EP4698613A1 - Dispositif pour le traitement d'une charge solide comprenant le recyclage de la charge solide - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de traitement d'une charge comprenant un four (301) avec une enceinte comprenant une entrée (316) et une sortie (304) de la charge et une entrée (317) et une sortie (318) d'un gaz Le dispositif comprend un système de récupération (306) de la charge comprenant une ligne de récupération (305) connectée à la sortie (304) de la charge sur l'enceinte et comprenant un moyen prélèvement et/ou d'analyse (319). Elle comprend deux lignes en parallèles en aval du moyen de prélèvement et/ou d'analyse (319), l'une des lignes étant une ligne conduisant à un réservoir de stockage (308) et une autre ligne étant une ligne conduisant à un orifice (303) pour réintroduire la charge dans le four (301). L'invention concerne aussi un procédé de séchage ou de torréfaction et une installation de production d'hydrocarbures à partir du dispositif de séchage ou de torréfaction.

Description

DISPOSITIF POUR LE TRAITEMENT D’UNE CHARGE SOLIDE COMPRENANT LE

RECYCLAGE DE LA CHARGE SOLIDE

Domaine technique

L’invention concerne le domaine des dispositifs de traitement de charge, comme les fours, notamment des fours à soles multiples (en anglais « multiple hearth furnace »), pour mettre en contact un solide avec un gaz.

Les dispositifs visés par l’invention sont notamment les fours de séchage ou de torréfaction afin de réduire ou éliminer l’humidité d’une charge (opération de séchage) ou afin de modifier les propriétés physico-chimiques de la charge (opération de torréfaction).

De manière générale, les fours à soles multiples peuvent être mis en oeuvre dans différents types de procédés, incluant de manière non limitative l’incinération de déchets, la calcination pour la fabrication des ciments par exemple, la régénération de charbon actif, ou encore le prétraitement de la biomasse.

Plus particulièrement, dans le domaine des procédés de transformation de la biomasse, par exemple décrits dans la demande de brevet de la demanderesse FR 2,997,414, l’objectif est de produire des biocarburants avancés (biogazole et biokérosène) par conversion thermochimique de la biomasse lignocellu losique. Les différentes étapes de ce procédé sont (i) le prétraitement, (ii) la gazéification, (iii) le conditionnement du gaz de synthèse et (iv) la synthèse Fisher-Tropsch.

La première étape de prétraitement de la biomasse est réalisée afin de préparer la biomasse à sa future injection dans le gazéifieur. Cette étape consiste en le séchage et la dégradation thermique douce du bois appelée torréfaction. Ce prétraitement nécessite un apport de chaleur important, tout d'abord pour élever la température de la biomasse à un niveau adéquat pour la phase de séchage, ensuite pour éliminer l'eau présente dans la biomasse, puis pour élever et maintenir la température de la biomasse sèche à un niveau adéquat pour l'opération de torréfaction. Cet apport de chaleur se fait généralement par contact de la biomasse avec un flux de gaz chaud. Cette étape de prétraitement est généralement réalisée au moyen de fours, tels que des fours à soles multiples, pour l’étape de séchage et/ou pour l’étape de torréfaction. Les fours peuvent alors servir de sécheurs et/ou de torréfieurs.

Technique antérieure

La figure 1 présente un exemple de four à soles multiples pour mettre en contact un matériau solide avec un gaz selon l’art antérieur, décrit en tant que tel dans la demande de brevet US 2016/356 548 A. Selon cette réalisation, le four (10) est constitué d’un cylindre fermé (11 ), (12) et (13) comportant 8 plateaux (1 ) à (8). Un arbre central (15) est mis en rotation par un mécanisme (17) autour de l’axe vertical (16). L’arbre permet de mettre en rotation des bras (18) comportant des dents (19) et disposés au-dessus des plateaux. Lors de la rotation de l’arbre, les dents sont mises en mouvement et, en fonction de leur orientation, viennent déplacer le solide soit vers l’intérieur ou soit vers l’extérieur du plateau. Le solide est introduit en tête du four par l’insertion (20) et circule vers le bas, de plateau en plateau, soit par les trous extérieurs (222), (224), (226) et (228) ou par les trous centraux (211), (213), (215) ou (217), avant de quitter le réacteur par l’orifice de sortie (24). Le gaz, apportant sa chaleur au solide, est introduit tangentiellement soit en pied du four (mouvement à contre-courant du solide via les orifices 27), soit en tête de four (mouvement à co-courant) et circule à travers les mêmes trous centraux ou périphériques sur chaque plateau.

Ces fours sont globalement satisfaisants. Néanmoins, il arrive parfois que la charge sortant du four ne respecte pas les spécifications prescrites, par exemple en termes de performances de séchage ou de torréfaction. Les performances de séchage peuvent notamment être un taux d’humidité visé pour la charge alors que les performances de torréfaction peuvent concerner le taux de torréfaction, aussi appelé taux de perte en masse anhydre (connue sous l’acronyme AWL pour « Anhydrous Weight Loss » en anglais). La masse anhydre correspond à la masse d’une charge qui ne contient plus d’humidité. La perte en masse anhydre correspond à la dégradation de la charge pendant la torréfaction. La demande de brevet FR3015513 décrit un procédé de séchage et de torréfaction intégrant une étape de combustion des gaz de torréfaction avec recyclage des fumées de combustion dans le four de séchage. Ce procédé est illustré sur la figure 2 incluant une boucle de séchage en trait continu représentée par les flux 104, 105 et 107 et une boucle de torréfaction en traits pointillés représentée par les flux 108, 110, 111 , 112 et 113. Dans le procédé de la figure 2, la biomasse humide 101 pénètre dans le four de séchage (sécheur) A afin de réduire sa teneur en eau jusqu’à des valeurs inférieures à 10% poids. Les gaz de séchage générés 105 sont extraits et envoyés dans un échangeur de chaleur C dans lequel ils sont réchauffés puis réintroduits dans l’unité de séchage au travers du flux 107. La biomasse séchée 102 est ensuite envoyée vers le four de torréfaction (torréfieur) B fonctionnant à contre-courant avec le gaz. La dégradation thermique de la biomasse produit des gaz de torréfaction extraits de l’unité par le flux 108 et un résidu solide torréfié sortant par le flux 103. Les gaz de torréfaction 108 sont envoyés vers une chambre de combustion D où ils sont brûlés en présence d’oxygène avec un appoint de combustible 109 produisant une fumée chaude de température supérieure à 700°C. L’intégralité de ces fumées est réutilisée dans le procédé : • Une première partie alimente l’échangeur de chaleur C au travers du flux 111 afin de réchauffer les gaz de la zone de séchage. Les fumées ainsi refroidies sont réintroduites dans le four de torréfaction par le flux 112.

• L’autre partie des fumées 113 est recyclée et alimente les gaz d’entrée du sécheur (flux 104), en se mélangeant aux gaz réchauffés 107.

On connaît par ailleurs la demande de brevet US 2012/0117815 A1 qui traite de la torréfaction de la biomasse et qui décrit des méthodes pour évaluer le taux de torréfaction de la charge en sortie de four de torréfaction. Toutefois, cette demande de brevet ne fait que mesurer le taux de torréfaction en sortie et ne propose aucune solution pour améliorer le taux de torréfaction.

Résumé de l’invention

L’objet de l’invention consiste à proposer un dispositif de traitement amélioré, permettant d’obtenir une charge en sortie du dispositif respectant des performances (de séchage ou de torréfaction) visée, limitant ainsi le taux de produit non conforme en sortie (le produit étant la charge séchée ou torréfiée).

Pour ce faire, l’invention concerne un dispositif de traitement d’une charge comprenant des particules solides, le traitement étant préférentiellement un séchage ou une torréfaction, le dispositif comprenant un four comprenant une enceinte d’axe longitudinal vertical en position de fonctionnement, l’enceinte comprenant au moins une entrée et une sortie de ladite charge et au moins une entrée et une sortie d’un gaz apte à venir en contact avec les particules solides. De plus, le dispositif comprend un système de récupération de ladite charge, le système de récupération de la charge comprenant au moins une ligne de récupération connectée à la sortie de la charge sur l’enceinte, la ligne de récupération étant en connexion fluidique avec un moyen de prélèvement et/ou d’analyse pour l’analyse in situ ou ex situ de la charge afin de mesurer un paramètre représentatif du traitement (du séchage ou de la torréfaction par exemple) de la charge, la ligne de récupération comprenant au moins deux lignes en parallèles en aval du moyen de prélèvement et/ou d’analyse, dans le sens de circulation de la charge, l’une des lignes au moins étant une ligne d’évacuation, la ligne d’évacuation conduisant de préférence à un réservoir de stockage, et au moins une autre ligne étant une ligne de recyclage conduisant à un orifice permettant de réintroduire la charge dans le four, chaque ligne d’évacuation ou de recyclage comprenant un moyen de vannage. Avantageusement, le système de récupération comprend un moyen de contrôle pour contrôler l’ouverture et la fermeture des moyens de vannage, le moyen de contrôle étant de préférence connecté audit moyen de prélèvement et/ou d’analyse.

De préférence, le système de récupération de la charge comprend plusieurs lignes de recyclage conduisant chacune à un orifice différent dans l’enceinte, les différents orifices des différentes lignes étant situés à des altitudes différentes sur l’enceinte.

Selon une variante de l’invention, au moins une ligne de recyclage, de préférence chaque ligne de recyclage, comprend un réservoir intermédiaire situé entre le moyen de vannage de la ligne de recyclage et l’orifice pour réintroduire la charge dans le four.

Selon une configuration de l’invention, le paramètre représentatif est la mesure du taux d’humidité de la charge et soit le moyen de prélèvement et/ou d’analyse comprend un moyen de prélèvement, une étuve et un système de mesure de la masse pour mesurer la masse avant et après le passage de la charge dans l’étuve, la différence de masse étant représentative du taux d’humidité de la charge, soit le moyen de prélèvement et/ou d’analyse comprend un analyseur en ligne, de préférence infra-rouge ou micro-onde, pour mesurer in situ le taux d’humidité de la charge.

Selon une autre configuration de l’invention, le paramètre représentatif est le taux de torréfaction de la charge et soit le moyen de prélèvement et/ou d’analyse comprend un moyen de prélèvement de la charge et un dispositif de mesure du pouvoir calorifique supérieur et/ou du pouvoir calorifique inférieur, le pouvoir calorifique supérieur et/ou le pouvoir calorifique inférieur étant directement relié au taux de torréfaction de la charge, soit le moyen de prélèvement et/ou d’analyse comprend un système de caractérisation de la couleur de la charge en ligne, la couleur de la charge étant directement relié au taux de torréfaction.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le four est un four à soles multiples, l’enceinte comprenant :

- une pluralité de plateaux distribués le long de l’axe longitudinal en position de fonctionnement, chaque plateau comprenant une surface supérieure apte à recevoir des particules solides et au moins une ouverture de passage permettant aux particules solides et au gaz de traverser ledit plateau,

- au moins un bras d’agitation associé à chaque plateau, chaque bras d’agitation comprenant des dents d’agitation s’étendant du bras d’agitation vers la surface supérieure du plateau associé au bras d’agitation,

- des moyens d’entraînement en rotation des bras d’agitation autour de l’axe longitudinal de l’enceinte, l’orifice de chaque ligne de recyclage étant situé au-dessus d’un desdits plateaux pour l’introduction de la charge au niveau dudit plateau, de préférence chaque ligne de recyclage permettant l’introduction de la charge au niveau d’un plateau différent.

L’invention concerne aussi un procédé de séchage ou de torréfaction d’une charge comprenant des particules solides (et d’éventuels fluides contenus dans les particules solides comme de l’eau) à partir d’un dispositif tel que décrit précédemment, dans lequel on réalise au moins les étapes suivantes :

- On introduit ladite charge composée de particules solides et un gaz dans le four ;

- On récupère la charge séchée ou torréfiée en sortie du four ;

- On mesure un paramètre représentatif du séchage ou de la torréfaction de la charge à partir de la charge séchée ou torréfiée en sortie du four ;

En fonction dudit paramètre représentatif mesuré, on envoie ladite charge (séchée ou torréfiée) vers une ligne d’évacuation où la charge peut être stockée par exemple dans le réservoir de stockage, et/ou on envoie la charge (séchée ou torréfiée) vers au moins une ligne de recyclage pour la réintroduire dans le four.

De préférence, en fonction dudit paramètre représentatif, on introduit la charge séchée ou torréfiée dans une ligne de recyclage qui aboutit à un orifice défini en fonction de son altitude dans le four.

Avantageusement, la mesure du paramètre représentatif est réalisée en ligne par un analyseur.

Alternativement, la mesure du paramètre représentatif est réalisée par un prélèvement d’un échantillon de la charge séchée ou torréfiée par le moyen de prélèvement et/ou d’analyse, la mesure étant réalisée hors ligne sur l’échantillon.

Selon une configuration de l’invention, le paramètre représentatif est un taux d’humidité de la charge et on mesure la masse de d’échantillon prélevé, puis on met l’échantillon prélevé dans une étuve pour éliminer l’humidité qu’il contient et on mesure la masse de l’échantillon prélevé et étuvé, le taux d’humidité étant défini comme le rapport entre la différence des masses de l’échantillon prélevé et de l’échantillon prélevé et étuvé sur la masse de l’échantillon prélevé.

Selon une autre configuration de l’invention, le paramètre représentatif est un taux de torréfaction de la charge et on mesure le pouvoir calorifique supérieur et/ou le pouvoir calorifique inférieur de l’échantillon prélevé, le pouvoir calorifique supérieur et/ou le pouvoir calorifique inférieur étant directement lié au taux de torréfaction.

L’invention concerne encore une installation pour la production d'hydrocarbures liquides à partir d'une charge contenant au moins une fraction de biomasse et éventuellement au moins une fraction d'une autre charge comprenant : - au moins une unité de prétraitement de la charge, comprenant une unité de séchage, une unité de torréfaction, éventuellement une unité de granulation, et une unité de broyage;

- éventuellement une unité de combinaison comprenant une conduite permettant de réunir les effluents issus des différentes unités de prétraitement ;

- une unité de gazéification des effluents prétraités comprenant au moins un réacteur à flux entraîné;

- une unité de conditionnement du gaz de synthèse comprenant :

- une unité de lavage à l'eau et de fractionnement du flux gaz permettant de diviser le flux de gaz de synthèse en au moins deux effluents;

- au moins un lit de garde permettant l'élimination des composés halogénés sur un desdits deux effluents situé en amont d'une unité de conversion du monoxyde de carbone à la vapeur;

- une unité d'hydrolyse catalytique;

- une unité de recombinaison des effluents issus respectivement de l'unité de conversion du monoxyde de carbone à la vapeur et de l'unité d'hydrolyse catalytique;

- une unité de lavage à l'eau de l'effluent issu de la unité de conditionnement du gaz de synthèse;

- une unité d'élimination des gaz acides contenus dans l'effluent lavé;

- une unité de purification finale de l'effluent lavé et désacidifié comprenant au moins un lit de garde;

- une unité réactionnelle de synthèse catalytique Fischer-Tropsch.

De plus, l’unité de séchage et/ou l’unité de torréfaction comprend un dispositif tel que décrit précédemment.

De préférence, l’installation comprend en outre au moins une unité d'hydrotraitement et/ou isomérisation des coupes hydrocarbonées issues de l’unité réactionnelle de synthèse catalytique Fischer-Tropsch.

Liste des figures

D'autres caractéristiques et avantages du dispositif, du procédé et de l’installation selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.

La figure 1 représente un four à soles multiples.

La figure 2 illustre un procédé de séchage et de torréfaction de la biomasse selon l’art antérieur. La figure 3 illustre un dispositif de séchage ou de torréfaction selon l’invention.

Description des modes de réalisation

Les termes « supérieur », « inférieur », « haut », « milieu », « bas », s’entendent relativement par rapport à l’axe vertical avec le four à soles multiples en position de fonctionnement (aussi appelé position de service).

Les termes « vertical », « horizontal », « niveau » ou « altitude » s’entendent en position de fonctionnement.

Les termes « amont » et « aval » s’entendent dans le sens de circulation de la charge dans le dispositif.

Les termes « premier », « deuxième », « troisième », « précédent » et « suivant » s’entendent dans le sens de traversée de l’enceinte par la charge, de préférence, verticalement de haut en bas.

On entend par « particules solides », des agglomérats de différentes dimensions de solide, pouvant contenir un composé à l’état liquide, notamment de l’eau en proportions variables. Les particules solides peuvent correspondre à une charge biomasse. La charge biomasse peut avantageusement varier selon son origine. Elle peut être du bois ou des sous-produits du bois, tels que les déchets produits par l'exploitation forestière (rémanents forestiers), les scieries, les industries de transformation du bois. Elle peut aussi provenir des sous-produits de l'industrie tels que les boues ou les déchets agroalimentaires. La biomasse peut aussi être issue de l'agriculture traditionnelle et être constituée de résidus tels que la paille, des taillis, la bagasse, ainsi que des cultures dédiées à vocation énergétique (miscanthus, taillis à courte rotation...). Enfin, elle peut correspondre à des déchets organiques, tels que les déchets urbains comprenant les boues d'épuration, les ordures ménagères peuvent également constituer la charge. De préférence, la charge biomasse peut être la biomasse lignocellu losique ou la cellulose, et de manière préférée la biomasse lignocellu losique. La charge biomasse peut aussi provenir d’algues. La charge peut être composée de particules solides. En particulier lorsque le solide selon l’invention correspond à une charge biomasse, il peut contenir une certaine teneur en composé à l’état liquide et notamment en eau (il comprend un taux d’humidité).

Les particules solides peuvent notamment être obtenues par traitement mécanique préalable tel que le broyage.

L’invention concerne un dispositif pour le traitement, notamment pour le séchage ou la torréfaction, d’une charge composée de particules solides (une charge composée de particules solides et éventuellement de fluides contenus dans ces particules solides, notamment de l’eau). La charge est notamment une charge hydrocarbonée où les particules solides peuvent être des particules issues de la biomasse, par exemple du bois broyé et/ou des résidus de végétaux. Le dispositif comprend un four comprenant une enceinte d’axe longitudinal vertical en position de fonctionnement et l’enceinte comprend au moins une entrée et une sortie de la charge composée de particules solides et au moins une entrée et une sortie d’un gaz apte à venir en contact avec les particules solides. Ainsi, dans le four, le gaz chaud peut échanger de la chaleur avec la charge et ainsi la traiter (la sécher ou la torréfier par exemple), en fonction des températures mises en oeuvre et du temps de passage de la charge dans le four. Pour le séchage, la température du four se situe généralement entre 90 et 110°C, et pour la torréfaction, elle est généralement entre 200 et 350°C.

De plus, le dispositif comprend un système de récupération de la charge, le système de récupération de la charge comprenant au moins une ligne de récupération connectée à la sortie de la charge traitée (partiellement ou totalement) sur l’enceinte, la ligne de récupération étant en connexion fluidique avec un moyen de prélèvement et/ou d’analyse pour mesurer un paramètre représentatif du traitement (séchage ou torréfaction par exemple) de la charge in situ ou ex situ.

Le moyen de prélèvement et/ou d’analyse peut comprendre un moyen de prélèvement de la charge pour prélever un échantillon afin de réaliser l’analyse ex situ, en laboratoire par exemple et/ou il peut comprendre un moyen d’analyse pour réaliser directement la mesure avec ou sans prélèvement de la charge. En d’autres termes, le moyen d’analyse peut être intégré au système de récupération ou être indépendant, par exemple lorsque l’analyse de l’échantillon prélevé est faite ex situ.

La ligne de récupération comprend au moins deux lignes en parallèles en aval du moyen de prélèvement et/ou d’analyse, dans le sens de circulation de la charge, l’une des lignes au moins étant une ligne d’évacuation de la charge (totalement traitée) et au moins une autre ligne étant une ligne de recyclage conduisant à un orifice permettant de réintroduire la charge (partiellement traitée) dans le four. De préférence, la ligne d’évacuation peut conduire à un réservoir de stockage. Alternativement, la ligne d’évacuation peut conduire directement à une unité qui utilise la charge traitée (séchée ou torréfiée notamment) ou peut conduire à des camions pour le transport de la charge.

Ainsi, grâce au moyen de prélèvement et/ou d’analyse, il est possible de caractériser la charge en sortie du four par le paramètre représentatif, pour connaître son niveau de traitement (niveau de séchage ou de torréfaction). En fonction de ce paramètre représentatif, on peut : - Soit choisir d’envoyer la charge (totalement traitée) vers un réservoir de stockage ou vers une unité par exemple grâce à la ligne d’évacuation, la charge respectant alors des critères prédéfinis de traitement (séchage ou de torréfaction par exemple) ;

- Soit choisir de recycler la charge (partiellement traitée) si celle-ci est insuffisamment traitée (séchée ou torréfiée par exemple), en la réintroduisant dans le four, par la ligne de recyclage.

Grâce au dispositif de l’invention, on peut ainsi limiter la quantité de charge insuffisamment traitée et ainsi améliorer les performances de traitement.

Le gaz selon l’invention peut être, en fonction de l’application visée, de l’air mais également des gaz de combustion recyclés, du dioxyde de carbone, de la vapeur d’eau, ou bien un gaz inerte tel que de l’hélium ou de l’azote.

Selon une mise en oeuvre préférée de l’invention selon laquelle le système est mis en oeuvre dans le cadre d’un procédé de séchage et/ou de torréfaction d’une biomasse, le gaz peut être un gaz inerte tel que de l’hélium, de l’azote, ou un mélange de ces gaz avec des gaz recyclés issus d’une étape de séchage et/ou de torréfaction antérieures. Selon une mise en oeuvre de l’invention selon laquelle le système est mis en oeuvre dans le cadre d’un procédé de torréfaction d’une biomasse, le gaz peut être en outre de la vapeur d’eau.

Selon l’invention, chaque ligne de recyclage et/ou d’évacuation comprend un moyen de vannage (une vanne par exemple) pour permettre ou empêcher la circulation de la charge dans ladite ligne, notamment dans la ligne d’évacuation ou de recyclage. En effet, si le paramètre représentatif vérifie les critères prédéfinis (une plage prédéfinie avec une valeur minimale et une valeur maximale par exemple ou éventuellement seulement un seuil), la charge peut être directement introduite dans la ligne d’évacuation pour aller par exemple dans le réservoir de stockage. On peut alors ouvrir le moyen de vannage de la ligne d’évacuation et fermer le moyen de vannage de la ligne de recyclage pour envoyer la charge vers le réservoir de stockage par exemple et empêcher sa réintroduction dans le four, qui pourrait entraîner un sur-traitement (sur-séchage ou une sur-torréfaction par exemple) non souhaitée.

Par exemple, pour le séchage, les critères représentatifs prédéfinis peuvent comprendre un taux d’humidité compris entre 1 et 35%, de préférence entre 2 et 20% et de manière encore préférée entre 3 et 10%.

Par exemple, pour la torréfaction, les critères représentatifs prédéfinis peuvent comprendre un taux de torréfaction (taux de perte en masse anhydre) compris entre 5 et 60%, de préférence entre 15 et 45% et de manière encore préférée entre 20 et 30%. Pour cela, le temps de séjour dans le four de la charge peut être situé entre 10 et 100 minutes, de préférence entre 15 et 60 minutes et de manière encore préférée entre 25 et 40 minutes.

Lorsque le système de récupération comprend plusieurs lignes de recyclage, la circulation dans chaque ligne de recyclage peut dépendre de la valeur du paramètre représentatif mesuré. En d’autres termes, chaque ligne de recyclage est configurée pour permettre la circulation de la charge en fonction du paramètre représentatif mesuré, et plus le paramètre représentatif mesuré est éloigné des critères prédéfinis, plus la ligne de recyclage dans laquelle la charge peut circuler aboutit à un orifice à une hauteur (altitude) élevée (si le four est traversé par la charge verticalement de haut en bas) dans le four pour garantir un temps de séjour suffisant dans le four pour obtenir le taux de traitement, notamment de séchage ou de torréfaction, visé (dans les critères prédéfinis). De ce fait, on peut choisir d’introduire la charge plus ou moins en amont, dans le sens de la traversée de la charge, dans le réacteur. Par ailleurs, on peut également réintroduire la charge par plusieurs orifices à une hauteur donnée, par exemple pour mieux répartir la charge réintroduite sur la circonférence du réacteur.

Avantageusement, le système de récupération peut comprendre au moins trois lignes de recyclage, l’une aboutissant à un orifice situé dans la partie haute du four, l’une aboutissant à un orifice situé dans la partie basse du four et la dernière des trois lignes de recyclage aboutissant au milieu du four (c’est-à-dire à une altitude située entre l’orifice situé dans la partie haute du four et celui situé dans la partie basse du four).

Selon une configuration préférée de l’invention, le four peut être un four à soles multiples avec une succession de plateaux de haut en bas dans l’enceinte, les plateaux de la succession étant alternativement configurés pour déplacer la charge de l’intérieur vers l’extérieur puis de l’extérieur vers l’intérieur ou inversement.

Les plateaux (ou au moins leur plan médian) peuvent être de préférence, en position de service du four à soles multiples, sensiblement horizontaux.

Par « de l’intérieur vers l’extérieur », on entend de l’axe du réacteur vers la paroi externe du réacteur ; par « de l’extérieur vers l’intérieur », on entend de la paroi externe du réacteur vers l’axe du réacteur. Par exemple, si le premier plateau (le plus haut) déplace la charge de l’intérieur vers l’extérieur, le deuxième plateau (celui qui suit directement le premier plateau) déplace alors la charge en sens inverse, de l’extérieur vers l’intérieur et le troisième plateau (celui qui suit directement le deuxième plateau) déplace alors la charge de l’intérieur vers l’extérieur et ainsi de suite. Dans cette configuration préférée, il peut y avoir autant de lignes de recyclage que de plateaux configurés pour faire circuler la charge de l’extérieur vers l’intérieur et les orifices de chaque ligne de recyclage peuvent aboutir chacun juste au-dessus de l’un de ces plateaux configurés pour faire circuler la charge de l’extérieur vers l’intérieur. Ainsi, chaque ligne de recyclage peut faire aboutir la charge sur un plateau distinct apte à faire circuler la charge de l’extérieur vers l’intérieur.

Par ailleurs, les moyens de vannage peuvent permettre le contrôle du débit de la charge de chaque ligne de recyclage pour sa réintroduction dans le four.

Avantageusement, le système de récupération peut être configuré pour que la circulation de la charge dans une ligne (d’évacuation ou de recyclage) entraîne l’impossibilité de circulation de la charge dans les autres lignes. Ainsi, chaque ligne de recyclage ou d’évacuation est dédiée à une plage prédéterminée du paramètre représentatif mesuré. En d’autres termes, si le moyen de vannage (vanne) d’une ligne (d’évacuation ou de recyclage) est ouvert, les autres moyens de vannage (vanne) des autres lignes peuvent avantageusement être fermés.

De préférence, le système de récupération peut comprendre un moyen de contrôle (ou un moyen d’asservissement) pour contrôler (asservir) l’ouverture et la fermeture des moyens de vannage, le moyen de contrôle étant de préférence connecté audit moyen de prélèvement et/ou d’analyse. Ainsi, en fonction du paramètre représentatif mesuré, il est possible de piloter l’ouverture et la fermeture des différents moyens de vannage des différentes lignes pour entraîner la charge vers le réservoir de stockage par exemple via la ligne d’évacuation ou vers l’orifice souhaité pour la réintroduction de la charge dans le four.

Selon une mise en oeuvre avantageuse de l’invention, le système de récupération de la charge peut comprendre plusieurs lignes de recyclage conduisant chacune à un orifice différent dans l’enceinte, les différents orifices des différentes lignes étant situés à des altitudes différentes sur l’enceinte.

Bien entendu, plus la charge est introduite vers le haut du four, plus elle passe de temps dans le four, et plus elle est traitée (séchée ou torréfiée par exemple).

En répartissant les orifices des différentes lignes à différentes altitudes (ou hauteurs) dans le four, on peut affiner le paramètre de traitement (séchage ou torréfaction notamment) qu’on pourra obtenir en sortie du recyclage en fonction du paramètre représentatif mesuré avant le recyclage. Par exemple, si la charge est faiblement traitée (séchée ou torréfiée par exemple), on peut avantageusement la réintroduire dans la partie haute du four pour qu’elle ait un temps de passage dans le four permettant d’obtenir un taux de traitement (séchage ou torréfaction notamment) dans les critères prédéfinis en sortie du recyclage. Au contraire, si la charge un taux de traitement (séchage ou torréfaction par exemple) légèrement en-dessous de la valeur minimale des critères visés, on peut avantageusement la réintroduire dans la partie basse du four pour qu’elle ait un temps de passage dans le four assez court pour obtenir un taux de traitement (séchage ou torréfaction par exemple) dans les critères prédéfinis en sortie du recyclage et en évitant un sur-traitement (sur-séchage ou surtorréfaction notamment) non souhaitée (en dehors de la valeur maximale des critères prédéfinis).

De plus, en répartissant plusieurs orifices à différentes altitudes dans le four, on peut choisir l’altitude nécessaire pour éviter le sur-traitement (sur-séchage ou sur-torréfaction notamment) (au-delà de la valeur maximale des critères prédéfinis), ce sur-traitement (ce sur-séchage ou cette sur-torréfaction notamment) entraînant alors l’élimination (rejet) de la charge qui ne peut alors plus être utilisée pour l’application visée. Par élimination (rejet) de la charge, on entend que la charge sur-traitée (sur-séchée ou sur-torréfiée par exemple), ne sera pas utilisée pour l’application visée. Ce mode de réalisation permet donc de limiter la charge produite qui sera perdue sans être utilisée.

Ce mode de réalisation est également avantageux au moment de la calibration car on peut avantageusement réintroduire la charge au plus bas niveau pour voir comment la charge réagit à ce recyclage minimal puis en fonction des résultats la recycler peu à peu de plus en plus haut de manière à établir des méthodologies permettant de choisir le taux de traitement (séchage ou torréfaction notamment) en sortie de recyclage en fonction de ce taux avant le recyclage et en fonction de l’orifice de réintroduction de la charge. Cette calibration permet de faciliter l’utilisation du dispositif et de limiter le nombre de recyclages nécessaires pour obtenir des paramètres représentatifs dans les critères prédéfinis.

De préférence, on peut répartir les orifices des différentes lignes régulièrement le long de l’axe vertical sur le four, de manière à encore affiner le taux de traitement (séchage ou torréfaction par exemple) visé en fonction du taux de traitement (séchage ou torréfaction par exemple) avant recyclage.

Avantageusement, au moins une ligne de recyclage, de préférence chaque ligne de recyclage, peut comprendre un réservoir intermédiaire situé entre le moyen de vannage de la ligne de recyclage et l’orifice pour réintroduire la charge dans le four. Ainsi, on peut constituer un stock tampon et la charge peut être stockée dans ce stock tampon pour une réintroduction ultérieure sans avoir à arrêter le dispositif.

De préférence, pour ce mode de réalisation, un deuxième moyen de vannage peut alors être positionné sur la ligne de recyclage entre le réservoir intermédiaire et l’orifice de la ligne, de manière à contrôler l’introduction de la charge du réservoir intermédiaire dans le four. Ce deuxième moyen de vannage (une vanne notamment) peut être identique au moyen de vannage situé en amont du réservoir intermédiaire. Il peut également être connecté au moyen de contrôle (moyen d’asservissement).

Selon une première variante de l’invention, le paramètre représentatif peut être la mesure du taux d’humidité de la charge, notamment quand le dispositif est un dispositif de séchage. En effet, le taux d’humidité (rapport entre la masse d’eau contenue dans la charge et la masse totale de la charge) est directement lié aux performances de séchage.

Dans cette première variante, le moyen prélèvement et/ou d’analyse peut comprendre un moyen de prélèvement de la charge, tel qu’un préleveur, pour prélever un échantillon de la charge en sortie du four. La masse de cet échantillon prélevé peut alors être mesurée dans un moyen de mesure de la masse, tel qu’une balance, puis l’échantillon peut être placé dans une étuve pour être chauffé de manière à éliminer toute l’eau qu’il contient. La masse de l’échantillon prélevé et étuvé est alors mesurée dans un moyen de mesure de la masse (identique ou différent du précédent moyen de mesure avant l’étuvage). La différence de masse de l’échantillon entre l’entrée et la sortie de l’étuve correspond à l’humidité qui était présente dans l’échantillon prélevé et qui a disparu dans l’étuve. Ainsi, on peut en déduire le taux d’humidité de l’échantillon prélevé. Le dispositif peut comprendre le (ou les) moyen(s) de mesure de la masse et l’étuve et ils peuvent être connectés (ou reliés) au moyen de prélèvement, de manière que l’échantillon prélevé soit acheminé vers le moyen de mesure de la masse puis vers l’étuve et soit de nouveau vers le moyen de mesure de la masse, soit vers un autre moyen de mesure de la masse. Le ou les moyens de mesure de la masse forme ainsi un système de mesure de la masse pour mesurer la masse de la charge (de l’échantillon de la charge) avant et après le passage dans l’étuve.

Alternativement, ces opérations de mesure de masse et d’étuvage de l’échantillon peuvent être faites en dehors du dispositif par un opérateur qui récupère alors l’échantillon dans le moyen de prélèvement et/ou d’analyse. L’analyse de l’échantillon est alors réalisé ex situ. Cette première variante permet une bonne précision du paramètre représentatif de séchage mais ne permet pas d’obtenir un résultat immédiat, et donc ne permet pas une mesure en ligne. En effet, il faut compter environ 24 heures pour obtenir le taux d’humidité de la charge.

Alternativement, dans cette première variante, le moyen de prélèvement et/ou d’analyse peut comprendre un analyseur en ligne pour réaliser la mesure in situ. On peut notamment utiliser des analyseurs en ligne infra-rouge ou micro-onde, pour mesurer le taux d’humidité de la charge. Cette solution est particulièrement avantageuse car elle permet à la fois une mesure précise et des résultats immédiats. Selon une deuxième variante de l’invention, le paramètre représentatif peut être le taux de torréfaction de la charge, c’est-à-dire la perte de masse anhydre de la charge, notamment quand le dispositif est un dispositif de torréfaction. Ce paramètre est important pour les unités qui peuvent se trouver en aval du dispositif de torréfaction, notamment s’il s’agit d’une unité de granulation, de broyage ou de transport pneumatique. En effet, pour le transport, la torréfaction rend la poudre torréfiée plus homogène en taille et en forme, ce qui facilite ainsi le transport.

Dans cette deuxième variante, le moyen de prélèvement et/ou d’analyse peut comprendre un moyen de prélèvement de la charge, tel qu’un préleveur, pour prélever un échantillon de la charge en sortie du four. On peut alors mesurer le pouvoir calorifique supérieur et/ou le pouvoir calorifique inférieur de l’échantillon.

On appelle « pouvoir calorifique supérieur », la quantité d’énergie dégagée par la combustion complète d’une unité de la charge, la vapeur d’eau étant supposée condensée et la chaleur récupérée.

On appelle « pouvoir calorifique inférieur », la quantité d’énergie dégagée par la combustion complète d’une unité de la charge, sans tenir compte de la chaleur issue de la condensation de l’eau, contrairement au pouvoir calorifique supérieur.

Grâce aux pouvoirs calorifiques supérieur et inférieur, on peut quantifier le taux de torréfaction.

Les pouvoirs calorifiques supérieur et inférieur peuvent être mesurés via un calorimètre qui mesure la masse, la quantité de chaleur dégagée lors de la combustion sous oxygène (souvent via l’augmentation de température provoquée par la combustion) et également l’humidité initiale de l’échantillon. Le résultat est exprimé en J/kg.

Les pouvoirs calorifiques supérieur et inférieur sont des propriétés physico-chimiques du solide qui peuvent être directement liées à la perte en masse anhydre. Autrement dit, à partir des pouvoirs calorifiques supérieur et inférieur mesurés, on peut déterminer directement la perte en masse anhydre, donc le taux de torréfaction. Une étape de calibration préalable est généralement utilisée pour relier le pouvoir calorifique supérieur ou le pouvoir calorifique inférieur à la perte en masse anhydre. Pour ce faire, le dispositif peut comprendre un dispositif de mesure du pouvoir calorifique supérieur et/ou du pouvoir calorifique inférieur, comprenant par exemple un calorimètre. Dans ce cas, un échantillon peut être prélevé par exemple via un opérateur et l’échantillon peut être analysé dans le calorimètre.

Alternativement, ces opérations de mesure du pouvoir calorifique supérieur ou inférieur peuvent être faites en dehors du dispositif par un opérateur qui récupère alors l’échantillon dans le moyen de prélèvement et/ou d’analyse. Dans ce cas, l’analyse est réalisée ex situ. Cette deuxième variante permet une bonne précision du paramètre représentatif de torréfaction mais ne permet pas d’obtenir un résultat immédiat, et donc ne permet pas une mesure en ligne, compte tenu de la nécessité d’obtenir une combustion complète dans la chambre de combustion.

Alternativement, dans cette deuxième variante, le moyen de prélèvement et/ou d’analyse peut comprendre un système de caractérisation de la couleur de la charge en ligne, la couleur de la charge pouvant directement être reliée au taux de torréfaction et permettant ainsi la détermination du taux de torréfaction par la seule couleur identifiée de la charge. Le système de caractérisation de la couleur peut être un système optique (une caméra par exemple) qui permet la détermination de la couleur de manière automatique et qui peut éventuellement être en liaison avec le moyen de contrôle pour adapter l’ouverture et la fermeture des différents moyens de vannage instantanément en fonction de la détermination de la couleur de la charge afin de réaliser un asservissement.

Le système de caractérisation de la couleur peut également comprendre une fenêtre transparente. Dans ce cas, c’est l’opérateur qui détermine la couleur de la charge et qui peut ouvrir ou fermer les différents moyens de vannage en fonction de cette couleur ou qui peut piloter le moyen de contrôler pour commander ces ouvertures et fermetures des différents moyens de vannage.

On peut aussi utiliser un appareil photo et un logiciel qui analyse la couleur des photos en continu. Dans ce cas, le système de caractérisation de la couleur comprend un appareil photo et un logiciel d’analyse de la couleur.

On peut aussi utiliser une analyse de couleur infrarouge. On peut aussi imaginer une mesure de spectroscopie infrarouge du solide en continu, ou une mesure RAMAN. D’autres types d’analyse en continu du solide peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l’invention.

Préférentiellement, le four peut être un four à soles multiples et l’enceinte peut alors comprendre :

- une pluralité de plateaux distribués le long de l’axe longitudinal vertical en position de fonctionnement, chaque plateau comprenant une surface supérieure apte à recevoir des particules solides et au moins un orifice de passage permettant aux particules solides et au fluide de traverser ledit plateau,

- au moins un bras d’agitation associé à chaque plateau, chaque bras d’agitation comprenant des dents d’agitation s’étendant du bras d’agitation vers la surface supérieure du plateau associé au bras d’agitation,

- des moyens d’entraînement en rotation des bras d’agitation autour de l’axe longitudinal de l’enceinte, En outre, l’orifice de chaque ligne de recyclage peut avantageusement être situé au-dessus d’un des plateaux pour l’introduction de la charge au niveau du plateau.

L’utilisation d’un four à soles multiples permet des opérations de séchage et de torréfaction efficaces de la charge. En effet, la multiplication des plateaux associée à la rotation des bras permet une bonne homogénéité de traitement de la charge dans ce type de four. De plus, cela permet un procédé robuste et flexible pouvant traiter tout type de biomasse avec un débit assez important.

De préférence, chaque ligne de recyclage peut aboutir à l’introduction de la charge au niveau d’un plateau différent. En d’autres termes, l’orifice de chaque ligne de recyclage aboutit au niveau d’un plateau différent. Ainsi, on peut affiner le taux de séchage ou de torréfaction de la charge recyclée en fonction de ce même taux avant le recyclage.

L’invention concerne également un procédé de séchage ou de torréfaction d’une charge composée de particules solides, de préférence une charge hydrocarbonée ou de la biomasse, à partir d’un dispositif tel que décrit précédemment, dans lequel on réalise au moins les étapes suivantes :

- On introduit la charge composée de particules solides (et d’éventuels fluides contenus dans les particules solides, tels que de l’eau) et un gaz dans le four, de préférence dans un four à soles multiples ;

- On récupère la charge séchée ou torréfiée en sortie du four ;

- On mesure un paramètre représentatif du séchage ou de la torréfaction de la charge à partir de la charge séchée ou torréfiée en sortie du four, le paramètre représentatif étant de préférence le taux de séchage (ou taux d’humidité de la charge) ou le taux de torréfaction ;

En fonction du paramètre représentatif, on envoie ladite charge vers une ligne d’évacuation où la charge est par exemple stockée dans le réservoir de stockage, ou en envoie la charge vers une ligne de recyclage pour la réintroduire dans le four.

Le procédé selon l’invention permet d’augmenter la quantité de charge conforme aux critères prédéfinis grâce à la possibilité de recyclage lorsque le taux de séchage ou de torréfaction est insuffisant. Il permet ainsi d’améliorer les performances du séchage ou de la torréfaction.

Selon une mise en oeuvre avantageuse de l’invention, en fonction dudit paramètre représentatif, on peut introduire la charge dans une ligne de recyclage qui aboutit à un orifice défini en fonction de son altitude dans le four. En effet, si le paramètre représentatif est assez éloigné de la valeur minimale des critères prédéfinis, on peut réintroduire la charge dans la partie haute du four alors que si le paramètre représentatif est inférieur mais proche de cette valeur minimale, on peut réintroduire la charge dans la partie basse du four pour éviter un sur-séchage ou une sur-torréfaction de la charge. Pour ce faire, on peut utiliser un système de récupération qui a plusieurs lignes de recyclages qui aboutissent chacune à un orifice situé à une altitude différente sur le four.

De préférence, la mesure du paramètre représentatif peut être réalisée en ligne par un analyseur en ligne. Par exemple, l’analyseur en ligne peut être un analyseur infra-rouge ou micro-onde pour déterminer le taux d’humidité de la charge. L’analyseur en ligne peut également être un système de caractérisation de la couleur tel que décrit précédemment, et le paramètre représentatif est alors la couleur de la charge qui permet de déterminer directement le taux de torréfaction.

Alternativement, la mesure du paramètre représentatif peut être réalisée par un prélèvement d’un échantillon de la charge séchée ou torréfiée via un moyen de prélèvement tel que décrit précédemment, en sortie du four. La mesure peut alors être réalisée hors ligne (ex situ) sur l’échantillon.

Selon une première configuration du procédé de l’invention, le paramètre représentatif peut être le taux d’humidité de la charge et on peut mesurer la masse de d’échantillon prélevé, puis on peut mettre l’échantillon prélevé dans une étuve pour éliminer l’humidité qu’il contient puis on peut mesurer la masse de l’échantillon étuvé, le taux d’humidité étant défini comme le rapport entre la différence des masses de l’échantillon prélevé et de l’échantillon étuvé sur la masse de l’échantillon prélevé. Ainsi, on peut évaluer dans des moyens simples et peu onéreux (c’est-à-dire sans moyen infra-rouge ou micro-onde) le taux d’humidité.

Selon une deuxième configuration du procédé de l’invention, le paramètre représentatif peut être le taux de torréfaction de la charge et on peut mesurer le pouvoir calorifique supérieur et/ou le pouvoir calorifique inférieur de l’échantillon prélevé, le pouvoir calorifique supérieur et/ou le pouvoir calorifique inférieur étant directement lié au taux de torréfaction (via une éventuelle étape de calibration préalable). Les pouvoirs calorifiques supérieur et inférieur peuvent être déterminés par mesure via un calorimètre par exemple.

L’invention concerne également une installation pour la production d'hydrocarbures liquides à partir d'une charge contenant au moins une fraction de biomasse et éventuellement au moins une fraction d'une autre charge comprenant :

- au moins une unité de prétraitement de la charge, comprenant une unité de séchage, une unité de torréfaction, éventuellement une unité de granulation, et une unité de broyage; - éventuellement une unité de combinaison comprenant une conduite permettant de réunir les effluents issus des différentes unités de prétraitement ;

- une unité de gazéification des effluents prétraités comprenant au moins un réacteur à flux entraîné;

- une unité de conditionnement du gaz de synthèse comprenant :

- une unité de lavage à l'eau et de fractionnement du flux gaz permettant de diviser le flux de gaz de synthèse en au moins deux effluents;

- au moins un lit de garde permettant l'élimination des composés halogénés sur un desdits deux effluents situé en amont d'une unité de conversion du monoxyde de carbone à la vapeur;

- une unité d'hydrolyse catalytique;

- une unité de recombinaison des effluents issus respectivement de l'unité de conversion du monoxyde de carbone à la vapeur et de l'unité d'hydrolyse catalytique;

- une unité de lavage à l'eau de l'effluent issu de la unité de conditionnement du gaz de synthèse;

- une unité d'élimination des gaz acides contenus dans l'effluent lavé;

- une unité de purification finale de l'effluent lavé et désacidifié comprenant au moins un lit de garde;

- une unité réactionnelle de synthèse catalytique Fischer-Tropsch.

De ce fait, l’installation peut permettre la mise en oeuvre du procédé décrit dans la demande de brevet de la demanderesse FR 2,997,414.

De plus, l’unité de séchage et/ou l’unité de torréfaction comprend un dispositif tel que décrit précédemment. Grâce à ce dispositif, on peut améliorer les performances de traitement de la charge et donc de l’installation.

En outre, l’unité de séchage et/ou l’unité de torréfaction comprend avantageusement un four à soles multiples.

De préférence, l’installation comprend en outre au moins une unité d'hydrotraitement et/ou isomérisation des coupes hydrocarbonées issues de l’unité réactionnelle de synthèse catalytique Fischer-Tropsch.

L’installation permet ainsi de valoriser les coupes hydrocarbonées par la production d'hydrocarbures liquides, en particulier des biocarburants liquides, à savoir du bio-naphta, de la bio-essence, du bio-kérosène, du bio-gazole et des bases lubrifiantes bio de très haute qualité.

La figure 3 illustre, de manière schématique et non limitative, un exemple d’un dispositif de séchage ou de torréfaction selon l’invention. Ce dispositif de séchage ou de torréfaction (qui peut être un dispositif de traitement en un sens plus large) comprend un four 301 , tel qu’un four à soles multiples, avec une enceinte d’axe longitudinal vertical. Une charge, de préférence de la biomasse, peut être introduite en haut du four 301 par l’entrée 316, la charge traitée ressortant du four 301 par une ou plusieurs sorties 304 (ici deux sorties 304) positionnées en bas du four, de manière que la charge se déplace par gravité dans le four. Un ou plusieurs entrées de gaz 317 sont également positionnées sur le four 301 , ainsi qu’une ou plusieurs sorties de gaz 318. Ainsi, on peut mettre en contact la charge, de préférence solide telle que la biomasse, en contact avec un gaz, de préférence chaud, dans le four, afin soit de sécher la charge (pour réduire son taux d’humidité), soit de la torréfier.

Le gaz peut circuler à co-courant ou à contrecourant de la charge dans le four 301 .

Le four 301 peut comprendre un ou plusieurs plateaux 302 horizontaux pour favoriser l’échange de chaleur entre les gaz et la charge et favoriser leur contact.

Lorsque le four 301 est un four à soles multiples, il comprend un axe central apte à tourner en rotation, et entraînant des bras d’agitation avec des dents fixées sur les bras d’agitation et dirigées vers les plateaux 302 du four 301 . Les bras d’agitation s’étendent radialement depuis l’axe central. Les bras d’agitation et les dents permettent alors d’améliorer le mélange de la charge et des gaz et d’acheminer la charge depuis une entrée de la charge sur chaque plateau vers une sortie de la charge de chaque plateau pour atteindre le plateau du dessous. Le dispositif de séchage ou de torréfaction comprend un système de récupération 306 avec une ligne de récupération 305 fixée à au moins une sortie 304 (de préférence à toutes les sorties 304) de la charge traitée. La ligne de récupération 305 comprend un moyen de prélèvement et/ou d’analyse 319 (qui peut être un moyen de prélèvement d’un échantillon de la charge, ou un analyseur en ligne par exemple).

La ligne de récupération 305 comprend, en aval du moyen de prélèvement et/ou d’analyse 319, une bifurcation 311 avec plusieurs lignes en parallèles, dont au moins une ligne est une ligne d’évacuation 310 et au moins une ligne est une ligne de recyclage 312 (ici trois lignes de recyclage 312).

La ligne d’évacuation 310 conduit à un réservoir de stockage 308 et les lignes de recyclage 312 conduisent chacune à un orifice 303 dans le four 301 . Chaque ligne de recyclage 312 aboutit avantageusement à un orifice 303 situé à une altitude différente dans le four 301 , de manière à permettre le recyclage de la charge avec un temps de séjour (temps de recyclage) plus ou moins long dans le four 301 .

Tel que représenté, le four peut être un four à soles multiples avec six plateaux 302 et les orifices 303 de chaque ligne de recyclage 312 aboutit au niveau d’un plateau apte à faire circuler la charge de l’extérieur vers l’intérieur. Lorsque la charge traitée ressort du four par la sortie 304 (ou par les sorties 304), elle est acheminée par la ligne de récupération 305 du système de récupération 306. La charge traitée est alors analysée via le moyen de prélèvement et/ou d’analyse 319. Par exemple, on peut effectuer une analyse en ligne, via un analyseur infra rouge ou micro-onde pour déterminer le taux d’humidité de la charge de manière continu et en ligne. On peut aussi caractériser le taux de torréfaction par la couleur de la charge (via l’utilisateur ou via un système optique de détermination de la couleur). Alternativement, on peut aussi permettre un moyen de prélèvement pour prélever un échantillon, le moyen de prélèvement fait alors office de moyen de prélèvement et/ou d’analyse 319. L’échantillon prélevé peut alors être analysé via une mesure du pouvoir calorifique supérieur et/ou du pouvoir calorifique inférieur pour déterminer le taux de torréfaction ou en le plaçant dans une étuve et en mesurant sa masse avant et après le passage dans l’étuve de manière à déterminer son taux d’humidité. En fonction du taux d’humidité ou du taux de torréfaction, on peut alors soit envoyer la charge traitée dans le réservoir de stockage 308 via la ligne d’évacuation 310 si le taux mesuré respecte des critères prédéfinis (la charge est alors traitée totalement), soit envoyer la charge vers une ligne de recyclage 312 afin d’augmenter le taux de séchage (pour réduire le taux d’humidité) ou de torréfaction. Si le taux mesuré est loin du critère minimal prédéfini, on peut réintroduire la charge traitée partiellement dans la partie haute via l’orifice 303 le plus haut. Au contraire, si le taux mesuré est proche mais en dessous du critère minimal prédéfini, on peut réintroduire la charge traitée partiellement dans la partie basse via l’orifice 303 le plus bas. En d’autres termes, on choisit l’orifice d’introduction 303 (et donc la ligne de recyclage 312 associée à cet orifice 303) en fonction du taux d’humidité ou de torréfaction mesuré par le moyen de prélèvement et/ou d’analyse 319 et en fonction des critères prédéfinis pour le taux de séchage et de torréfaction.

Chaque ligne d’évacuation 310 ou de recyclage 312 comprend au moins une vanne 309 ou

313 (ou tout autre moyen de vannage) qui permet de faire circuler la charge traitée dans la ligne concernée ou au contraire d’empêcher cette circulation.

La vanne 309 de la ligne de d’évacuation 310 est an amont du réservoir de stockage 308 et la ligne d’évacuation 310 peut également comprendre un autre moyen de vannage 307, en aval du réservoir de stockage 308 pour vider le réservoir de stockage (par exemple dans un véhicule) ou pour empêcher, au contraire, la fuite de la charge stockée dans le réservoir de stockage 308.

Les lignes de recyclage 312 peuvent également comprendre des réservoirs intermédiaires

314 pour faire un stock tampon de charge, avant de réintroduire la charge dans le four 301 par l’orifice 303 de la ligne de recyclage concernée 312. Dans ce cas, la vanne 313 est alors en amont du réservoir intermédiaire 314 pour empêcher le stockage d’une charge non souhaitée dans le réservoir intermédiaire 314 de la ligne et la ligne de recyclage 312 peut également comprendre un autre moyen de vannage 315, en aval du réservoir intermédiaire 314, de manière à contrôler l’introduction de la charge du réservoir intermédiaire 314 dans le four 301 .

Par exemple, chaque réservoir intermédiaire 314 peut être dédié au stockage d’une charge avec un taux d’humidité ou de torréfaction dans une plage prédéterminée.

Par exemple, le réservoir de la ligne de recyclage 312 qui aboutit au à l’orifice 303 le plus haut dans le four correspond à un taux de séchage compris entre une première valeur et une deuxième valeur ; le réservoir de la ligne de recyclage 312 qui aboutit à l’orifice à l’altitude intermédiaire dans le four 301 correspond à un taux de séchage compris entre la deuxième valeur et une troisième valeur ; le réservoir de la ligne de recyclage 312 qui aboutit à l’orifice à l’altitude la plus basse dans le four 301 correspond à un taux de séchage compris entre la troisième valeur et la valeur minimale du critère prédéfini. Ainsi, en fonction du taux d’humidité ou de torréfaction mesuré, on sait dans quelle ligne de recyclage ou de stockage il faut faire circuler la charge (et éventuellement dans quel réservoir de stockage ou réservoir intermédiaire il faut la stocker). Il est même possible de rendre cette circulation totalement automatisée en fonction de la valeur obtenue par le moyen de prélèvement et/ou d’analyse 319.

Bien entendu, le système de récupération peut comprendre plus de trois lignes de recyclages ou moins de trois lignes de recyclages, la position des différents orifices pouvant ainsi être adaptée par rapport à l’altitude sur le four et la circulation dans chacune de ces lignes peut dépendre du taux d’humidité ou de torréfaction mesuré.

Les vannes ou moyens de vannage 307, 309, 313 et/ou 315 peuvent être des vannes guillotines ou pendulaires ou des écluses rotatives alimentant des vis sans fin.

En fonction du débit de la charge recyclée, le débit de la charge entrant par l’entrée 316 dans le four peut être adapté.

Avantageusement, les moyens d’injection (de la charge par l’entrée 316 et/ou du gaz par les entrées 317) peuvent garantir l’absence d’oxygène dans le four 301 .

Par exemple, on peut réaliser un dispositif de torréfaction tel qu’un torréfieur contenant six plateaux conforme à la figure 3, avec une alimentation de biomasse sèche d’un débit de 5 t/h (5000 kg/h) en entrée 316 du four et un taux de torréfaction ciblé (AWL) correspondant à 25% de perte en masse anhydre. Le procédé de torréfaction peut alors considérer les différents recyclages suivants :

• Des taux de torréfaction supérieurs à 25% sont considérés comme conformes aux critères prédéfinis (les critères prédéfinis sont alors compris entre 25% et 100%) et la charge est alors alimentée vers le réservoir de stockage 308 via la ligne d’évacuation 310 (et l’ouverture du moyen de vannage 309), par exemple pour utilisation du la charge torréfiée dans une autre unité en aval (notamment une unité de broyage, de transport pneumatique ou de conversion thermochimique).

• Avec un taux de torréfaction compris entre 10 et 25%, la charge peut être conduite vers le réservoir intermédiaire 314 de la ligne de recyclage aboutissant à l’orifice 303 le plus bas sur le four 301 . La biomasse est torréfiée mais nécessite tout de même un léger traitement thermique complémentaire.

• Avec un taux de torréfaction compris entre 5 et 15%, la charge peut être conduite vers le réservoir intermédiaire 314 de la ligne de recyclage aboutissant à l’orifice situé au milieu du four 301 , pour réinjecter la charge torréfiée au centre du four. Ainsi, un traitement thermique additionnelle est réalisé.

• Avec un taux de torréfaction inférieur à 10%, la charge peut être conduite vers le réservoir intermédiaire 314 de la ligne de recyclage aboutissant à l’orifice le plus haut sur le four 301 . Par conséquent, cette biomasse insuffisamment torréfiée subit une dégradation thermique complète dans le four.

Selon un autre exemple, on peut réaliser un dispositif de séchage tel qu’un sécheur, contenant six plateaux conforme à la figure 3, avec une alimentation en biomasse sèche d’un débit de 5 t/h (5000kg/h) en entrée 316 du four et un taux d’humidité ciblé à 10 %. Le procédé de séchage peut alors considérer les différents recyclages suivants :

• Un taux d’humidité inférieur à 10% est considéré comme conforme aux critères prédéfinis (les critères prédéfinis sont alors compris entre 0% et 10%) et la charge est alors alimentée vers le réservoir de stockage 308 via la ligne d’évacuation 310 (et l’ouverture du moyen de vannage 309), par exemple pour utilisation du la charge séchée dans une autre unité en aval (un torréfieur par exemple).

• Avec un taux d’humidité compris entre 10 et 20%, la charge peut être conduite vers le réservoir intermédiaire 314 de la ligne de recyclage aboutissant à l’orifice 303 le plus bas sur le four 301 . La biomasse est séchée mais nécessite tout de même un léger traitement thermique complémentaire.

• Avec un taux d’humidité compris entre 15 et 25%, la charge peut être conduite vers le réservoir intermédiaire 314 de la ligne de recyclage aboutissant à l’orifice situé au milieu du four 301 , pour réinjecter la charge partiellement séchée au centre du four. Ainsi, un traitement thermique additionnelle est réalisé.

• Avec un taux d’humidité supérieur à 25%, la charge peut être conduite vers le réservoir intermédiaire 314 de la ligne de recyclage aboutissant à l’orifice le plus haut sur le four 301 . Par conséquent, cette biomasse insuffisamment séchée subit alors une étape de séchage complète dans le four. Grâce au recyclage de la charge, on peut améliorer la quantité de charge qui respecte les critères prédéfinis de taux d’humidité ou de torréfaction et ainsi améliorer les performances de séchage ou de torréfaction.

De plus, on peut réaliser un recyclage différencié selon l’écart par rapport à la référence, ce qui évite la surchauffe et optimise le temps de séjour de la charge recyclée dans l’enceinte.

L’invention permet alors de diminuer la quantité de charge traitée produite (séchée ou torréfiée) qui ne respecte pas les critères prédéfinis.

Claims

Revendications

1 . Dispositif de traitement d’une charge comprenant des particules solides, le traitement étant préférentiellement un séchage ou une torréfaction, le dispositif comprenant un four (301 ) comprenant une enceinte d’axe longitudinal vertical en position de fonctionnement, l’enceinte comprenant au moins une entrée (316) et une sortie (304) de ladite charge et au moins une entrée (317) et une sortie (318) d’un gaz apte à venir en contact avec les particules solides, caractérisé en ce que le dispositif comprend un système de récupération (306) de ladite charge, le système de récupération (306) de la charge comprenant au moins une ligne de récupération (305) connectée à la sortie (304) de la charge sur l’enceinte, la ligne de récupération (305) étant en connexion fluidique avec un moyen de prélèvement et/ou d’analyse (319) pour l’analyse in situ ou ex situ de la charge afin de mesurer un paramètre représentatif du traitement de la charge, la ligne de récupération (305) comprenant au moins deux lignes en parallèles en aval du moyen de prélèvement et/ou d’analyse (319), dans le sens de circulation de la charge, l’une des lignes au moins étant une ligne d’évacuation (310), la ligne d’évacuation conduisant de préférence à un réservoir de stockage (308), et au moins une autre ligne étant une ligne de recyclage (312) conduisant à un orifice (303) permettant de réintroduire la charge dans le four (301 ), chaque ligne d’évacuation ou de recyclage comprenant un moyen de vannage (309, 313).

2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel le système de récupération (306) comprend un moyen de contrôle pour contrôler l’ouverture et la fermeture des moyens de vannage (309, 313), le moyen de contrôle étant de préférence connecté audit moyen de prélèvement et/ou d’analyse (319).

3. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le système de récupération (306) de la charge comprend plusieurs lignes de recyclage (312) conduisant chacune à un orifice (303) différent dans l’enceinte, les différents orifices (303) des différentes lignes étant situés à des altitudes différentes sur l’enceinte.

4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins une ligne de recyclage (312), de préférence chaque ligne de recyclage (312), comprend un réservoir intermédiaire (314) situé entre le moyen de vannage (309, 313) de la ligne de recyclage (312) et l’orifice (303) pour réintroduire la charge dans le four (301 ).

5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le paramètre représentatif est la mesure du taux d’humidité de la charge et soit le moyen de prélèvement et/ou d’analyse comprend un moyen de prélèvement, une étuve et un système de mesure de la masse pour mesurer la masse avant et après le passage de la charge dans l’étuve, la différence de masse étant représentative du taux d’humidité de la charge, soit le moyen de prélèvement et/ou d’analyse comprend un analyseur en ligne, de préférence infra-rouge ou micro-onde, pour mesurer in situ le taux d’humidité de la charge.

6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le paramètre représentatif est le taux de torréfaction de la charge et soit le moyen de prélèvement et/ou d’analyse comprend un moyen de prélèvement de la charge et un dispositif de mesure du pouvoir calorifique supérieur et/ou du pouvoir calorifique inférieur, le pouvoir calorifique supérieur et/ou le pouvoir calorifique inférieur étant directement relié au taux de torréfaction de la charge, soit le moyen de prélèvement et/ou d’analyse comprend un système de caractérisation de la couleur de la charge en ligne, la couleur de la charge étant directement relié au taux de torréfaction.

7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le four (301 ) est un four à soles multiples, l’enceinte comprenant :

- une pluralité de plateaux (302) distribués le long de l’axe longitudinal en position de fonctionnement, chaque plateau (302) comprenant une surface supérieure apte à recevoir des particules solides et au moins une ouverture de passage permettant aux particules solides et au gaz de traverser ledit plateau (302),

- au moins un bras d’agitation associé à chaque plateau (302), chaque bras d’agitation comprenant des dents d’agitation s’étendant du bras d’agitation vers la surface supérieure du plateau (302) associé au bras d’agitation,

- des moyens d’entraînement en rotation des bras d’agitation autour de l’axe longitudinal de l’enceinte, l’orifice (303) de chaque ligne de recyclage (312) étant situé au-dessus d’un desdits plateaux (302) pour l’introduction de la charge au niveau dudit plateau (302), de préférence chaque ligne de recyclage (312) permettant l’introduction de la charge au niveau d’un plateau (302) différent.

8. Procédé de séchage ou de torréfaction d’une charge composée de particules solides à partir d’un dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on réalise au moins les étapes suivantes :

- On introduit ladite charge comprenant des particules solides et un gaz dans le four (301) ;

- On récupère la charge séchée ou torréfiée en sortie du four (301) ;

- On mesure un paramètre représentatif du séchage ou de la torréfaction de la charge à partir de la charge séchée ou torréfiée en sortie du four (301 ) ;

En fonction dudit paramètre représentatif mesuré, on envoie ladite charge séchée ou torréfiée vers une ligne d’évacuation (310), et/ou on envoie la charge séchée ou torréfiée vers au moins une ligne de recyclage (312) pour la réintroduire dans le four (301).

9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel, en fonction dudit paramètre représentatif, on introduit la charge séchée ou torréfiée dans une ligne de recyclage (312) qui aboutit à un orifice (303) défini en fonction de son altitude dans le four (301 ).

10. Procédé selon l’une des revendications 8 ou 9, dans lequel, la mesure du paramètre représentatif est réalisée en ligne par un analyseur.

11 . Procédé selon l’une des revendications 8 ou 9, dans lequel, la mesure du paramètre représentatif est réalisée par un prélèvement d’un échantillon de la charge séchée ou torréfiée par le moyen de prélèvement et/ou d’analyse, la mesure étant réalisée hors ligne sur l’échantillon.

12. Procédé selon l’une des revendications 8 à 11 , dans lequel le paramètre représentatif est un taux d’humidité de la charge et pour lequel on mesure la masse de d’échantillon prélevé, puis on met l’échantillon prélevé dans une étuve pour éliminer l’humidité qu’il contient et on mesure la masse de l’échantillon prélevé et étuvé, le taux d’humidité étant défini comme le rapport entre la différence des masses de l’échantillon prélevé et de l’échantillon prélevé et étuvé sur la masse de l’échantillon prélevé.

13. Procédé selon l’une des revendications 8 à 11 , dans lequel, le paramètre représentatif est un taux de torréfaction de la charge et dans lequel on mesure le pouvoir calorifique supérieur et/ou le pouvoir calorifique inférieur de l’échantillon prélevé, le pouvoir calorifique supérieur et/ou le pouvoir calorifique inférieur étant directement lié au taux de torréfaction.

14. Installation pour la production d'hydrocarbures liquides à partir d'une charge contenant au moins une fraction de biomasse et éventuellement au moins une fraction d'une autre charge comprenant :

- au moins une unité de prétraitement de la charge, comprenant une unité de séchage, une unité de torréfaction, éventuellement une unité de granulation, et une unité de broyage;

- éventuellement une unité de combinaison comprenant une conduite permettant de réunir les effluents issus des différentes unités de prétraitement ;

- une unité de gazéification des effluents prétraités comprenant au moins un réacteur à flux entraîné;

- une unité de conditionnement du gaz de synthèse comprenant :

- une unité de lavage à l'eau et de fractionnement du flux gaz permettant de diviser le flux de gaz de synthèse en au moins deux effluents; - au moins un lit de garde permettant l'élimination des composés halogénés sur un desdits deux effluents situé en amont d'une unité de conversion du monoxyde de carbone à la vapeur;

- une unité d'hydrolyse catalytique; - une unité de recombinaison des effluents issus respectivement de l'unité de conversion du monoxyde de carbone à la vapeur et de l'unité d'hydrolyse catalytique;

- une unité de lavage à l'eau de l'effluent issu de la unité de conditionnement du gaz de synthèse;

- une unité d'élimination des gaz acides contenus dans l'effluent lavé; - une unité de purification finale de l'effluent lavé et désacidifié comprenant au moins un lit de garde;

- une unité réactionnelle de synthèse catalytique Fischer-Tropsch, caractérisée en ce que l’unité de séchage et/ou l’unité de torréfaction comprend un dispositif selon l’une des revendications 1 à 7.

15. Installation selon la revendication 14 comprenant en outre au moins une unité d'hydrotraitement et/ou isomérisation des coupes hydrocarbonées issues de l’unité réactionnelle de synthèse catalytique Fischer-Tropsch.