EP3414022A1 - Machine de criblage - Google Patents

Machine de criblage

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Publication number
EP3414022A1
EP3414022A1 EP17703162.2A EP17703162A EP3414022A1 EP 3414022 A1 EP3414022 A1 EP 3414022A1 EP 17703162 A EP17703162 A EP 17703162A EP 3414022 A1 EP3414022 A1 EP 3414022A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
millimeters
grid
waste
screening
machine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17703162.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Arnaud SOMMAIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suez International SAS
Original Assignee
Suez Groupe SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suez Groupe SAS filed Critical Suez Groupe SAS
Publication of EP3414022A1 publication Critical patent/EP3414022A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B07B1/50—Cleaning

Definitions

  • the present invention relates to screening machines, in particular for screening waste comprising fibrous materials, and processes using such screens. More particularly, the present invention relates to machines for screening waste containing sticky and wet fibrous materials, such as organic materials, mixed with undesirable substances, in particular metals, minerals, plastics, glass, and treatment of said waste using such screens,
  • Waste treatment processes for energy recovery and / or material recovery are in constant development.
  • waste treatment processes for energy recovery and material recovery we can cite, in particular, anaerobic digestion processes, which aim to produce biogas and composting processes applied after methanation or directly to fresh household waste containing biogas. organic materials.
  • the raw material of these processes can be waste from selective collections, green waste, kitchen waste or waste from the food industry, or even household waste from non-selective collections containing different categories of materials, such as putrescible waste. (food waste, green waste), paper, cardboard, glass, plastic, ferrous or non-ferrous metals, fabrics, sanitary textiles, and possibly household hazardous waste (DDQD) (electric batteries, ).
  • DQD household hazardous waste
  • anaerobic digestion and / or composting of household waste with a view to transforming it into biogas and / or recoverable compost involve three to four main stages:
  • mechanical waste preparation which aims to separate biodegradable organic matter from other non-biodegradable fractions or compost; this step may include various grinding and / or screening, as well as the passage of the waste in a rotary tube of pre-fermentation, generally essentially horizontal, which constitutes a medium for such preparation.
  • the treatment of unsorted household waste requires one or more screenings and ballistic separation operations, which will make it possible to sort the materials according to their particle size and density, and to separate the biodegradable organic materials from the other non-biodegradable fractions or in compost, whether it is light fractions (plastic films, hard plastic, ...), or heavy fractions (glass, pebbles, metals ).
  • CSR solid fuels recovery
  • All these processes implement one or more sorting operations, and / or grinding and / or screening.
  • a fine screening using a fine sieve mesh allows, in the mechanical preparation phase preceding the actual methanation, to optimize the collection of organic materials that can be valorized in methanisation and compost, and which concentrate in the fine fraction in particular after passing through a rotating pre-fermentation tube.
  • this fine screening must make it possible to recover a fraction of waste less than 5 millimeters in size, in which the organic matter is concentrated, which can be used for biogas and compost.
  • the fine screening thus makes it possible to select the materials to be treated according to their granulometry and to separate degradable organic materials and mineral materials.
  • a fine or very fine screening is useful for the calibration of RDF (Refuse Derived Fuels) and CSR (Solid Recoverable Fuels), obtained from the grinding of the light coarse fraction from household waste and / or dry waste with a high calorific value, especially plastics, wood, composite wood, refusal of automobile grinding, textiles from which we seek to eliminate fines.
  • RDF Refuse Derived Fuels
  • CSR Solid Recoverable Fuels
  • the existing devices use relatively large mesh sizes that prevent the loss of organic matter but do not offer the selectivity necessary for the purification of the latter, or they also offer self-cleaning screens or integrating periodic cleaning.
  • Patent EP 1 957 210 thus discloses a "flip-flop" screening machine, also called a trampoline screen, or a voltage wave screening machine. It is an equipment whose sieving surface, inclined (at about 20 ° relative to the horizontal), consists of a flexible fabric made of synthetic material with closed meshes. This canvas is successively stretched and released by motorized sleepers to which it is attached. These high frequency movements generate an acceleration of several tens of "g" objects on the screening screen and take off so as to cause unclogging. However, it is necessary to periodically wash these fabrics with water under high pressure which causes problems of immobilization and management of cleaning water, as well as the risk of embrittlement or perforation of the fabric.
  • EP2 364 782 discloses the use of a trampoline screen for screening wet organic materials with webs having a mesh size of 10 millimeters. This application also mentions risks of chemical attack of these fabrics, when relatively wet organic waste is screened.
  • the meshes of these screens may consist of slots, square, rectangular or round openings. Their dimensions generally vary for wet household waste between 8 and 12 millimeters. With these devices, it seems difficult to screen, waste comprising wet organic materials with a mesh size of less than 10 mm without clogging the fabrics. In any case, the opening of the mesh grows and decreases with the movements of the canvas, which can cause quality problems.
  • the application WO2015001514 discloses the use of screens consisting of a metal grid inclined at about 40 ° to the horizontal, and which is struck on its underside by hammers arranged on several transverse bars, at a frequency several tens of hertz.
  • the vibrations of the grid thus generated, associated with an automatic brushing system of the grid on its upper surface, make it possible to avoid clogging.
  • the meshes of the grids may be less than 5 millimeters, or even less than 2 millimeters.
  • the present invention relates to a vibratory screening machine comprising:
  • a planar screening grid (2) comprising a series of metal wires (5) extending substantially in the same longitudinal direction, the metal wires (5) being all located in the plane of the grid, the distance between a wire (5) and its neighboring sons varying between a maximum and a minimum, the minimum distance being non-zero, the grid (2) comprising at least one transverse bar (6) arranged perpendicular to the direction of the longitudinal wires (5), said grid (2) being situated in an inclined plane of an angle ⁇ that is non-zero with respect to the horizontal, and having an upper end (E1) and a lower end (E2),
  • a device for supplying material to be screened positioned at the upper end (E1) of the grid, the direction of the longitudinal wires (5) of said grid being close to the direction of flow of the materials to be screened above Grid,
  • a vibration generator arranged to transmit vibrations to the grid (2) via the at least one transverse bar (6), said machine being characterized in that the diameter of the metal wires (5) of the grid ( 2) is between 0.5 and 2 millimeters, preferably between 1 and 1, 7 millimeters.
  • the present invention also relates to screening grids for vibratory screening machines, to waste treatment installations comprising such machines, and to waste treatment processes using said machines.
  • the present invention also relates to an automatic brushing system deployed on the upper face of the grid and which ensures the cleaning of its upper and lower faces.
  • the grids of the screening machines according to the invention have, thanks to the specific configuration and the specific diameter of the metal wires that compose them, a flexibility allowing the brushes to pass through the grid to clean its lower face, thus preventing the accumulation of material on this underside and avoiding clogging.
  • the specific configuration of the metal wires constituting the grid of the machines according to the invention thus allows easy cleaning, in particular when the materials to be screened comprise fibrous materials, in particular wet or sticky fibrous materials. Furthermore, these wire diameters are large enough to maintain a robustness of the grid adapted to its use, and sufficiently fine to allow a passing surface / overall surface ratio of the optimal grid.
  • the diameter of the wires of the grids of the screening machines according to the invention are between 1 and 1, 7 millimeters, preferably between 1, 1 and 1, 6 millimeters, or between 1, 2 and 1, 6 millimeters, or between 1, 3 and 1, 6 millimeters, or between 1, 4 and 1, 5 millimeters.
  • screening is understood to mean an operation of separating into two particle size fractions of a particulate material by passing through a grid or screen comprising openings or meshes of a determined size.
  • longitudinal wire means a wire which extends in the direction of the length in a rectilinear direction.
  • the longitudinal son of the grid according to the invention are not perfectly rectilinear, and may have patterns (arches, crenellations, triangular patterns ...) distributed on either side of this rectilinear direction.
  • the term "minimum distance between a wire and its neighbors” is understood to mean that the wires constituting the grids according to the invention are not integral with each other, for example not welded or woven. with each other, even if, taking into account the deformations, neighboring wires of the grids may present between them some non-permanent points of contact.
  • the material to be screened flows over the grid from the end (E1) towards the end (E2) of the grid, in a substantially rectilinear direction.
  • the grids are mounted on a rigid frame (1).
  • the ends (E1) and (E2) of the grid are typically integral with tension systems (3) to maintain it substantially flat.
  • transverse bars (6) of the grids are rubber bands.
  • Grids according to the invention may also comprise a rubber band on their outer edges, facilitating pinch attachment on the frame (1).
  • the grids of vibratory screening machines according to the invention are located in a plane inclined at an angle ⁇ with respect to the horizontal between 30 ° and 60 °, preferably between 40 and 45 °. Typically, this angle is 42 °.
  • the vibration generator of the screening machines according to the invention comprises at least one electromagnetic hammer (4) positioned to strike at least one transverse bar (6).
  • the vibratory screening machines according to the invention comprise a brushing means (9, 10) able to move back and forth on the grid (2).
  • said brushing means comprises at least one cylindrical brush (10) of axis substantially parallel to the at least one transverse bar (6).
  • substantially parallel two lines which have between them an angle between 0 and 5 degrees.
  • the diameter of said cylindrical brushes (10) is between 500 and 700 millimeters.
  • said cylindrical brushes (10) comprise strands with a diameter of between 0.4 and 1.0 millimeters.
  • said cylindrical brushes (10) are mounted on a movable frame (8, 9).
  • the grids (2) consist of metal wires (5) having a substantially sinusoidal profile in the plane of said grid (2).
  • substantially sinusoidal profile a profile which is close to a sinusoid, that is to say composed arches similar to those of a sinusoid, of the same amplitude and the same period, distributed regularly on either side of a straight line which merges with the direction of the longitudinal threads.
  • the sinusoidal nature of the profile is not called into question by localized deformations that may exist on the wire.
  • the mesh L of the grid (2) is between 5 and 12 millimeters, preferably between 6 and 10 millimeters, preferably between 7 and 9 millimeters.
  • the mesh L of the grid is defined as the average maximum distance between the consecutive longitudinal son of the grid, in a direction orthogonal to the direction of said longitudinal son.
  • the mesh L represents approximately twice the amplitude of the sinusoid.
  • the mesh L of the grid (2) is between 7 and 9 millimeters and the diameter of the wires of the grid (2) is between 1 and 1, 7 millimeters.
  • the mesh L of the grid (2) is between 1 and 4 millimeters, preferably between 1, 5 and 3.5 millimeters, preferably between 2 and 3 millimeters.
  • the present invention also relates to planar screen grids (2) for vibratory screening machines as described above, grids comprising a series of metal wires (5) extending substantially in the same longitudinal direction, the metal wires (5) being all located in the plane of the grid, the distance between a wire (5) and its neighboring wires varying between a maximum and a minimum, the minimum distance being non-zero, characterized in that:
  • the diameter of the metal wires (5) is between 1 and 1.7 millimeters
  • the mesh L of the grid (2) is between 7 and 9 millimeters, -
  • the grid comprises at least one transverse bar (6), arranged perpendicular to the direction of the longitudinal son (5).
  • the grids according to the invention are made with stainless steel wires.
  • the transverse strips (6) of the grids according to the invention are made of rubber.
  • the present invention also relates to waste treatment facilities comprising at least one vibratory screening machine according to those described above.
  • the present invention also relates to waste treatment processes comprising at least one step of vibrating screening of materials derived from waste on a vibratory screening machine as described above, said step comprising vibrating the gate (2) by a vibration generator positioned to transmit said vibrations to the grid (2) via the at least one crossbar (6).
  • all or some of the materials resulting from the at least one vibrating screening stage are subjected to a treatment allowing their energy recovery and / or material recovery.
  • materials resulting from the at least one vibrating screening stage it is meant both the materials having passed through the grid (2) and the refusal of the screening remained above the grid (2).
  • the waste contains organic materials mixed with undesirable substances, in particular metals, minerals, plastics, glass, and said processes comprise:
  • one or more grinding and / or screening steps making it possible to reduce the particle size of the waste destined for feeding the vibrating screening stage to a dimension of less than 30 millimeters, preferably less than 20 millimeters.
  • the waste containing organic material may be unsorted waste, for example unsorted household waste.
  • this waste can be sorted from household waste or other sources, and include a significant fraction of organic matter associated with undesirable. These undesirable substances are, for example, packaging soiled with organic materials.
  • wastes generally have a high moisture content, typically between 50 and 80%, and contain a large amount of sticky material and / or fibrous (kitchen waste, catering waste, unsold supermarket ).
  • the waste having passed through the at least one vibrating screening stage can be subjected to an anaerobic digestion treatment in a digester.
  • the at least one vibrating screening stage may be preceded by a pre-fermentation treatment in a rotary tube with feeding at one end and extraction at the other end. end.
  • the present invention relates in particular to waste treatment processes, in particular household waste, containing organic materials mixed with undesirable substances, in particular: metals, minerals, plastics, glass, in which:
  • the waste is subjected to a first screening by screening
  • the fraction of waste passing through the screen is subjected to a pre-fermentation treatment in a rotary tube with feed at one end and extraction at the other end,
  • the waste resulting from the pre-fermentation treatment is subjected to one or more grinding and / or screening steps making it possible to reduce their granulometry to a dimension of less than 30 millimeters, preferably less than 20 millimeters.
  • said waste fraction of dimensions smaller than 30 millimeters, preferably less than 20 millimeters, is subjected to at least one vibratory screening stage carried out on a machine as described above, said machine comprising a grid (2) whose mesh L is between 6 and 10 millimeters, preferably between 7 and 9 millimeters,
  • At least part of the material having passed through the vibrating screening stage is subjected to an energy recovery and / or material recovery treatment, preferably a methanisation treatment in a digester.
  • the present invention also relates to plants for carrying out the methods described above, and comprising:
  • At least one vibratory screening machine as described above, said machine comprising a grid (2) whose mesh L is between 6 and 10 millimeters, preferably between 7 and 9 millimeters,
  • one or more grinding and / or screening devices making it possible to reduce the particle size of the waste destined for feeding the vibratory screening machine to a dimension of less than 30 millimeters, preferably less than 20 millimeters.
  • the plants according to the invention may comprise at least one rotary pre-fermentation tube.
  • the processes according to the invention are waste treatment processes in which the waste is dry waste with high power. lower calorific, and comprising:
  • one or more fine grinding stages making it possible to reduce the particle size of the waste to a dimension of less than 30 millimeters, preferably less than 20 millimeters, followed by
  • At least one vibrating screening stage carried out on a machine as described above, said machine comprising a grid (2) whose mesh L is between 1 and 4 millimeters, preferably between 1.5 and 3.5 millimeters, preferably between 2 and 3 millimeters.
  • the high-calorific dry waste materials are in particular plastics, wood, composite wood, refusal of automobile grinding, synthetic textiles
  • dry waste By dry waste is meant waste having a moisture content of less than 25%, or else 20%, or even 10%, typically between 25 and 5%.
  • High low heating value PCI
  • PCI means lower calorific value typically between 12 and 18 MJ / kilo.
  • the processes according to the invention can comprise, upstream of the fine grinding stage, one or more coarse grinding stages making it possible to reduce the particle size of the waste to a dimension of less than 300 millimeters, preferably less than 200 millimeters.
  • the present invention also relates to the use of the materials constituting the rejection of the vibrating screening of processes as described above as solid recovery fuels.
  • solid fuel recovery refers to the so-called “CSF” or “RDF” fuels.
  • Fig. 1 is a diagram showing the operation of the method according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic perspective view of a sieve used in the process according to the invention
  • Fig. 3 is a schematic view from above of the sieve grid of
  • Fig. 4 is a schematic view on a larger scale of a detail of
  • Fig. 5 is a schematic perspective view of a screen used in the method according to the invention, equipped with a roller brushing device,
  • FIG. 6 is a side elevational view of the screen of FIG. 5
  • FIG. 7 is a view similar to FIG. 6, a retractable support being deployed
  • FIG. 8 and FIG. 9 are views similar to FIG. 7, the retractable support moving to carry out the cleaning
  • Fig. 10 is a view similar to FIG. 6, at the end of cleaning
  • Fig. 1 1 and FIG. 12 are views similar to FIG. 5 illustrating the position of the carriage over a gate and another neighbor
  • Fig. 13 is a view similar to FIG. 1 1 and 12, the carriage being in the waiting position,
  • Fig. 1 allows to place the invention in context. You can see on the top left the line entry where the waste to be treated is introduced.
  • the fine fraction of particle size less than 450 mm passes through a pre-fermentation rotary tube and then by a trommel where the finest fraction, with a particle size of less than 80 mm, is recovered and passes through a second trommel where the finest fraction, of particle size less than 20 mm, is recovered to be passed on a screen, that is to say the sieve according to the invention, which allows to separate a very fine first fraction, grain size less than 5 mm of a second fraction of particle size between 5 and 20 mm.
  • the first fraction passes through a horizontal digester agitated mechanically with at least partial recirculation via a mixing hopper.
  • the digestate is composted to be valued agronomically.
  • the second fraction first passes through a ballistic separator to remove heavy waste before passing through a digester similar to the first fraction.
  • the digestate undergoes a phase of maturation by dewatering or dehydration to stabilize it or transform it into fuel or to be valorized agronomically.
  • Fig. 2 one can see the screening device used in the process according to the invention.
  • the screening device comprises a frame 1 holding an inclined grid 2.
  • the grid 2 is located in a plane inclined at an angle to the horizontal.
  • the grid 2 is mounted on a static inclination grid support adjustable from 30 to 60 degrees.
  • the inclination is 42 ° to the horizontal.
  • the grid 2 has an elongated shape, a lower end (E2) and an upper end (E1) being integral with voltage systems 3 for printing a permanent voltage to the grid 2 to keep it substantially flat.
  • Electromagnetic hammers 4 for transmitting vibrations to the grid are mounted on the sides of the grid integrally of the frame 1. These electromagnetic hammers may consist for example of electromagnets driving in rotation cylinders provided with lugs or protruding pins, arranged just below the gate, and extending transversely to the frame 1, at the transverse bars 6. The impact of the pins on the bar or bars 6 can transmit vibrations to the grid.
  • the grid 2 (FIG 4) is in the form of a series of longitudinal wires 5 having a substantially sinusoidal profile organized in a rectangular shape.
  • the son 5 are on the same plane, the distance between a wire 5, and its neighboring son between a maximum and a minimum. But even when the distance between a wire and its common wire is minimum, no solder is present between the two son. This particular provision was retained after many trials. It minimizes clogging and makes cleaning the grid easier.
  • the maximum distance between the threads is the size of the mesh L.
  • Transverse stiffening bars 6 are provided at regular intervals to maintain a constant spacing between the wires 5.
  • the electromagnetic hammers 4 are arranged vis-à-vis the stiffening bars.
  • the frequencies used are generally between 10 and 60 Hz. In the case of the use of several stages of screening, it is possible to use different frequencies for each stage.
  • a cleaning step is provided.
  • Fig. 6 can be seen a metal frame 7 placed above the grid 2.
  • a carriage 8 is suspended under the frame 7 by means of rails so as to slide transversely relative to the grid 2.
  • the carriage 8 consists of metal profiles assembled together to define in particular an upper surface 8a, on which are fixed rollers cooperating with the rails provided on the frame 7, and a lower inclined surface 8b, parallel to the surface of the grid 2, in which is mounted a retractable support 9 supporting cylindrical cleaning brushes 10. Unrepresented means are provided for rotating the cylindrical brushes about their axis.
  • the retractable support 9 has two parallel faces 9a and 9b connected by rods 9c.
  • the first face 9a is slidably mounted under the carriage 8 while the second face 9b supports the cylindrical cleaning brushes 10.
  • This chute can feed the two grids 2 simultaneously or just one of them.
  • the carriage 8 can therefore be above one or the other of the grids or else offset on the side, in the waiting position,
  • the carriage 8 is arranged in the standby position as in FIG. 13.
  • the retractable support 9 is unfolded (FIG 7) to put the cylindrical brushes 10 in contact with the grid 2.
  • the retractable support 9 then translates downwardly relative to the carriage 8, parallel to the grid 2 to perform cleaning (Fig 8 and 9).
  • the retractable support 9 is folded (Fig. 10) before the carriage 8 returns to the standby position (Fig. 13).
  • a single grid is disposed on each screening machine, which has its own feed hopper and its own cleaning system comprising a carriage, one or more cylindrical brushes, and a carriage moving system on the grid.
  • feeding of the material grid by the hopper is stopped, the carriage moves over the grid in translation and the cylindrical brush or brushes brought into contact with the grid clean it.
  • the carriage 8 and the brushes are in the lower part of the grid, in the raised position above from the end (E2)
  • a screening machine as described above and represented in FIGS. 5 to 8, with integrated brushing system was used, with different grids (2 ), to screen the fraction of material of size between 0 and 20 millimeters, having a rate of about 50% moisture, from the rotating pre-fermentation tube and the two trommels located downstream of this tube.
  • the grids that have been used are as shown in FIG. 2, they are planar grids with longitudinal wires of sinusoidal profile, not contiguous.
  • the effective screen area was 3.45 m2 in all tests; the duration of the tests was 12 hours, including a cleaning of 1, 2 minutes (power off) every 10 minutes.
  • the mass capture rate of the fraction 0-5 mm (of dimension less than millimeters), in the material passing the screen, is obtained by sieving this fraction in a sample of mass m of the feed material and weighing the mass obtained m 'and performing the same operation for a mass m of passing material, to obtain a mass m ";(m" / m') * 100 is the rate (%) of capture.

Abstract

La présente invention est relative à des machines de criblage vibrant comprenant une grille (2) de criblage plane située dans un plan incliné d'un angle a non nul par rapport à l'horizontale, un dispositif d'alimentation en matériau à cribler positionné à l'extrémité haute de la grille, un générateur de vibrations agencé pour transmettre des vibrations à la grille, dans lesquelles la configuration spécifique des fils métalliques (5) constituant la grille permet un nettoyage aisé, en particulier lorsque les matériaux à cribler comportent des matières fibreuses. La présente invention est également relative à des grilles de criblage pour machines de criblage vibrant, à des installations de traitement de déchets comprenant de telles machines, et à des procédés de traitement de déchets mettant en oeuvre les dites machines.

Description

MACHINE DE CRIBLAGE
La présente invention est relative à des machines de criblage, en particulier de criblage de déchets comprenant des matières fibreuses, et à des procédés mettant en œuvre de tels cribles. Plus particulièrement, la présente invention est relative à des machines pour le criblage de déchets contenant des matières fibreuses collantes et humides, telles que des matières organiques, mélangées à des indésirables, notamment métaux, matières minérales, plastique, verre, et à des procédés de traitement desdits déchets mettant en œuvre de tels cribles,
Les procédés de traitement des déchets en vue de leur valorisation énergétique et/ou de leur valorisation matière sont en constant développement.
Parmi les procédés de traitement des déchets en vue de leur valorisation énergétique et de leur valorisation matière, on peut citer notamment les procédés de méthanisation, qui visent à produire du biogaz et les procédés de compostage appliqués après méthanisation ou directement sur déchets ménagers frais contenant des matières organiques. La matière première de ces procédés peut être des déchets issus de collectes sélectives, déchets verts, déchets de cuisine ou encore déchets d'industrie agroalimentaire, ou bien encore des déchets ménagers issus de collectes non sélectives contenant différentes catégories de matériaux, telles que déchets putrescibles (déchets alimentaires, déchets verts), papier, carton, verre, plastique, métaux ferreux ou non ferreux, tissus, textiles sanitaires, et éventuellement des déchets toxiques en quantité dispersée (DTQD) des ménages (piles électriques, ...).
Par exemple, la méthanisation et/ou le compostage de déchets ménagers en vue de les transformer en biogaz et/ou en compost valorisable mettent en œuvre trois à quatre étapes principales :
• une préparation mécanique des déchets qui vise à séparer les matières organiques biodégradables des autres fractions non valorisâmes en biogaz ou en compost ; cette étape peut comprendre divers broyages et/ou criblages, ainsi que le passage des déchets dans un tube rotatif de préfermentation, généralement essentiellement horizontal, qui constitue un moyen pour une telle préparation. En particulier, le traitement des déchets ménagers non triés nécessite une ou plusieurs opérations de criblage et séparation balistique, qui permettront de trier les matériaux selon leur granulométrie et selon leur densité, et de séparer les matières organiques biodégradables des autres fractions non valorisâmes en biogaz ou en compost, qu'il s'agisse de fractions légères (films plastiques, plastique dur, ...), ou de fractions lourdes (verre, cailloux, métaux...).
• la méthanisation qui vise à produire une énergie renouvelable et est réalisée dans des enceintes horizontales ou verticales, agitées mécaniquement ou non ;
• le compostage de la fraction fraîche issue du prétraitement des ordures ménagères , ou la maturation aérobie du digestat, qui fait généralement intervenir une opération préalable de pressage du digestat provenant de la méthanisation, afin d'atteindre un niveau de teneur en matières sèches et une porosité permettant l'auto compostage du digestat, ou qui nécessite l'apport d'un agent structurant et son mélange avec le digestat pour obtenir un substrat compostable ;
• l'affinage final qui vise à retirer de façon complémentaire les contaminants restant après les deux opérations précédentes, et à préparer le compost à une granulométrie permettant sa valorisation agronomique.
Parmi les procédés de de traitement des déchets en vue de leur valorisation énergétique, on peut également citer la production de Combustibles Solides de Récupération (CSR), à partir de déchets secs à haut pouvoir calorifiques (bois, plastiques sans chlore, papiers, et cartons et bois), qui sont triés et broyés et affinés jusqu'à obtenir une fraction granulométrique adaptée à l'usage. La matière première de ces procédés peut être des ordures ménagères résiduelles (OMR), des déchets industriels banals (DIB), et des encombrants de déchèteries de qualité hétérogène ou de trop volumineux pour être valorisés dans les unités de valorisation énergétique (incinération et co-incinération).
Tous ces procédés mettent en œuvre une ou plusieurs opérations de tri, et/ou de broyage et/ou de criblage. En particulier, à différents stades des procédés de traitement des déchets, il est souhaitable de mettre en œuvre un criblage fin utilisant une maille de tamis fine. Dans les procédés de méthanisation, un criblage fin utilisant une maille fine permet, dans la phase de préparation mécanique précédant la méthanisation proprement dite, d'optimiser la collecte des matières organiques qui pourront être valorisées en méthanisation et en compost, et qui se concentrent dans la fraction fine notamment après passage dans un tube rotatif de pre-fermentation. Typiquement, ce criblage fin doit permettre de récupérer une fraction de déchets de dimension inférieure à 5 millimètres, dans laquelle se concentrent les matières organiques qui pourront être valorisées en méthanisation et en compost.
Le criblage fin permet donc sélectionner les matériaux à traiter suivant leur granulométrie et de séparer matières organiques dégradables et matières minérales.
De la même manière, un criblage fin, voire très fin, est utile au calibrage des RDF (Refuse Derived Fuels) et des CSR (Combustibles Solides de Récupération), issus du broyage de la fraction grossière légère issue des ordures ménagères et/ou de déchets secs à haut pouvoir calorifique, notamment matières plastiques, bois, bois composite, refus de broyage automobile, textiles d'où on cherche à éliminer les fines. L'élimination des fines est essentielle car dans les fines on retrouve généralement les composants à faible PCI et/ou généralement plus humides et car cela évite la formation de suies lors de l'utilisation des combustibles.
Toutefois, dans l'un ou l'autre de ces procédés, il est difficile d'utiliser des cribles à maille fine sans rencontrer de problèmes de colmatage, en particulier lorsqu'on souhaite collecter des fractions organiques valorisâmes, qui peuvent contenir des matières humides, collantes, ou fibreuses, ou lorsque les mailles du cribles sont très fines. Quelle que soit la configuration, ce colmatage est pénalisant en termes de quantité (matière organiques) ou de qualité (RDF, CSR) des fractions valorisâmes récupérées.
Pour les traitements de méthanisation, les dispositifs existants utilisent des mailles de taille relativement importante évitant la perte de matière organique mais n'offrant pas la sélectivité nécessaire à la purification de celle- ci, ou proposent également des cribles auto décolmatants ou intégrant des systèmes de nettoyage périodique.
Le brevet EP 1 957 210 divulgue ainsi une machine de criblage « flip flop », encore appelée crible à effet trampoline, ou machine de criblage à vague de tension. Il s'agit d'un équipement dont la surface criblante, inclinée (à environ 20° par rapport à l'horizontale), est constituée d'une toile souple en matière synthétique comportant des mailles fermées. Cette toile est successivement tendue et relâchée par des traverses motorisées auxquelles elle est fixée. Ces mouvements à haute fréquence génèrent une accélération de plusieurs dizaines de « g » des objets présents sur la toile criblante et les décolle de façon à provoquer un décolmatage. Il est toutefois nécessaire de laver périodiquement ces toiles à l'eau sous haute pression ce qui entraîne des problèmes d'immobilisation et de gestion des eaux de nettoyage, ainsi que des risques de fragilisation voire perforation de la toile.
La durée de vie des toiles souples en matières synthétiques (notamment polyuréthane) utilisées dans ces cribles est limitée : elles subissent notamment des déchirures dues à la présence de matériaux abrasifs dans les déchets criblés,
La demande EP2 364 782, divulgue l'utilisation de crible à effet trampoline pour le criblage de matières organiques humides, avec des toiles ayant une taille de maille de 10 millimètres. Cette demande mentionne également des risques d'attaques chimiques de ces toiles, lorsque des déchets organiques relativement humides sont criblés.
De manière générale, les mailles de ces cribles peuvent être constituées de fentes, d'ouvertures carrées, rectangulaires ou rondes. Leurs dimensions varient généralement pour les déchets ménagers humides entre 8 et 12 millimètres. Avec ces dispositifs, il semble difficile de cribler, des déchets comprenant des matières organiques humides avec une maille de dimension inférieure à 10 mm sans colmater les toiles. Dans tous les cas, l'ouverture des mailles s'agrandit et diminue au gré des mouvements de la toile, ce qui peut poser des problèmes de qualité.
Alternativement, la demande WO2015 001514 divulgue l'utilisation de cribles constitués d'une grille métallique inclinée à environ 40° par rapport à l'horizontale, et qui est frappée sur sa face inférieure par des marteaux disposés sur plusieurs barres transversales, à une fréquence de plusieurs dizaines de hertz. Les vibrations de la grille ainsi générées, associées à un système de brossage automatique de la grille sur sa surface supérieure, permettent d'éviter le colmatage. Les mailles des grilles peuvent être inférieures à 5 millimètres, ou encore inférieure à 2 millimètres. Toutefois, à l'usage, on constate sur le type de crible décrit dans la demande WO2015 001514 que le nettoyage de la surface inférieure de la grille peut être inefficace dans certaines conditions et que en conséquence ces grilles se colmatent, notamment lorsqu'on les utilise pour cribler des déchets contenant des matières organiques fibreuses, en particulier humides et collantes.
Il existe donc un besoin pour des systèmes de criblage de déchets utilisant une maille de tamis fine, et permettant d'éviter les problèmes de colmatage. En particulier, il existe un besoin pour de tels systèmes ayant par ailleurs une durée de vie améliorée, en limitant les problèmes d'immobilisation et de maintenance.
La présente invention a pour objet une machine de criblage vibrant comprenant :
- une grille(2) de criblage plane comprenant une série de fils métalliques (5) s'étendant sensiblement selon une même direction longitudinale , les fils métalliques (5) étant tous situés dans le plan de la grille, la distance entre un fil métallique (5) et ses fils voisins variant entre un maximum et un minimum, la distance minimum étant non-nulle, la grille (2) comprenant au moins une barre transversale (6), disposée perpendiculairement à la direction des fils longitudinaux (5), ladite grille (2) étant située dans un plan incliné d'un angle a non nul par rapport à l'horizontale, et comportant une extrémité haute (E1 ) et une extrémité basse (E2),
- un dispositif d'alimentation en matériau à cribler positionné à l'extrémité haute (E1 ) de la grille, la direction des fils longitudinaux (5) de ladite grille étant proche de la direction d'écoulement des matériaux à cribler au-dessus de la grille,
- un générateur de vibrations agencé pour transmettre des vibrations à la grille (2) par l'intermédiaire de la au moins une barre transversale (6), ladite machine étant caractérisée en ce que le diamètre des fils métalliques (5) de la grille (2) est compris entre 0,5 et 2 millimètres, préférentiellement entre 1 et 1 ,7 millimètres.
La présente invention est également relative à des grilles de criblage pour machines de criblage vibrant, à des installations de traitement de déchets comprenant de telles machines, et à des procédés de traitement de déchets mettant en œuvre les dites machines.
La présence invention est également relative à un système de brossage automatique déployé sur la face supérieure de la grille et qui en assure le nettoyage de ses faces supérieure et inférieure.
Les grilles des machines de criblage selon l'invention présentent, grâce à la configuration spécifique et au diamètre spécifique des fils métalliques qui les composent, une souplesse permettant aux brosses de traverser la grille pour nettoyer sa face inférieure, empêchant ainsi l'accumulation de matière sur cette face inférieure et évitant le colmatage.
la configuration spécifique des fils métalliques constituant la grille des machines selon l'invention permet donc un nettoyage aisé, en particulier lorsque les matériaux à cribler comportent des matières fibreuses, en particulier des matières fibreuses humides ou collantes. Par ailleurs, ces diamètres de fils sont suffisamment importants pour maintenir une solidité de la grille adaptée à son usage, et suffisamment fins pour permettre un rapport surface passante/surface globale de la grille optimale.
Avantageusement, le diamètre des fils des grilles des machines de criblage selon l'invention sont compris entre 1 et 1 ,7 millimètres, préférentiellement entre 1 ,1 et 1 ,6 millimètres, ou encore entre 1 ,2 et 1 ,6 millimètres, ou entre 1 ,3 et 1 ,6 millimètres, ou encore entre 1 ,4 et 1 ,5 millimètres.
Au sens de la présente invention, on entend par criblage une opération de séparation en deux fractions granulométriques d'un matériau particulaire par passage au travers d'une grille ou tamis comprenant des ouvertures ou mailles de taille déterminée.
Au sens de la présente invention, on entend par fil longitudinal un fil qui s'étend dans le sens de la longueur suivant une direction rectiligne. Les fils longitudinaux de la grille selon l'invention ne sont pas parfaitement rectilignes, et peuvent présenter des motifs (arcs, créneaux, motifs triangulaires...) répartis de part et d'autre de cette direction rectiligne.
Au sens de la présente invention, on entend par fils longitudinaux sensiblement de même direction des fils dont les directions présentent l'une par rapport à l'autre un angle maximal compris entre 0 et 5 degrés.
Au sens de la présente invention, on entend notamment par distance minimum non nulle entre un fil et ses voisins, le fait que les fils constituant les grilles selon l'invention ne sont pas solidaires les uns des autres, par exemple pas soudés ou tissés les uns avec les autres, même si, en tenant compte des déformations, des fils voisins de la grilles peuvent présenter entre eux quelques points de contact non permanents.
Dans les machines de criblage selon l'invention, le matériau à cribler s'écoule au-dessus de la grille depuis l'extrémité (E1 ) vers T'extrémité (E2) de la grille, suivant une direction sensiblement rectiligne.
Typiquement, dans les machines de criblage selon l'invention, les grilles sont montées sur un châssis rigide (1 ). Les extrémités (E1 ) et (E2) de la grille sont typiquement solidaires de systèmes de tension (3) permettant de la maintenir sensiblement plane.
Typiquement les barres transversales (6) des grilles sont des bandes de caoutchouc. Les grilles selon l'invention peuvent également comporter une bande de caoutchouc sur leurs bords extérieurs, facilitant la fixation par pincement sur le châssis (1 ).
Selon un mode de réalisation, les grilles des machines de criblage vibrant selon l'invention sont situées dans un plan incliné d'un angle a par rapport à l'horizontale compris entre 30° et 60°, préférentiellement compris entre 40 et 45°. Typiquement, cet angle est de 42 °.
Selon un mode de réalisation, le générateur de vibrations des machines de criblage selon l'invention comprend au moins un marteau électromagnétique (4) positionné pour frapper au moins une barre transversale (6).
Selon un mode de réalisation, les Machines de criblage vibrant selon l'invention comportent un moyen de brossage (9, 10) apte à exercer un mouvement de va-et-vient sur la grille (2).
Typiquement, ledit moyen de brossage comprend au moins une brosse cylindrique (10) d'axe sensiblement parallèle à la au moins une barre transversale (6).
Au sens de la présente invention, on entend par sensiblement parallèles deux droites qui présentent entre elles un angle compris entre 0 et 5 degrés.
Selon un mode de réalisation, le diamètre desdites brosses cylindriques (10) est compris entre 500 et 700 millimètres.
Typiquement, lesdites brosses cylindriques (10) comportent des brins de diamètre compris entre 0,4 et 1 ,0 millimètre.
Typiquement, lesdites brosses cylindriques (10) sont montées sur un châssis mobile (8, 9).
Avantageusement, dans les machines de criblage vibrant selon l'invention, les grilles (2) sont constituées de fils métalliques (5) présentant un profil sensiblement sinusoïdal dans le plan de ladite grille (2).
Au sens de la présente invention, on entend par profil sensiblement sinusoïdal un profil qui se rapproche d'une sinusoïde, c'est-à-dire composé d'arches semblables à celles d'une sinusoïde, de même amplitude et de même période, réparties régulièrement de part et d'autre d'une droite qui se confond avec la direction des fils longitudinaux. Le caractère sinusoïdal du profil n'est pas remis en cause par des déformations localisées pouvant exister sur le fil.
Selon un mode de réalisation, dans les machines de criblage vibrant selon l'invention, la maille L de la grille (2) est comprise entre 5 et 12 millimètres, préférentiellement entre 6 et 10 millimètres, préférentiellement entre 7 et 9 millimètres.
La maille L de la grille est définie comme la distance maximale moyenne entre les fils longitudinaux consécutifs de la grille, suivant une direction orthogonale à la direction desdits fils longitudinaux. Par exemple, pour une grille comprenant des fils à profil sinusoïdal, la maille L représente environ deux fois l'amplitude de la sinusoïde. Avantageusement, dans les machines de criblage vibrant selon l'invention, la maille L de la grille (2) est comprise entre 7 et 9 millimètres et le diamètre des fils de la grille (2) est compris entre 1 et 1 ,7 millimètre.
Selon un autre mode de réalisation, dans les machines de criblage vibrant selon l'invention, la maille L de la grille (2) est comprise entre 1 et 4 millimètres, préférentiellement entre 1 ,5 et 3,5 millimètres, préférentiellement entre 2 et 3 millimètres.
La présente invention est également relative à des grilles (2) de criblage plane pour machines de criblage vibrant telles que décrites ci-dessus, grilles comprenant une série de fils métalliques (5) s'étendant sensiblement selon une même direction longitudinale , les fils métalliques (5) étant tous situés dans le plan de la grille, la distance entre un fil métallique (5) et ses fils voisins variant entre un maximum et un minimum, la distance minimum étant non-nulle, caractérisées en ce que :
- le diamètre des fils métalliques (5) est compris entre 1 et 1 ,7 millimètre,
- la maille L de la grille (2) est comprise entre 7 et 9 millimètres, - la grille comprend au moins une barre transversale (6), disposée perpendiculairement à la direction des fils longitudinaux (5).
Typiquement, les grilles selon l'invention sont réalisées avec des fils en acier inox. Typiquement, les bandes transversales (6) des grilles selon l'invention sont en caoutchouc.
Selon un mode de réalisation, les Grilles (2) selon la revendication 13, caractérisée en ce que les fils métalliques (5) présentent un profil sensiblement sinusoïdal dans le plan de la grille,
La présente invention est également relative à des installations de traitement de déchets comprenant au moins une machine de criblage vibrant selon telles que décrites ci-dessus.
La présente invention est également relative à des procédés de traitement de déchets comprenant au moins une étape de criblage vibrant de matériaux issus/dérivés des déchets sur une machine de criblage vibrant telle que décrites ci-dessus, ladite étape comprenant la mise en vibration de la grille (2) par un générateur de vibrations positionné pour transmettre lesdites vibrations à la grille (2) par l'intermédiaire de la au moins une barre transversale (6).
Selon un mode de réalisation, dans les procédés selon l'invention, tout ou partie des matériaux issus de la au moins une étape de criblage vibrant sont soumis à un traitement permettant leur valorisation énergétique et /ou valorisation matière.
Par matériaux issus de la au moins une étape de criblage vibrant, on entend aussi bien les matériaux ayant traversé la grille (2) que le refus du criblage demeuré au-dessus de la grille (2).
Dans un mode de réalisation particulier, dans les procédés selon l'invention, les déchets contiennent des matières organiques mélangées à des indésirables, notamment métaux, matières minérales, plastiques, verre, et lesdits procédés comprennent :
- au moins une étape de criblage vibrant réalisée sur une machine selon l'une des revendications 1 à 9, ladite machine comprenant une grille (2) dont la maille L est comprise entre 6 et 10 millimètres, préférentiellement entre 7 et 9 millimètres, et,
- optionnellement, une ou plusieurs étapes de broyage et/ou de criblage permettant de réduire la granulométrie des déchets destinés à l'alimentation de l'étape de criblage vibrant à une dimension inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres.
Dans ce mode de réalisation, les déchets contenant des matières organiques peuvent être des déchets non triées, par exemple ordures ménagères non triées. Alternativement, ces déchets peuvent être issus de tri d'ordures ménagères ou autres sources, et comporter une fraction importante de matière organique associée à des indésirables. Ces indésirables sont par exemple des emballages souillés par des matières organiques.
Ces déchets ont généralement un fort taux d'humidité, typiquement compris entre 50 et 80%, et contiennent une grande quantité de matière collante et/ou fibreuse (déchets de cuisine, déchets de restauration, invendus de supermarchés...).
En particulier, dans ce mode de réalisation des procédés selon l'invention, les déchets ayant traversé l'au moins une étape de criblage vibrant peuvent être soumis à un traitement de méthanisation dans un digesteur.
En particulier, dans ce mode de réalisation des procédés selon l'invention, l'au moins une étape de criblage vibrant peut être précédée d'un traitement de pré-fermentation dans un tube rotatif avec alimentation à une extrémité et extraction à l'autre extrémité.
La présente invention est en particulier relative à des procédés de traitement des déchets, notamment ordures ménagères, contenant des matières organiques mélangées à des indésirables, notamment métaux, matières minérales, plastiques, verre, dans lesquels :
- les déchets sont soumis à un premier tri par criblage,
- la fraction des déchets traversant le crible est soumise à un traitement de pré-fermentation dans un tube rotatif avec alimentation à une extrémité et extraction à l'autre extrémité,
- les déchets issus du traitement de pré-fermentation sont soumis à une ou plusieurs étapes de broyage et/ou de criblage permettant de réduire leur granulométrie à une dimension inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres.
- ladite fraction de déchets de dimensions inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres est soumise à au moins une étape de criblage vibrant réalisée sur une machine telles que décrites ci- dessus, ladite machine comprenant une grille (2) dont la maille L est comprise entre 6 et 10 millimètres, préférentiellement entre 7 et 9 millimètres,
- au moins une partie de la matière ayant traversé l'étape de criblage vibrant est soumise à un traitement de valorisation énergétique et/ou de valorisation matière, préférentiellement un traitement de méthanisation dans un digesteur.
La présente invention est également relative à des Installations pour la mise en œuvre des procédés décrits ci-dessus, et comprenant :
- au moins une machine de criblage vibrant telles que décrites ci-dessus, ladite machine comprenant une grille (2) dont la maille L est comprise entre 6 et 10 millimètres, préférentiellement entre 7 et 9 millimètres,
- un ou plusieurs dispositifs de broyage et/ou de criblage permettant de réduire la granulométrie des déchets destinés à l'alimentation de la machine de criblage vibrant à une dimension inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres.
En particulier, les installations selon l'invention peuvent comprendre au moins un tube rotatif de pré fermentation.
Selon une variante, les procédés selon l'invention sont des procédés de traitement de déchets où les déchets sont des déchets secs à fort pouvoir calorifique inférieur, et comprenant :
- une ou plusieurs étapes de broyage fin permettant de réduire la granulométrie des déchets à une dimension inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres, suivie de
- au moins une étape de criblage vibrant réalisée sur une machine telles que décrites ci-dessus, ladite machine comprenant une grille (2) dont la maille L est comprise entre 1 et 4 millimètres, préférentiellement entre 1 ,5 et 3,5 millimètres, préférentiellement entre 2 et 3 millimètres.
Dans ce mode de réalisation, les déchets secs à haut pouvoir calorifique inférieur sont notamment des matières plastiques, bois, bois composite, refus de broyage automobile, des textiles synthétiques
Par déchets secs on entend des déchets présentant un taux d'humidité inférieur à 25%, ou encore à 20%, ou encore à 10%, typiquement compris entre 25 et 5%. Par haut pouvoir calorifique inférieur (PCI) on entend pouvoir calorifique inférieur typiquement compris entre 12 et 18 MJ/kilo.
Avantageusement, dans ce mode de réalisation, les procédés selon l'invention peuvent comprendre, en amont de l'étape de broyage fin, une ou plusieurs étapes de broyage grossier permettant de réduire la granulométrie des déchets à une dimension inférieure à 300 millimètres, préférentiellement inférieure à 200 millimètres.
Enfin, la présente invention est également relative à l'utilisation des matériaux constituant le refus du criblage vibrant des procédés tels que décrits ci-dessus comme combustibles solides de récupération.
On entend typiquement par combustibles solides de récupération les combustibles dits « CSR » ou « RDF » (refuse derived fuel). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation avec référence aux dessins annexés mais qui n'a aucun caractère limitatif. Sur ces dessins :
Fig. 1 est un diagramme représentant le fonctionnement du procédé selon l'invention,
Fig. 2 est une vue schématique en perspective d'un tamis utilisé dans le procédé selon l'invention,
Fig. 3 est une vue schématique de dessus de la grille du tamis de
Fig. 2,
Fig. 4 est une vue schématique à plus grande échelle d'un détail de
Fig. 3,
Fig. 5 est une vue schématique en perspective d'un tamis utilisé dans le procédé selon l'invention, équipé d'un dispositif de brossage à rouleaux,
Fig. 6 est une vue en élévation latérale du tamis de Fig. 5, Fig. 7 est une vue similaire à Fig. 6, un support escamotable étant déployé,
Fig. 8 et Fig. 9 sont des vue similaires à Fig. 7, le support escamotable se déplaçant pour effectuer le nettoyage,
Fig. 10 est une vue similaire à Fig. 6, en fin de nettoyage, Fig. 1 1 et Fig. 12 sont des vues similaires à Fig. 5 illustrant la position du chariot au-dessus d'une grille et d'une autre voisine, et
Fig. 13 est une vue similaire à Fig. 1 1 et 12, le chariot étant en position d'attente,
Fig. 1 permet de replacer l'invention dans son contexte. On peut voir en haut à gauche l'entrée ligne où les déchets à traiter sont introduits. Après un premier crible dit primaire, la fraction fine de granulométrie inférieure à 450 mm passe par un tube rotatif de pré-fermentation puis par un trommel où la fraction la plus fine, de granulométrie inférieure à 80 mm, est récupérée et passe par un second trommel où la fraction la plus fine, de granulométrie inférieure à 20 mm, est récupérée pour être passée sur un crible, c'est-à-dire le tamis selon l'invention, qui permet de séparer une première fraction très fine, de granulométrie inférieure à 5 mm d'une seconde fraction de granulométrie comprise entre 5 et 20 mm. Par la suite la première fraction passe par un digesteur horizontal agité mécaniquement avec une recirculation au moins partielle par l'intermédiaire d'une trémie mélangeuse.
C'est lors de cette phase de digestion que du biogaz est extrait. Le digestat est lui composté pour être valorisé agronomiquement.
La seconde fraction passe d'abord par un séparateur balistique permettant d'écarter des déchets lourds avant de passer par un digesteur de façon similaire à la première fraction. Le digestat subit une phase de maturation par égouttage ou déshydratation pour le stabiliser ou le transformer en combustible ou encore pour être valorisé agronomiquement.
Fig. 2, on peut voir le dispositif de criblage utilisé dans le procédé selon l'invention.
Le dispositif de criblage comprend un châssis 1 maintenant une grille 2 inclinée. La grille 2 est située dans un plan incliné d'un angle a sur l'horizontale.
Avantageusement, la grille 2 est montée sur un support de grille statique d'inclinaison réglable de 30 à 60 degrés. Dans ce mode de réalisation l'inclinaison est de 42° par rapport à l'horizontale.
Cette inclinaison importante permet au produit à traiter de dévaler la pente sans être forcé de passer à travers une maille. Le colmatage est ainsi beaucoup moins fréquent.
La grille 2 présente une forme allongée, une extrémité inférieure (E2) et une extrémité supérieure (E1 ) étant solidaires de systèmes de tension 3 permettant d'imprimer une tension permanente à la grille 2 pour la maintenir sensiblement plane.
Des marteaux électromagnétiques 4 permettant de transmettre des vibrations à la grille sont montés sur les côtés de la grille solidairement du châssis 1 . Ces marteaux électromagnétiques peuvent être constitués par exemple d'électroaimants entraînant en rotation des cylindres munis d'ergots ou picots saillants, disposés juste en dessous de la grille, et s'étendant transversalement au châssis 1 , au niveau des barres transversales 6. L'impact des picots sur la ou les barres 6 permet de transmettre des vibrations à la grille. La grille 2 (Fig. 4) se présente sous la forme d'une série de fils longitudinaux 5 présentant un profil sensiblement sinusoïdal organisés selon une forme rectangulaire.
Les fils 5 se situent sur un même plan, la distance entre un fil 5, et ses fils voisins variant entre un maximum et un minimum. Mais, même lorsque la distance entre un fil et son fil mitoyen est minimum, aucune soudure n'est présente entre les deux fils. Cette disposition particulière a été retenue après de nombreux essais. Elle minimise le colmatage et facilite le nettoyage de la grille. La distance maximum entre les fils constitue la taille de la maille L.
Des barres transversales 6 de raidissage sont prévues à intervalles réguliers pour maintenir un écartement constant entre les fils 5.
Les marteaux électromagnétiques 4 sont disposés en vis-à-vis des barres de raidissage. Les fréquences utilisées sont généralement comprises entre 10 et 60Hz. Dans le cas de l'utilisation de plusieurs étages de criblage, il est possible d'utiliser des fréquences différentes pour chaque étage.
Pour garantir le fonctionnement du procédé, une étape de nettoyage est prévue.
Fig. 6 on peut voir une charpente métallique 7 placée au dessus de la grille 2. Un chariot 8 est suspendu sous la charpente 7 par l'intermédiaire de rails de manière à pouvoir glisser transversalement par rapport à la grille 2. Le chariot 8 est constitué de profilés métalliques assemblés entre eux pour délimiter notamment une surface supérieure 8a, sur laquelle sont fixés des galets coopérants avec les rails prévus sur la charpente 7, et une surface inférieure inclinée 8b, parallèle à la surface de la grille 2, sous laquelle est montée un support escamotable 9 supportant des brosses cylindriques de nettoyage 10. Des moyens non représentés sont prévus pour l'entraînement en rotation des brosses cylindriques autour de leur axe.
Le support escamotable 9 comporte deux faces parallèles 9a et 9b reliées par des biellettes 9c. La première face 9a est montée coulissante sous le chariot 8 tandis que la seconde face 9b supporte les brosses cylindriques de nettoyage 10.
Il est prévu deux grilles 2 (d'un mètre 75 sur trois mètres 60), disposées côte à côte et alimentées par une goulotte en V non représentée. Cette goulotte permet d'alimenter les deux grilles 2 simultanément ou bien simplement l'une d'entre elles.
De cette façon il devient possible de diminuer temporairement le débit de déchets arrivant sur le poste de criblage tout en orientant la totalité du flux sur l'une des deux grilles pour permettre le nettoyage de l'autre grille en flux tendu mais sans la présence de déchets.
Le chariot 8 peut donc se trouver au dessus de l'une ou l'autre des grilles ou bien déporté sur le côté, en position d'attente,
En fonctionnement, le chariot 8 est disposé en position d'attente comme sur Fig. 13.
Lorsqu'une opération de nettoyage est estimée nécessaire, le chariot 8 est déplacé au-dessus de l'une des grilles 2 dont le nettoyage va être effectué (Fig. 1 1 et 12). Le support escamotable 9 se trouve alors en position repliée comme illustré Fig. 6.
Une fois le chariot 8 arrivé en position au dessus de la grille 2 à nettoyer, le support escamotable 9 est déplié (Fig. 7) pour mettre les brosses cylindriques 10 en contact avec la grille 2.
Le support escamotable 9 effectue alors une translation vers le bas par rapport au chariot 8, parallèlement à la grille 2 pour en effectuer le nettoyage (Fig. 8 et 9).
Une fois le nettoyage de la grille 2 effectué le support escamotable 9 est replié (Fig. 10) avant le retour du chariot 8 en position d'attente (Fig. 13). Alternativement, une grille unique est disposée sur chaque machine de criblage, qui possède sa propre trémie d'alimentation et son propre système de nettoyage comprenant un chariot, une ou plusieurs brosse cylindriques ,et un système de déplacement du chariot sur la grille. Lors des cycles de nettoyage, l'alimentation de la grille en matériau par la trémie est stoppée, le chariot se déplace au-dessus de la grille en translation et la ou les brosses cylindriques mises en contact avec la grille la nettoient. Lors du criblage, le chariot 8 et les brosses se trouvent en partie basse de la grille, en position relevée au-dessus de l'extrémité (E2)
Essais de criblage
Dans un procédé de traitement de déchets ménagers non triés tel que représenté figure 1 , une machine de criblage telle que décrite ci-dessus et représentée dans les figures 5 à 8, avec système de brossage intégré, a été utilisée, avec différentes grilles (2), pour cribler la fraction de matériau de taille comprise entre 0 et 20 millimètres, présentant un taux d'environ 50% d'humidité, issus du tube rotatif de pré-fermentation et des deux trommels situés en aval de ce tube.
Les grilles qui ont été utilisées sont telles que représenté figure 2, ce sont des grilles planes à fils longitudinaux de profil sinusoïdal, non jointifs.
La surface criblante utile était de 3,45 m2 dans tous les essais ; la durée des essais a été de 12 heures, incluant un nettoyage d'1 ,2 minute (arrêt de l'alimentation) toutes les 10 minutes.
Dans les différents essais, on a fait varier la maille L et le diamètre d des fils, et analysé la qualité et la quantité de la fraction de matériau passante au travers du crible, et destinée à la méthanisation et au compostage (cf. Table 1).
Le taux massique de capture de la fraction 0-5 mm (de dimension inférieure à millimètres), dans le matériau passant le crible, est obtenu en tamisant cette fraction dans un échantillon de masse m du matériau d'alimentation et en pesant la masse obtenue m' et en réalisant la même opération pour une masse m de matériau passant, pour obtenir une masse m" ; (m"/m')*100 est le taux (%) de capture.
On constate, pour les essais 1 et 2, que le débit de matériau passant le crible est faible, ce qui indique un problème de colmatage du crible, dû à la trop grande rigidité des fils et à la trop faible surface passante de la grille. Ceci est confirmé par le faible taux de capture de la fraction 0-5 mm. Les résultats sont nettement améliorés dans les essais 7 et 8 où l'on diminue le diamètre des fils avec une maille sensiblement de même dimension. On augmente d'environ 50 % le débit de sortie et le taux de capture de la fraction 0-5 mm dans le matériau passant le crible. En termes de qualité, la teneur en plastique du matériau passant reste nulle, ce qui est parfait. La teneur en verre augmente, mais en restant dans des limites acceptables pour l'utilisation en méthanisation et compostage.
Dans les essais 3 et 4, l'augmentation de la taille de maille conduit à des débits et à un taux de captation de la fraction 0-5 mm très satisfaisants, mais en dégradant la qualité en termes de teneur en verre.
Le compromis optimum qualité et quantité est obtenu pour les essais 5 et 6.
Table 1

Claims

REVENDICATIONS
1 . Machine de criblage vibrant comprenant :
- une grille(2) de criblage plane comprenant une série de fils métalliques (5) s'étendant sensiblement selon une même direction longitudinale , les fils métalliques (5) étant tous situés dans le plan de la grille, la distance entre un fil métallique (5) et ses fils voisins variant entre un maximum et un minimum, la distance minimum étant non-nulle, la grille (2) comprenant au moins une barre transversale (6), disposée perpendiculairement à la direction des fils longitudinaux (5), ladite grille (2) étant située dans un plan incliné d'un angle a non nul par rapport à l'horizontale, et comportant une extrémité haute (E1 ) et une extrémité basse (E2),
- un dispositif d'alimentation en matériau à cribler positionné à l'extrémité haute (E1 ) de la grille, la direction des fils longitudinaux (5) de ladite grille étant proche de la direction d'écoulement des matériaux à cribler au-dessus de la grille,
- un générateur de vibrations agencé pour transmettre des vibrations à la grille (2) par l'intermédiaire de la au moins une barre transversale (6), caractérisée en ce que le diamètre des fils métalliques (5) de la grille (2) est compris entre 0,5 et 2 millimètres, préférentiellement entre 1 et 1 ,7 millimètres.
2. Machine de criblage vibrant selon la revendication 1 , caractérisée en ce que l'angle a est compris entre 30° et 60°, préférentiellement compris entre 40 et 45°.
3. Machine de criblage vibrant selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le générateur de vibrations comprend au moins un marteau électromagnétique (4) positionné pour frapper au moins une barre transversale (6).
Machine de criblage vibrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de brossage (9, 10) apte à exercer un mouvement de va-et-vient sur la grille (2).
Machine de criblage vibrant selon la revendication 4, caractérisée en ce que le moyen de brossage comprend au moins une brosse cylindrique (10) d'axe sensiblement parallèle à la au moins une barre transversale (6).
Machine de criblage vibrant selon la revendication 5 où le diamètre de la au moins une brosse cylindrique (10) est compris entre 500 et 700 millimètres.
Machine de criblage vibrant selon la revendication 5 à 6 où la au moins une brosse cylindrique (10) comporte des brins de diamètre compris entre 0.4 et 1 ,0 millimètre.
Machine de criblage selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la brosse cylindrique (10) est montée sur un châssis mobile (8,
9).
Machine de criblage vibrant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les fils métalliques (5) présentent un profil sensiblement sinusoïdal dans le plan de la grille.
10. Machine de criblage vibrant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la maille L de la grille (2) est comprise entre 5 et 12 millimètres, préférentiellement entre 6 et 10 millimètres, préférentiellement entre 7 et 9 millimètres.
1 1 . Machine de criblage vibrant selon la revendication 10 caractérisée en ce que la maille L de la grille (2) est comprise entre 7 et 9 millimètres et en ce que le diamètre des fils de la grille (2) est compris entre 1 et 1 ,7 millimètre.
12. Machine de criblage vibrant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la maille L de la grille (2) est comprise entre 1 et 4 millimètres, préférentiellement entre 1 ,5 et 3,5 millimètres, préférentiellement entre 2 et 3 millimètres.
13. Grille (2) de criblage plane pour machine de criblage vibrant selon l'une des revendications 1 à 1 1 comprenant une série de fils métalliques (5) s'étendant sensiblement selon une même direction longitudinale , les fils métalliques (5) étant tous situés dans le plan de la grille, la distance entre un fil métallique (5) et ses fils voisins variant entre un maximum et un minimum, la distance minimum étant non-nulle, caractérisé en ce que :
- le diamètre des fils métalliques (5) est compris entre 1 et 1 ,7 millimètre,
- la maille L de la grille (2) est comprise entre 7 et 9 millimètres,
- la grille comprend au moins une barre transversale (6), disposée perpendiculairement à la direction des fils longitudinaux (5).
14. Grille (2) selon la revendication 13, caractérisée en ce que les fils métalliques (5) présentent un profil sensiblement sinusoïdal dans le plan de la grille.
15. Installation de traitement de déchets comprenant au moins une machine de criblage vibrant selon l'une des revendications 1 à 12.
16. Procédé de traitement de déchets comprenant au moins une étape de criblage vibrant de matériaux issus/dérivés des déchets sur une machine selon l'une des revendications 1 à 12, ladite étape comprenant la mise en vibration de la grille (2) par un générateur de vibrations positionné pour transmettre lesdites vibrations à la grille (2) par l'intermédiaire de la au moins une barre transversale (6).
17. Procédé selon la revendication 16 où tout ou partie des matériaux issus de la au moins une étape de criblage vibrant sont soumis à un traitement permettant leur valorisation énergétique et /ou valorisation matière.
18. Procédé selon l'une des revendications 16 à 17 où les déchets contiennent des matières organiques mélangées à des indésirables, notamment métaux, matières minérales, plastiques, verre, et comprenant :
- au moins une étape de criblage vibrant réalisée sur une machine selon l'une des revendications 1 à 9, ladite machine comprenant une grille (2) dont la maille L est comprise entre 6 et 10 millimètres, préférentiellement entre 7 et 9 millimètres, et,
- optionnellement, une ou plusieurs étapes de broyage et/ou de criblage permettant de réduire la granulométrie des déchets destinés à l'alimentation de l'étape de criblage vibrant à une dimension inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres.
19. Procédé selon l'une des revendications 16 à 18 où les déchets ayant traversé l'au moins une étape de criblage vibrant sont soumis à un traitement de méthanisation dans un digesteur.
20. Procédé selon l'une des revendications 16 à 19 dans lequel l'au moins une étape de criblage vibrant est précédée d'un traitement de préfermentation dans un tube rotatif avec alimentation à une extrémité et extraction à l'autre extrémité.
21 . Procédé de traitement des déchets, notamment ordures ménagères, contenant des matières organiques mélangées à des indésirables, notamment métaux, matières minérales, plastiques, verre, dans lequel : les déchets sont soumis à un premier tri par criblage,
la fraction des déchets traversant le crible est soumise à un traitement de pré-fermentation dans un tube rotatif avec alimentation à une extrémité et extraction à l'autre extrémité,
les déchets issus du traitement de pré-fermentation sont soumis à une ou plusieurs étapes de broyage et/ou de criblage permettant de réduire leur granulométrie à une dimension inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres.
ladite fraction de déchets de dimensions inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres est soumise à au moins une étape de criblage vibrant réalisée sur une machine selon l'une des revendications 1 à 1 1 , ladite machine comprenant une grille (2) dont la maille L est comprise entre 6 et 10 millimètres, préférentiellement entre 7 et 9 millimètres,
au moins une partie de la matière ayant traversé l'étape de criblage vibrant est soumise à un traitement de valorisation énergétique et/ou de valorisation matière, préférentiellement un traitement de méthanisation dans un digesteur.
. Installation pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'une des revendications 16 à 21 comprenant :
- au moins une machine de criblage vibrant selon l'une des revendications 1 à 9, ladite machine comprenant une grille (2) dont la maille L est comprise entre 6 et 10 millimètres, préférentiellement entre 7 et 9 millimètres,
- un ou plusieurs dispositifs de broyage et/ou de criblage permettant de réduire la granulométrie des déchets destinés à l'alimentation de la machine de criblage vibrant à une dimension inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres.
23. Installation selon la revendication 22 comprenant au moins un tube rotatif de pré fermentation.
24. Procédé selon l'une des revendications 16 à 17 où les déchets sont des déchets secs à fort pouvoir calorifique inférieur, et comprenant :
- une ou plusieurs étapes de broyage fin permettant de réduire la granulométrie des déchets à une dimension inférieure à 30 millimètres, préférentiellement inférieure à 20 millimètres, suivie de
- au moins une étape de criblage vibrant réalisée sur une machine selon l'une des revendications 5 à 13, ladite machine comprenant une grille (2) dont la maille L est comprise entre 1 et 4 millimètres, préférentiellement entre 1 ,5 et 3,5 millimètres, préférentiellement entre 2 et 3 millimètres.
25. Procédé selon la revendication 24 comprenant, en amont de l'étape de broyage fin, une ou plusieurs étapes de broyage grossier permettant de réduire la granulométrie des déchets à une dimension inférieure à 300 millimètres, préférentiellement inférieure à 200 millimètres.
26. Utilisation des matériaux constituant le refus du criblage vibrant des procédés selon l'une des revendications 24 à 25 comme combustibles solides de récupération.
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