjour inhérent au chauffage de la biomasse dans le réacteur limite le volume de biomasse que l'installation peut traiter et impose d'augmenter le volume du réacteur pour traiter davantage de biomasse,
- la montée en température de la biomasse au sein de l'échangeur de chaleur est limitée par la viscosité relativement importante de la biomasse entrant dans l'installation ; à titre d'indication, une boue déshydratée est au moins dix fois plus visqueuse que de l'eau,
- les caractéristiques thermiques d'une biomasse de type boue d'épuration impliquent d'importantes puissances de pompe d'injection et donc un important coût en énergie électrique. La présente invention a notamment pour but de pallier tout ou partie de ces inconvénients en proposant un procédé pour chauffer une biomasse, ainsi qu'un dispositif pour mettre un tel procédé en œuvre, optimisant les échanges thermiques et exploitant l'énergie thermique produite par la mise en œuvre d'un tel procédé ou le fonctionnement d'un tel dispositif.
Exposé de l'invention
A cet effet, la présente invention propose un procédé pour chauffer une biomasse en déplacement dans un trajet de traitement industriel comportant une entrée pour la biomasse entrante, un moyen de chauffage et un poste de traitement, une fraction de la biomasse chauffée par le moyen de chauffage étant renvoyée par une branche de retour jusqu'à un poste de mélange en amont du moyen de chauffage pour y constituer avec la biomasse entrante un mélange ayant une température supérieure à la température de la biomasse entrante, la fraction de biomasse chauffée étant prélevée à une sortie du poste de traitement.
Un tel procédé permet de diminuer la viscosité de la biomasse en amont du moyen de chauffage comparativement à un procédé ne réalisant pas un tel renvoi. Cela se traduit par une diminution de la perte de charge dans le trajet et une amélioration du gain d'échange thermique au niveau du moyen de chauffage. Il en résulte une plus grande augmentation de température de la biomasse.
Avantageusement, la biomasse est une boue d'épuration, de préférence déshydratée, et le traitement est une carbonisation hydrothermale.
En effet, la boue d'épuration, notamment déshydratée, possède des coefficients d'échange thermique relativement mauvais, c'est-à-dire défavorisant sa montée en température et impliquant des tailles d'équipement très importantes. Le procédé selon l'invention permet d'améliorer les coefficients d'échange d'une telle boue.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, on pilote le moyen de chauffage à l'aide d'un moyen de commande pour que la température de la biomasse atteigne une température paramétrée avant son arrivée dans le poste de traitement, la température paramétrée étant comprise entre 165°C et 205°C, de préférence 185°C.
De cette façon, la température de la biomasse à son arrivée dans le poste de traitement est suffisamment élevée, en particulier lorsque le traitement est une carbonisation hydrothermale, pour éviter d'avoir à augmenter encore la température de la biomasse au sein du poste de traitement. Cela permet de s'affranchir de la fonction de chauffage du poste de traitement, et donc d'éliminer le gradient de température dans le poste de traitement résultant d'une telle fonction . Par conséquent, un procédé doté d'une telle caractéristique permet de limiter le collage par cuisson (ou dépôt) de la biomasse sur des parois du poste de traitement, un tel collage ou dépôt pouvant aboutir à une interruption des échanges thermiques dans le poste de traitement. Il permet aussi de s'affranchir de tout moyen ou opération destinée à limiter un tel collage ou dépôt (par exemple, une opération de raclage et/ou de mélange). Un autre avantage de la suppression de la fonction de chauffage du poste de traitement est que, pour une quantité donnée de biomasse à traiter, le volume du poste de traitement peut être diminué, car le temps de séjour de la biomasse, dans le poste de traitement, associé à la fonction de chauffage n'a plus lieu d'être.
Selon une première variante de l'invention, on met la biomasse en pression entre le poste de mélange et le moyen de chauffage, et on abaisse la pression de la fraction de biomasse dans la branche de retour.
La détente de la fraction de biomasse circulant dans la branche de retour génère de la vapeur qui se propage dans la biomasse entrante dans le poste de mélange et se condense au fur et à mesure de sa migration en réchauffant la biomasse entrante. La condensation de la vapeur de cette fraction de biomasse circulant dans la branche de retour est rendue possible par le fait que la biomasse dans le poste de mélange est sous l'influence de la pression atmosphérique, le mélange étant mis sous pression dans le trajet en aval du poste de mélange. De plus, la vibration que génère la détente évite à la biomasse située dans le poste de mélange de se voûter, favorisant le mélange.
Selon une particularité de l'invention, la fraction de biomasse détendue et la biomasse entrante subissent une opération de mélange mécanique (par exemple à l'aide d'un mélangeur). Une telle opération favorise encore davantage le mélange.
Avantageusement, on ajuste le débit de la fraction de biomasse renvoyée au poste de mélange en fonction de la quantité de biomasse entrante contenue dans le poste de mélange.
Selon une particularité, on pilote le renvoi de fraction de biomasse de sorte que cette fraction soit effectivement renvoyée dans le poste de mélange uniquement lorsque de la biomasse entrante est présente dans le poste de mélange.
Selon une deuxième variante de l'invention, on met la biomasse en pression en amont du poste de mélange, et on élève la pression de la fraction dans la branche de retour.
Cette deuxième variante présente l'avantage de renvoyer la fraction de biomasse dans le trajet en la mélangeant avec la biomasse entrante déjà mise sous pression, évitant l'utilisation d'un dissipateur d'énergie pour baisser la pression de la fraction dans la branche de retour.
Selon une caractéristique avantageuse, on élève la pression de la biomasse en amont du moyen de chauffage jusqu'à une valeur permettant de chauffer le mélange à une température supérieure à 100°C sans ébul lition .
Selon une autre caractéristique avantageuse, la pression en sortie de pompe de mise en pression est supérieure à 3 MPa.
Ces caractéristiques rendent possible une élévation contrôlée de la température de la biomasse.
Avantageusement, suivant une première variante de l'invention, le trajet comporte en outre un poste de refroidissement en aval du poste de traitement, et on réchauffe un fluide de transfert dans son parcours entre le poste de refroidissement et le moyen de chauffage.
Très avantageusement, on chauffe le fluide de transfert jusqu'à une température supérieure à celle de la biomasse au poste de traitement. La chaleur transférée au moyen de chauffage peut ainsi réchauffer la biomasse jusqu'à ladite température paramétrée avant son arrivée dans le poste de traitement.
Selon une caractéristique très avantageuse, on utilise une même source de chaleur externe pour chauffer le fluide de transfert et un fluide caloporteur assurant un maintien de température de la biomasse au poste de traitement.
Avantageusement, la source de chaleur externe peut consister en un brûleur de chaudière.
Suivant une deuxième variante avantageuse de l'invention, on récupère de la chaleur de la biomasse en aval du poste de traitement et on transfère cette chaleur récupérée à la biomasse en amont du poste de traitement. De préférence, on récupère de la chaleur de la biomasse en aval du poste de traitement et on transfère cette chaleur récupérée à la biomasse en amont du poste de traitement par l'intermédiaire d'un moyen d'échange de chaleur (direct ou indirect) entre la biomasse sortant du poste de traitement et la biomasse circulant dans le trajet en amont du poste de traitement. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le procédé comprend une étape d'injection d'un additif dans la biomasse en amont du moyen de chauffage.
L'additif injecté peut consister en tout catalyseur apte à décomposer la matière organique, par exemple un acide tel que l'acide sulfurique ou un catalyseur tel que décrit dans le brevet EP 2 388 305 A2.
Une telle étape d'injection contribue aussi à diminuer la viscosité de la biomasse et à favoriser ainsi sa montée en température, et permet aussi de réduire les phénomènes d'encrassement dans le trajet.
Alternativement, l'étape d'injection peut être réalisée en aval ou au sein du moyen de chauffage.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, on prélève une partie de la biomasse dans le poste de traitement au moyen d'une branche de recirculation et on renvoie cette partie dans le poste de traitement de façon à générer un mouvement de la biomasse dans le poste de traitement.
Un tel prélèvement et renvoi de partie de biomasse dans le poste de traitement permet de limiter le collage ou dépôt de la biomasse dans le poste de traitement, et de s'affranchir de tout moyen ou opération destinée à limiter un tel collage ou dépôt.
Avantageusement, la partie de biomasse est prélevée avec un débit compris entre 5 et 15 fois le débit de biomasse entrant dans le poste de traitement.
L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en œuvre d'un procédé selon différentes combinaisons des caractéristiques qui viennent d'être décrites, ce dispositif comprenant un trajet de traitement industriel comportant :
une entrée agencée pour faire entrer de la biomasse entrante dans le trajet,
- une pompe de mise en pression agencée pour déplacer la biomasse dans le trajet,
un moyen de chauffage apte à chauffer la biomasse, un poste de traitement apte à maintenir la biomasse sensiblement à une température d'entrée dans le poste de traitement, le poste de traitement étant installé en aval du moyen de chauffage,
un moyen d'échange de chaleur au moins indirect entre la biomasse sortant du poste de traitement et la biomasse circulant dans le trajet en amont du poste de traitement,
une branche de retour apte à transférer une fraction de biomasse depuis une sortie du poste de traitement jusqu'à un poste de mélange.
Par l'expression « au moins indirect », on entend un moyen d'échange de chaleur indirect ou direct, comme par exemple illustré dans les modes de réalisation décrits ci-dessous.
De préférence, le dispositif comprend en outre des moyens d'injection aptes à injecter un additif dans le trajet.
Selon une caractéristique avantageuse, le moyen d'échange de chaleur comprend :
un circuit de transfert dans lequel circule un fluide de transfert de manière à chauffer la biomasse dans le moyen de chauffage par échange thermique entre le fluide de transfert et la biomasse, et
- des moyens de mise en circulation du fluide de transfert, de préférence une pompe, aptes à faire circuler le fluide de transfert dans le circuit de transfert.
Selon une autre caractéristique avantageuse, le dispositif comprend en outre une source de chaleur externe agencée pour chauffer le fluide de transfert et un fluide caloporteur circulant dans une enveloppe du poste de traitement.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse, la branche de retour comprend un dispositif d'abaissement de pression, de préférence un détendeur, par exemple de type diaphragme ou pompe ou vanne, de la biomasse circulant dans la branche de retour.
Très avantageusement, la biomasse entre dans le poste de traitement par une partie inférieure et en sort par une partie supérieure.
Le dispositif peut être agencé pour que la biomasse entre dans le poste de traitement par une partie inférieure et en sorte par une partie supérieure. Une biomasse, en particulier lorsqu'elle consiste en une boue d'épuration, est plus dense que l'eau environnante. La fraction solide, entourée de matière organique non dissoute, va donc avoir tendance par effet gravitaire à se placer à une altitude inférieure par rapport aux fractions déjà solubilisées et donc pour lesquelles les réactions de carbonisation sont en cours ou ont déjà eu lieu. Le temps de résidence d'une fraction de biomasse non carbonisée dans le poste de traitement est ainsi augmenté, comparativement à un dispositif faisant entrer la biomasse par une partie supérieure et la faisant sortir par une partie inférieure.
L'augmentation relative du temps de résidence de la biomasse dans le poste de traitement permet d'augmenter la qualité du traitement.
Selon une caractéristique très avantageuse, le dispositif selon l'invention comprend en outre une branche de recirculation agencée pour prélever une partie de biomasse dans le poste de traitement et pour renvoyer cette partie de biomasse dans le poste de traitement.
Très avantageusement, le poste de traitement comprend une cloison agencée pour acheminer vers la branche de retour une fraction de biomasse liquide.
La présence de matières minérales dans la fraction de biomasse circulant dans la branche de retour est ainsi limitée, ce qui réduit les risques d'endommagement par abrasion notamment de la pompe de mise en pression et du moyen de chauffage.
Selon une caractéristique avantageuse le poste de traitement est mécaniquement passif, c'est-à-dire ne comportant pas de racleur ou de mélangeur.
De telles pièces sont des pièces à risque pour le personnel et la disponibilité de l'installation.
Avantageusement, le poste de traitement est un réacteur de carbonisation hydrothermale pour des boues d'épuration.
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - la FIGURE 1 est une vue schématique d'un dispositif de carbonisation hydrothermale selon l'invention comprenant une pompe de mise en pression entre un poste de mélange et un moyen de chauffage,
- la FIGURE 2 est une vue schématique d'un dispositif de carbonisation hydrothermale selon l'invention comprenant une pompe de mise en pression en amont du poste de mélange,
- les FIGURES 3a, 3b et 3c sont des vues schématiques d'un poste de traitement comprenant :
o une cloison siphoïde (FIGURE 3a),
o un déflecteur (FIGURE 3b),
o une sortie de recirculation en position haute (FIGURE 3c)
- la FIGURE 4 est une vue schématique d'un dispositif de carbonisation hydrothermale selon l'invention comprenant un moyen d'échange de chaleur direct.
Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
La FIGURE 1 illustre un mode de réalisation préféré de l'invention. Suivant ce mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comprend un trajet de traitement industriel au sein duquel circule de la biomasse.
De la biomasse entrante, par exemple de la boue d'épuration déshydratée, entre par une entrée 1 dans le trajet où elle est introduite dans un poste de mélange 2. Le poste de mélange 2 est de préférence un silo fermé capable de contenir une quantité de biomasse de plusieurs mètres cubes, sous pression atmosphérique.
Le poste de mélange 2 comprend de préférence une une pompe d'alimentation (non représentée) pour remplir en biomasse le poste de mélange 2 et une vis de gavage (non représentée) agencée pour introduire de la biomasse contenue dans le poste de mélange 2 au sein d'une tuyauterie reliant le poste de mélange 2 à un moyen de chauffage 4, cette tuyauterie comportant entre le poste de mélange 2 et le moyen de chauffage 4 une pompe de mise en pression 3.
La pompe de mise en pression 3 permet de faire circuler la biomasse dans le trajet.
Plus spécifiquement, la pompe de mise en pression 3 est d'un type apte à élever la pression de la biomasse en sortie de pompe 3 jusqu'à une valeur supérieure à 3 MPa (pompe à piston, à membrane ou autre).
Sous l'effet de la pompe de mise en pression 3, la biomasse est acheminée de la pompe de mise en pression 3 au moyen de chauffage 4.
Le moyen de chauffage 4 est de préférence un échangeur de chaleur.
Ce moyen de chauffage 4 permet de chauffer la biomasse par échange thermique entre un fluide de transfert circulant dans un circuit de transfert T et la biomasse traversant le moyen de chauffage 4. Pour ce faire, le fluide de transfert, par exemple de l'huile, est lui-même chauffé au moyen d'une source de chaleur externe T3, cette source de chaleur étant par exemple un brûleur de chaudière.
Une tuyauterie relie aussi le moyen de chauffage 4 à un poste de traitement 5 vers lequel est acheminée la biomasse.
Le poste de traitement 5 est de préférence un réacteur comportant une chambre apte à recevoir de la biomasse et à maintenir cette biomasse à une pression typiquement comprise entre 2 et 3 MPa.
Dans un mode de mise en œuvre préféré, la fonction unique du poste de traitement 5 est d'assurer un temps de résidence permettant de soumettre la biomasse à des réactions chimiques, typiquement d'hydrolyse. Pour cette raison, le poste de traitement 5 peut alternativement consister en un réacteur, chicané ou non, tubé ou non, ou par exemple en un tube de longueur suffisante pour assurer le temps de séjour requis. Suivant le mode de réalisation représenté en FIGURES 1 et 2, la biomasse provenant du moyen de chauffage 4 entre dans la chambre du poste de traitement 5 par une partie inférieure 53, c'est-à-dire par une partie du poste de traitement 5 dont l'altitude est sensiblement la plus basse relativement à l'implantation du poste de traitement 5 dans le local abritant le dispositif.
Suivant les modes de réalisation des FIGURES 1 et 2, une tuyauterie relie aussi le poste de traitement 5 à un poste de refroidissement 6.
Suivant ces mêmes modes de réalisation, après un temps de résidence, la biomasse (hydrolysée) sort de la chambre du poste de traitement 5 par une partie supérieure 54 d'où elle est acheminée vers le poste de refroidissement 6. Par partie supérieure 54, on entend une partie du poste de traitement 5 dont l'altitude est sensiblement la plus haute relativement à l'implantation du poste de traitement 5 dans le local abritant le dispositif, par opposition avec la partie inférieure 53.
Alternativement, la biomasse peut aussi entrer dans le poste de traitement 5 par une partie supérieure et en sortir par une partie inférieure.
Selon encore une autre alternative, la biomasse peut aussi entrer dans le poste de traitement 5 par une partie inférieure et être acheminée depuis cette partie inférieure jusqu'à une partie supérieure de la chambre par un tuyau, la biomasse pouvant sortir de la chambre du poste de traitement 5 par une partie inférieure.
Une fraction de biomasse contenue dans le poste de traitement 5 est transférée vers le poste de mélange 2 par une branche de retour R. Cette fraction de biomasse transférée est de préférence prélevée à une sortie 51 du poste de traitement 5 agencée pour que la fraction de biomasse prélevée contienne préférentiellement une portion liquide plutôt qu'une portion solide.
Différents moyens sont préférentiellement mis en oeuvre pour prélever une telle fraction.
Dans l'exemple représenté en FIGURE 3a, la chambre comprend une cloison siphoïde Cl obligeant la biomasse à changer de direction avant d'arriver à la sortie 51 (située à basse altitude). Une telle cloison Cl entraîne une diminution de la portion solide (représentée par des flèches en trait plein) dans la fraction recirculée, l'inertie de la portion solide favorisant le phénomène de sélection de portion liquide (représentée par des flèches en pointillés) pour constituer la fraction de biomasse arrivant à la sortie 51. Dans un autre exemple représenté en FIGURE 3b, la sortie 51 est située à une altitude moyenne et la sélection de portion liquide est réalisée à l'aide d'une cloison de type déflecteur C2.
Dans l'exemple représenté en FIGURE 3c, la sortie 51 est située à une altitude relativement élevée, favorisant naturellement la sélection de portion liquide pour constituer la fraction de biomasse acheminée vers cette sortie 51.
Comme représenté en FIGURE 1, la fraction de biomasse circulant dans la branche de retour R est soumise à l'action d'un dispositif d'abaissement de pression RI avant son arrivée dans le poste de mélange 2. Ce dispositif d'abaissement de pression RI est par exemple un détendeur de type diaphragme, pompe ou vanne.
L'arrivée de la fraction de biomasse détendue par le dispositif d'abaissement de pression RI est de préférence située au-dessus de la vis de gavage.
De préférence, on règle par tout moyen de commande C approprié le débit de la fraction de biomasse passant par le dispositif d'abaissement de pression RI de sorte que ce débit soit non nul uniquement si le poste de mélange 2 contient une quantité suffisante de biomasse entrante, par exemple sur une hauteur de 1 à 2 mètres.
Le dispositif d'abaissement de pression RI détend ainsi la fraction de biomasse prélevée dans le poste de traitement 5, ce qui a pour effet de créer une vapeur de cette fraction de biomasse, laquelle se propage dans la biomasse entrante contenue dans le poste de mélange 2 en se condensant et en réchauffant par conséquent cette biomasse entrante.
Si nécessaire, il est prévu d'ajouter un mélangeur (non représenté) en plus de la vis de gavage.
Le poste de refroidissement 6 est de préférence un échangeur de chaleur.
Le poste de refroidissement 6 permet de refroidir la biomasse sortant du poste de traitement 5 par échange thermique entre le fluide de transfert circulant dans le circuit de transfert T et la biomasse traversant ce poste de refroidissement 6. Ainsi, le circuit de transfert T relie le moyen de chauffage 4 au poste de refroidissement 6. Il constitue ainsi, avec le moyen de chauffage 4 et le poste de refroidissement 6, un moyen d'échange de chaleur entre la biomasse sortant du poste de traitement 5 et la biomasse circulant dans le trajet en amont du poste de traitement 5.
Comme illustré en FIGURES 1 et 2, le fluide de transfert est mis en circulation dans le circuit de transfert T par des moyens de circulation Tl, typiquement une pompe.
Une source de chaleur externe T3, par exemple un brûleur de chaudière, réchauffe le fluide de transfert au niveau de l'échangeur de chaleur T2. La biomasse circulant dans le moyen de chauffage est réchauffée par le fluide de transfert ainsi réchauffé duquel elle prélève une partie de sa chaleur.
Le fluide de transfert récupère aussi une partie de la chaleur de la biomasse circulant dans le poste de refroidissement 6.
Alternativement, selon un mode de réalisation représenté en FIGURE 4, une partie de la chaleur de la biomasse circulant dans le trajet en aval du poste de traitement 5 est transférée à la biomasse circulant dans un récupérateur de chaleur 4a installé en amont du moyen de chauffage 4b. Dans ce cas, le moyen d'échange de chaleur réalise un échange de chaleur direct entre la biomasse sortant du poste de traitement 5 et la biomasse circulant dans le trajet en amont du poste de traitement 5, par l'intermédiaire du récupérateur de chaleur 4a.
Dans un mode de réalisation préféré, la chambre du poste de traitement 5 est entourée d'une enveloppe 52 dans laquelle un fluide caloporteur est mis en circulation.
Ce fluide caloporteur est chauffé et maintenu à une température apte à maintenir la biomasse contenue dans la chambre à sa température d'avant son entrée dans le poste de traitement 5, c'est-à-dire lorsque la biomasse se trouvait entre le moyen de chauffage 4 et le poste de traitement 5, et apte à compenser les pertes thermiques liées à la structure du poste de traitement 5.
Le réchauffage du fluide caloporteur est de préférence réalisé par la même source de chaleur externe T3 que celle réchauffant le fluide de transfert, au niveau de l'échangeur de chaleur T2. Le fluide de transfert et le fluide caloporteur peuvent ainsi être un même fluide, par exemple de l'huile, circulant dans une circuiterie agencée pour chauffer le fluide de transfert (circulant dans le circuit T) et le fluide caloporteur (circulant dans l'enveloppe 52) aux températures voulues. Le pilotage différentiel de la température du fluide de transfert et du fluide caloporteur est réalisé par tout moyen approprié, par exemple des vannes (non représentées) montées sur ladite circuiterie et un pilotage de l'ouverture et la fermeture de ces vannes ainsi que de la source de chaleur T3.
Afin de monter la température de la biomasse dans le trajet au moyen de chauffage 4, on pilote le dispositif, par exemple par le moyen de commande C, pour que la source de chaleur T3 élève le fluide de transfert à une température supérieure à celle de la biomasse contenue dans le poste de traitement 5, par exemple à une température proche de 210°C.
Pour limiter le phénomène de dépôt de biomasse sur les parois de la chambre du poste de traitement 5 tout en utilisant un poste de traitement 5 mécaniquement passif (c'est-à-dire sans racleur et/ou mélangeur), le poste de traitement 5 comprend de préférence une branche de recirculation M permettant de faire circuler la biomasse dans la chambre. Pour ce faire, on aspire de préférence de la biomasse en partie supérieure 54 (la biomasse y étant plus liquide) et on réinjecte cette biomasse dans la chambre par une partie inférieure 53. De préférence, le débit de cette recirculation est dimensionné pour que la biomasse circulant dans la branche de recirculation M soit prélevée avec un débit compris entre 5 et 15 fois le débit de biomasse entrant dans le poste de traitement 5 en provenance du moyen de chauffage 4. Une telle recirculation assure une bonne homogénéité de la température de la biomasse contenue dans le poste de traitement 5.
La mise en circulation de cette biomasse dans la branche de recirculation M est de préférence assurée par une pompe à membrane Ml, de préférence étanche et déportée du poste de traitement 5. Une telle pompe Ml ainsi installée augmente la fiabilité du dispositif, cette pompe Ml pouvant par exemple être réparée ou entretenue sans impliquer de mettre le dispositif hors service dans son intégralité.
De préférence, on injecte un additif dans la biomasse dans le trajet, de préférence en amont du moyen de chauffage 4, 4b, par tout moyen d'injection 7 approprié, afin de diminuer encore davantage la viscosité de la biomasse.
On voit que les différentes solutions proposées par la présente invention permettent de diminuer la viscosité de la biomasse et par conséquent de favoriser l'augmentation de sa température par des moyens réduits.
La surface des échangeurs de chaleur (moyen de chauffage 4, 4b et/ou poste de refroidissement 6), les diamètres de tuyauterie ainsi que le volume du poste de traitement 5 peuvent ainsi être réduits.
Dans un mode de réalisation représenté en FIGURE 2, la pompe de mise en pression 3b est installée entre l'entrée 1 et le poste de mélange 2.
Dans cette dernière configuration (FIGURE 2), la biomasse circulant dans la branche de retour R est introduite en un point du trajet soumis à une pression supérieure à la pression atmosphérique. On installe ainsi une pompe de relevage R2 dans le branche de retour R afin de supporter la perte de charge qu'implique la mise en œuvre de la branche de retour R.
Dans un mode de réalisation non représenté, la pompe de relevage R2 est installée entre le poste de mélange 2 et le moyen de chauffage 4.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.

Claims

REVEN DICATIONS
1. Procédé pour chauffer une biomasse en déplacement dans un trajet de traitement industriel comportant une entrée (1) pour la biomasse entrante, un moyen de chauffage (4, 4b) et un poste de traitement (5), une fraction de la biomasse chauffée par le moyen de chauffage (4, 4b) étant renvoyée par une branche de retour (R) jusqu'à un poste de mélange (2) en amont du moyen de chauffage (4, 4b) pour y constituer avec la biomasse entrante un mélange ayant une température supérieure à la température de la biomasse entrante, la fraction de biomasse chauffée étant prélevée à une sortie (51) du poste de traitement (5), caractérisé en ce qu'on récupère de la chaleur de la biomasse en aval du poste de traitement (5) et en ce qu'on transfère cette chaleur récupérée à la biomasse en amont du poste de traitement (5) par l'intermédiaire d'un moyen d'échange de chaleur entre la biomasse sortant du poste de traitement (5) et la biomasse circulant dans le trajet en amont du poste de traitement (5).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la biomasse est une boue d'épuration et le traitement est une carbonisation hydrothermale.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on pilote le moyen de chauffage (4, 4b) à l'aide d'un moyen de commande (C) pour que la température de la biomasse atteigne une température paramétrée avant son arrivée dans le poste de traitement (5), la température paramétrée étant comprise entre 165°C et 205°C, de préférence 185°C.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on met la biomasse en pression entre le poste de mélange (2) et le moyen de chauffage (4, 4b), et en ce qu'on abaisse la pression de la fraction de biomasse dans la branche de retour (R).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on ajuste le débit de la fraction de biomasse renvoyée au poste de mélange (2) en fonction de la quantité de biomasse entrante contenue dans le poste de mélange (2).
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on met la biomasse en pression en amont du poste de mélange (2), et en ce qu'on élève la pression de la fraction dans la branche de retour (R) .
7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'on élève la pression de la biomasse en amont du moyen de chauffage (4, 4b) jusqu'à une valeur permettant de chauffer le mélange à une température supérieure à 100°C sans ébullition .
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pression en sortie de pompe de mise en pression (3, 3b) est supérieure à 3 MPa.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le trajet comporte en outre un poste de refroidissement (6) en aval du poste de traitement (5), et en ce qu'on réchauffe un fluide de transfert dans son parcours entre le poste de refroidissement (6) et le moyen de chauffage (4) .
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on chauffe le fluide de transfert jusqu'à une température supérieure à celle de la biomasse au poste de traitement (5) .
11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'on utilise une même source de chaleur externe (T3) pour chauffer le fluide de transfert et un fluide caloporteur assurant un maintien de température de la biomasse au poste de traitement (5) .
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'injection d'un additif dans la biomasse en amont du moyen de chauffage (4, 4b) .
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'on prélève une partie de la biomasse dans le poste de traitement (5) au moyen d'une branche de recirculation (M) et on renvoie cette partie dans le poste de traitement (5) de façon à générer un mouvement de la biomasse dans le poste de traitement (5).
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la partie de biomasse est prélevée avec un débit compris entre 5 et 15 fois le débit de biomasse entrant dans le poste de traitement (5).
15. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend un trajet de traitement industriel comportant :
- une entrée (1) agencée pour faire entrer de la biomasse entrante dans le trajet,
- une pompe de mise en pression (3) agencée pour déplacer la biomasse dans le trajet,
- un moyen de chauffage (4, 4b) apte à chauffer la biomasse,
- un poste de traitement (5) apte à maintenir la biomasse sensiblement à une température d'entrée dans le poste de traitement (5), le poste de traitement (5) étant installé en aval du moyen de chauffage (4),
- un moyen d'échange de chaleur entre la biomasse sortant du poste de traitement (5) et la biomasse circulant dans le trajet en amont du poste de traitement (5), une branche de retour (R) apte à transférer une fraction de biomasse depuis une sortie (51) du poste de traitement (5) jusqu'à un poste de mélange (2) .
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le moyen d'échange de chaleur comprend :
- un circuit de transfert (T) dans lequel circule un fluide de transfert de manière à chauffer la biomasse dans le moyen de chauffage (4, 4b) par échange thermique entre le fluide de transfert et la biomasse, et
- des moyens de mise en circulation (Tl) du fluide de transfert aptes à faire circuler le fluide de transfert dans le circuit de transfert (T) .
17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une source de chaleur externe (T3) agencée pour chauffer le fluide de transfert et un fluide caloporteur ci rculant dans une enveloppe (52) du poste de traitement (5) .
18. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu'il est agencé pour que la biomasse entre dans le poste de traitement (5) par une partie inférieure (53) et en sorte par une partie supérieure (54) .
19. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que le poste de traitement (5) comprend une cloison (Cl, C2) agencée pou r acheminer vers la branche de retour (R) u ne fraction de biomasse liquide .
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