FR2680989A1

FR2680989A1 - Procede de valorisation de dechets de tout type.

Info

Publication number: FR2680989A1
Application number: FR9115779A
Authority: FR
Inventors: Kiss; H Gunter
Original assignee: Thermoselect AG
Current assignee: Thermoselect AG
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1993-03-12
Anticipated expiration: 2011-12-19
Also published as: CA2053837C; NL9101757A; ATA207091A; ITMI921315A1; KR930005684A; BE1005186A3; ES2048096A1; IT1265681B1; JPH0679252A; AU635451B1; JP2729124B2; US5282431A; DK187691D0; DE4130416C1; DK172247B1; SE505614C2; GB9122278D0; SE9200078L; CN1032046C; GB2259563B

Abstract

Selon ce procédé, on soumet des ordures industrielles, ménagères et/ou spéciales, ainsi que des produits de rebut d'origine industrielle, contenant des substances nocives quelconques, non triées, non traitées et se présentant sous forme solide et/ou liquide, à l'action d'une température élevée et d'une séparation thermique ou une transformation thermique de matière et, utilisant l'énergie d'une manière maximale, on envoie les résidus solides, existants, dans un bain de fusion à température élevée. Suivant l'invention, il est caractérisé en ce que: - tout en entraînant les liquides existants qui y sont contenus et en conservant leur structure mélangée et composite, les déchets non fractionnés, éventuellement divisés en gros morceaux, sont comprimés d'une manière discontinue en masses tassées et, l'application de la pression étant maintenue, ils sont introduits par complémentarité de formes dans un conduit chauffé au-dessus de 100degré C, - en ce qu'on maintient la matière tassée en glissement en contact sous application de force avec les parois du conduit, jusqu'à ce que les liquides existant initialement se soient vaporisés et que les forces mécaniques internes de rappel des différents constituants des déchets aient été supprimées et jusqu'à ce que les constituants organiques entraînés aient joué, au moins partiellement, le rôle de liants - et en ce que l'ensemble aggloméré de matières solides, qui, par blocs, est expulsé du canal dans cet état, en ayant une forme et une structure stables, est introduit dans un réacteur, à température élevée, qui est maintenu dans tout son volume à au moins 1 000 degré C.

Description

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L'invention concerne un procédé de valorisation de déchets de tout type, selon lequel on soumet des ordures industrielles, ménagères et/ou spéciales, ainsi que des produits de rebut d'origine industrielle, contenant des substances nocives quelconques, non triées, non traitées et

se présentant sous forme solide et/ou liquide, à l'action d'une tempéra-

ture élevée. Les procédés connus d'élimination des déchets ne constituent pas une solution satisfaisante aux problèmes croissants des ordures et

ils sont un facteur important de la pollution de l'environnement.

Les produits de rebut de type industriel constitués de maté-

riaux composites, tels que les véhicules automobiles et les appareils

ménagers, mais aussi les huiles, piles, vernis, peintures, boues toxi-

ques, médicaments et déchets hospitaliers doivent faire l'objet de dispo-

sitions particulières d'élimination prévues par des prescriptions régle-

mentaires strictes En revanche, les ordures ménagères constituent un mélange hétérogène non contrôlé qui peut contenir pratiquement tous les

types de composants particuliers des ordures et de constituants organi-

ques et dont l'élimination est sans rapport avec la mesure dans laquelle

il contribue à la pollution.

Dans les décharges, on dépose le ordures ménagères d'une manière peu satisfaisante, les gaz de putréfaction et le gaz carbonique se dégageant dans l'atmosphère d'une manière non contrôlée, tandis que les liquides contenant des substances nocives et les produits d'élution

provenant des déchets déposés contaminent la nappe phréatique.

Dans le but de réduire la quantité d'ordures à traiter, il a déjà été proposé de réaliser un compostage des constituants organiques provenant des ordures ménagères et des boues d'épuration Dans ce cas, il

n'est pas tenu compte du fait que ces substances organiques sont hétéro-

gènes et contiennent un grand nombre de constituants toxiques non dégra-

dables, tels que les produits chimiques, les médicaments et les résidus à base de métaux lourds, qui restent dans le compost et sont réintroduits

par l'intermédiaire des plantes et des animaux dans le circuit biolo-

gique. On essaye aussi de réduire la quantité des ordures en recyclant ce qu'il est convenu d'appeler les matières valorisables Dans ce cas, les moyens importants nécessaires pour la collecte séparée et la mise en état utilisable de ces déchets restent non considérés; si on procède à un nouveau recyclage, les coûts augmentent, ainsi que l'influence sur l'environnement, tandis que la possibilité de valorisation des produits

récupérés est réduite.

Dans les installations connues d'incinération des ordures, les déchets passent par un large domaine de températures atteignant 1 000 SC environ A ces températures, les résidus minéraux et métalliques ne fondent pas L'énergie propre aux matières solides restantes n'est pas utilisée Le bref temps de séjour des ordures à des températures assez élevées et le dégagement important de poussières dû au soufflage, dans les déchets non tassés, de grandes quantités d'air de combustion riche en azote favorisent la formation dangereuse d'hydrocarbures chlorés C'est pourquoi on en est venu à soumettre les gaz évacués des installations d'incinération des ordures à une post-combustion à des températures assez

élevées En vue de justifier les investissements élevés de telles instal-

lations, on envoie les gaz évacués chauds, abrasifs et corrosifs, avec leurs teneurs élevées en poussières, dans des échangeurs de chaleur Du fait du temps de séjour relativement long dans l'échangeur de chaleur, il se forme à nouveau, par synthèse De-Novo, des hydrocarbures chlorés qui se lient aux poussières entraînées et conduisent à des filtrats hautement toxiques On peut finalement évaluer les dommages résultants et les frais

que coûtent leur élimination.

Malgré les moyens techniques importants utilisés dans l'état connu de la technique, 40 % environ des ordures à éliminer subsistent

après la combustion sous forme de cendres, de scories et de filtrats hau-

tement toxiques dont le caractère dangereux est à comparer à celui des décnets radioactifs et qu'on doit éliminer à grands frais En vue de réduire le volume à mettre à la décharge, il est connu en soi de séparer

les constituants métalliques des résidus et de les envoyer à une valori-

sation spéciale Les cendres et scories restantes sont soumises, moyen-

nant une consommation élevée d'énergie, à un procédé de fusion à haute température Du fait des substances 1 qi:^les à faire fondre qui sont

hétérogènes, la scorie n'est pas homogène et contient encore des propor-

tions considérables de particules organiques résiduelles qui, étant

entourées par le bain de fusion qui est liquide, ne s'oxydent pas.

Par refroidissement brusque du bain de fusion dans un bain d'eau, il se forme des granulés de fusion hétérogènes qui se brisent

d'une manière non contrôlée à l'endroit de leurs points de rupture ther-

mique, de sorte que les substances nocives enfermées peuvent à nouveau faire l'objet d'une élution Une quantité importante d'énergie, jusqu'à présent d'environ 200 libres de fioul par tonne de bain de fusion, reste inutilisée, étant donné que les granulés de fusion ainsi obtenus ne peuvent être utilisés qu'en tant que charge dans la construction routière

ou analogue.

Les procédés de pyrolyse utilisés jusqu'à présent dans les réacteurs classiques ont un large spectre de température qui est analogue à celui de l'incinération des ordures Des températures élevées règnent

dans la zone de gazéification Les gaz chauds qui se forment sont uti-

lisés au préchauffage des déchets n'ayant pas encore subi la pyrolyse, se

refroidissent à cette occasion et passent, par tout le domaine de tempéra-

tures qui correspond à la formation d'hydrocarbures chlorés et qui est

donc dangereux.

Tous les procédés connus de pyrolyse de déchets qui sont amenés non triés, non liés et débarrassés de leur eau ne permettent pas un déversement en lit qui soit suffisamment perméable aux gaz et ils exigent une consommation trop élevée d'énergie pour une récupération insuffisante de gaz et un temps de séjour trop long dans l'appareil de réaction Du fait de l'écoulement thermique et de la pression interne des gaz, il se

produit des formations importantes de poussières nécessitant des capa-

cités élevées de filtration Si on doit produire du gaz à l'eau, on doit ajouter de la vapeur d'eau surchauffée produite séparément, donc de la vapeur d'eau externe, dans la zone de gazéification Les matières solides restantes ne sont en général pas fondues, mais doivent être envoyées à

une élimination séparée et sont donc comparables à celles d'une instal-

lation classique d'incinération des ordures.

En vue de produire un gaz purifié qui soit utilisable sans

réserve d'une manière écologique, les gaz de pyrolyse traversent en géné-

ral, avant la purification, un appareil de craquage Il est en outre

connu, en employant un échangeur de chaleur, d'exploiter l'énergie ther-

mique propre aux gaz chauds Dans ce cas, du fait du temps de séjour des gaz dans l'échangeur de chaleur, il se forme des hydrocarbures chlorés

qui sont libérés lors de l'utilisation thermique du gaz obtenu.

Lorsqu'on utilise des fours à cuve pour l'incinération des ordures, il se présente, entre autres, l'inconvénient important de l'adhérence et de la formation de ponts, dans le four, des déchets à pyrolyser, de sorte que de tels réacteurs doivent être équipés de moyens auxiliaires mécaniques, tels que des tiges à tisonner, des vibrateurs et analogues, sans que, de ce fait, le problème ait pu jusqu'à présent être

résolu d'une manière satisfaisante.

Les appareils tubulaires tournants de gazéification et ceux à couche turbulente conduisent en outre, du fait de l'abrasion mécanique

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sur les parois du four qui est due aux déchets présentant en partie des

arêtes vives, à des temps de séjour trop longs et à une formation extrê-

mement importante de poussières et ils nécessitent des sas étanches aux

gaz qui sont techniquement complexes Il se présente des travaux impor-

tants d'entretien avec les frais élevés qui y sont liés.

En vue d'éviter les inconvénients des procédés décrits d'inci-

nération des ordures ou de pyrolyse, il est déjà connu aussi de décom-

poser les déchets et les substances toxiques au moyen d'un bain de fusion, minéral ou métallique, à température élevée, ou d'envoyer les déchets dans un tel Dain de fusion, afin d'assurer de cette manière une décomposition pyrolytique rapide de ces déchets à des températures élevées L'inconvénient important d'une telle manière de procéder doit notamment être vu dans le fait qu'une valorisation des déchets liquides et/ou humides est exclue en raison du risque de déflagration de type explosif et dans le fait qu'en raison des pressions élevées existantes, les gaz qui se forment n'atteignent pas un temps de séjour suffisamment long dans le bain de fusion pour que les substances organiques nocives

soient détruites d'une manière sûre Même dans le cas de déchets organi-

ques n'ayant pas subi un dégazage et séchés, la pression des gaz due aux produits organiques se décomposant est si élevée qu'il n'existe pas un temps de séjour qui soit suffisamment long Après un temps assez court, les produits du bain de fusion sont saturés en particules de carbone enveloppés par le liquide du bain de fusion et ne pouvant pas être oxydées, de sorte qu'il n'est pas judicieux de continuer d'introduire des

déchets.

Dans un autre procédé thermique connu d'élimination des ordures, on sépare d'abord les constituants minéraux et métalliques des constituants organiques, on fait sécher les produits organiques séparés et on les réduit ensuite en poudre On introduit la poudre obtenue dans un bain de fusion à température élevée ou dans une chambre de combustion à température appropriée et on la décompose immédiatement en soufflant de

l'oxygène ou de l'air enrichi en oxygène, ce qui détruit ainsi les subs-

tances nocives.

Bien que ce procédé donne des résultats satisfaisants du point

de vue écologique, il comporte néanmoins des inconvénients considérables.

C'est ainsi par exemple qu'on ne peut pas éliminer des rejets liquides et des déchets à structures composites En outre, les frais qui en découlent

ne sont pas justifiés.

Les procédés précédemment décrits d'incinération ou de pyrolyse ont en commun comme inconvénient le fait que les matières solides ou les

liquides vaporisés lors de la combustion ou de la décomposition pyroly-

tique se mélangent avec les gaz de combustion ou de pyrolyse et son évacués avant d'avoir atteint la température et le temps de séjour dans le réacteur qui sont nécessaires pour la décomposition de toutes les

substances nocives L'eau vaporisée n'est pas rendue utile pour la forma-

tion de gaz à l'eau C'est pourquoi il -est en général disposé, en aval,

des chambres de post-combustion dans le cas des installations d'incinéra-

tion des ordures et des étages de craquage dans le cas des installations

de pyrolyse.

Avec la présente invention, il doit être proposé un procédé, du type indiqué dans le préambule, qui écarte les inconvénients précités, dans le cas de n'importe quelle matière initiale dans laquelle sont compris des déchets, de sorte qu'il ne peut en aucune façon se produire

une pollution de l'environnement, et qui permette en même temps de récu-

pérer, à partir des matières résiduelles restantes, des produits indus-

triels semi-finis ou finis de grande valeur constituant un large éventail par leurs utilisations multiples, tout en réudisant à un minimum les

moyens techniques nécessaires à cet effet et les frais du procédé.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé, du type indi-

qué dans le préambule, caractérisé en ce que: tout en entraînant les liquides existants qui y sont contenus et en conservant leur structure mélangée et composite, les déchets non fractionnés, éventuellement divisés en gros morceaux, sont comprimés

d'une manière discontinue en masses tassées et, l'application de la pres-

sion étant maintenue, ils sont introduits par complémentarité de formes dans un conduit chauffé au-dessus de 100 OC, en ce qu'on maintient la matière tassée en glissement en contact sous application de force avec les parois du conduit, jusqu'à ce que les liquides existant initialement se soient vaporisés et que les forces mécaniques internes de rappel des différents constituants des

déchets aient été supprimées et jusqu'à ce que les constituants organi-

ques entraînés aient joué, au moins partiellement, le rôle de liants et en ce que l'ensemble aggloméré de matières solides, qui, par blocs, est expulsé du canal dans cet état, en ayant une forme et une structure stables, est introduit dans un réacteur, à température élevée,

qui est maintenu dans tout son volume à au moins 1 000 OC.

Le procédé est aussi avantageusement complété par les caractéristiques suivantes

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avec le tassement discontinu des déchets, il est réalisé une réduction du volume des vides existant initialement à un minimum et il se produit une liaison mécanique des constituants solides par application de force et par complémentarité de formes, l'ensemble aggloméré de matières solides séché et débarrassé

des constituants facilement volatiles, qui est consolidé et a une struc-

ture stable et qui sort par blocs du conduit chauffé, est envoyé immédia-

tement et directement dans le réacteur à température élevée,

à partir du bloc de matières solides se trouvant à l'inté-

rieur du réacteur à température élevée, on forme et maintient un déver-

sement, perméable aux gaz, jusqu'au niveau de l'ouverture d'entrée du conduit chauffé, le niveau du déversement en lit fixe est maintenu constant, de sorte qu'immédiatement après avoir quitté le conduit chauffé, les constituants organiques des blocs de matières solides se décomposent

immédiatement par action pyrolytique, au moins dans leurs zones exté-

rieures,

le carbone contenu dans le déversement en lit fixe est gazéi-

fié en gaz carbonique par addition dosée d'oxygène, de sorte qu'en

traversant le déversement en lit fixe contenant du carbone, ce gaz carbo-

nique est transformé en oxyde de carbone (réaction de Boudouard), la vapeur d'eau provenant des liquides entraînés contenus dans les déchets, qui se forme lors du traitement thermique dans le conduit chauffé et qui sort de ce conduit à pression élevée, est envoyée sur la surface du déversement en traversant le lit fluidisé contenant du carbone qui se dégage des zones extérieures des blocs de carbone qui sont décomposées thermiquement et carbonisées (réaction du gaz à l'eau), dans une zone de repos, chauffée à au moins 1 000 OC et située au-dessus du lit fluidisé, tous les composés du type hydrocarbure (dioxine et furane), chlorés, sont décomposés et des composés du type hydrocarbure à chaîne longue, qui se forment lors de la décomposition thermique des constituants organiques, sont craqués, empêchant ainsi la formation de produits condensés, tels que des goudrons et des huiles, immédiatement après avoir quitté le réacteur à température élevée, le mélange de gaz de synthèse, chargé en substances nocives et chauffé à au moins 1 000 O C, est soumis brusquement à l'action d'eau (excluant une synthèse De-Novo de dioxine et de furane) jusqu'à ce qu'il soit refroidi au- dessous de 100 O C, puis il est dépoussiéré, à des températures supérieures à 2 000 OC, les constituants métalliques et minéraux se formant lors de la gazéification du carbone au moyen d'oxygène sont fondus et les formes liquides existant alors sont éventuellement soumises à des procédés connus de séparation et soutirées d'une manière fractionnée, le bain de fusion à température élevée, qui subsiste après la gazéification à température élevée et qui est minéral d'une manière prépondérante, est laissé en phase liquide dans une atmosphère oxydante jusqu'à ce qu'il existe un bain de fusion totalement clarifié, exempt de bulles et homogène, analogue dans sa composition à un produit naturel, à partir du bain de fusion à température élevée qui est rendu homogène et en utilisant au moins une partie importante de son énergie interne, on élabore des produits industriels de grande valeur, par des procédés de filage, de déformation ou de laminage et/ou de gonflage, le gaz de synthèse obtenu est utilisé pour chauffer le conduit et le réacteur à température élevée, pour réaliser dans le bain

de fusion une séparation par différence de densité et pour faire fonc-

tionner un appareillage à oxygène au moyen de moteurs ou de turbines à gaz, et le tassement des déchets est exécuté, en ce qui concerne le lieu et/ou l'instant, séparément des opérations suivantes du procédé, de sorte que, de ce fait, il se présente des masses, d'une forme et une taille déterminées à l'avance, qui sont transportables d'une manière autonome, sont susceptibles, au moins temporairement, d'un stockage et

sont extrêmement stériles et à odeurs réduites à un minimum.

Du fait que des produits de rebut de type industriel, tels que des réfrigérateurs, des-machines à laver et des appareils électriques et électroniques, à l'état non démonté, et des véhicules automobiles, à l'état découpé en parties constituant de gros blocs, sont comprimés d'une

manière discontinue, tout en conservant leur structure mélangée et compo-

site, en même temps que des ordures en vrac non triées et non traitées au préalable et que des rejets liquides, de façon telle que les volumes vides sont réduits à un minimum, les constituants solides des déchets se prêtent à une liaison mécanique élevée et les liquides en excès qui se présentent sont comprimés, en même temps que les masses tassées formées, dans un conduit allongé chauffé de l'extérieur, de sorte qu'il se forme, en amont de l'entrée du conduit, un tampon étanche aux gaz qui joue le rôle de sas en raison de son imperméabilité aux gaz Les liquides ne doivent être soumis à aucune élimination particulière et de l'air, sans

cela isolant sur le plan thermique, ne doit pas être simultanément chauf-

a fé dans les grands espaces vides connus La conductibilité thermique dans la masse tassée obtenue par la compression est améliorée d'une manière notable par les matières métalliques et minérales contenues et par la densité élevée On obtient des rendements élevés d'élimination des déchets, même dans le cas de la réalisation d'installations de petites

dimensions, sans que soient nécessaires des procédés onéreux de traite-

ment préalable, tels qu'une collecte séparée et une mise en état d'utili-

sation qui est complexe sur le plan technique, un passage dans ce qu'il est convenu d'appeler un T'shredder", une séparation, un séchage et une

réalisation de briquettes.

Il est en outre caractéristique du déroulement du procédé que,

l'application de pression étant maintenue, les masses comprimées exis-

tantes sont enfoncées sous pression, par complémentarité de formes, dans un conduit chauffé au-dessus de 100 OC, de sorte que, la pression des gaz augmentant, ils ne sont maintenus en contact sous application de force avec les parois du conduit que jusqu'a ce que les liquides entraînés en même temps et les substances facilement volatiles soient vaporisés et que les forces de rappel existant dans les différents composants soient éliminées et jusqu'à ce que les constituants organiques entraînés en même temps aient rempli, au moins partiellement, la fonction de liants Une décomposition pyrolytique des constituants organiques dans le conduit n'a pas lieu dans le cas du présent procédé, de sorte qu'une décomposition partielle ne peut absolument pas être souhaitable La liaison de tous les

constituants de petites dimensions et la production d'ensembles agglo-

mérés, en forme de blocs et stables en forme et en structure, suffisent.

Dans le présent déroulement du procédé conforme à l'invention, il se forme dans le conduit chauffé, après un bref temps de séjour des déchets,

un boudin moulé comprimé dans lequel les constituants de petites dimen-

sions introduits avec les déchets sont liés, ainsi que les poussières, étant donné qu'en raison d'un dégagement relativement rapide des gaz dans les zones extérieures du boudin, on a l'assurance, avec une pression accrue, d'un échauffement rapide des déchets dans toute leur masse, tandis qu'au moins certains des composants des constituants organiques

sont plastifiés de telle façon que la capacité de retour de ces consti-

tuants des ordures est supprimée Dans le cas d'un contact sous applica-

tion de force avec les parois, les gaz se formant sur la paroi chaude du conduit et plus loin à l'intérieur traversent les masses tassées de déchets suivant la direction de mise en oeuvre du procédé Dans ce cas, les déchets adhèrent, se frittent et se lient entre eux et abandonnent leur humidité, de sorte que, lorsqu'ils atteignent l'extrémité de sortie du conduit, il s'est formé des ensembles agglomérés, se présentant par blocs, qui sont exempts de poussières et sont stables en forme et en structure Ces ensembles agglomérés de matières solides, qui sortent par blocs à l'extrémité du conduit et qui tombent dans la cuve d'un appareil de gazéification à température élevée, constituent la condition préalable à l'obtention, d'une part, d'un déversement formant un lit, perméable aux

gaz et exempt de poussières, dans le réacteur à température élevée dis-

posé en aval et, d'autre part, d'une gazéification totale à température

élevée se produisant dans ce cas.

Conformément à l'invention, immédiatement à la sortie du conduit chauffé, les masses tassées ayant subi le traitement thermique préalable sont délivrées, sans pression et dans un état comparable à des briquettes, dans l'appareil de gazéification à température élevée Le

réacteur à température élevée se caractérise par le fait qu'il est main-

tenu à au moins 1 000 'C dans la totalité de son volume De ce fait, au moins les surfaces des masses tassées introduites, ou les blocs séparés tombant de ces dernières, sont brusquement carbonisées en ce qui concerne leurs constituants organiques Avec l'énergie qui leur est propre, les blocs transformés en briquettes forment, dans l'appareil de gazéification

à température élevée, un lit en vrac, meuble et perméble aux gaz.

La formation de mélanges gazeux explosifs est exclue dans l'ensemble du système du fait du traitement thermique préalable dans le

conduit La totalité des déchets gazeux et solides reste soumise à l'ac-

tion d'une température élevée jusqu'à ce que toutes les substances nocives susceptibles de réagir thermiquement se soient décomposées d'une manière sûre Une adhérence de la colonne de matière en vrac dans sa masse, ainsi qu'une formation de ponts et une adhérence sur les parois du

réacteur sont évitées par le fait qu'au moins dans leurs zones exté-

rieures, les constituants organiques des blocs de matière solide sont immédiatement décomposés par voie pyrolytique lors de leur entrée dans le réacteur à température élevée Au-dessus du déversement, il se forme un lit fluidisé, contenant du carbone, que traverse la vapeur d'eau contenue dans le liquide de la matière initiale qui est entraîné en même temps que

le produit tassé, laquelle vapeur d'eau se forme dans le conduit chauf-

fé Cela assure avantageusement le déroulement d'une réaction de forma-

tion de gaz à l'eau, sans que de la vapeur d'eau externe soit néces-

saire La masse en vrac ou déversement, perméable aux gaz, constitue la

condition préalable nécessaire pour le déroulement simultané de la réac-

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tion connue de Boudouard En traversant la colonne de matière en vrac, le gaz carbonique, qui se forme lors de la gazéification du carbone au moyen

d'oxygène, est transformé en oxyde de carbone.

Etant donné que le réacteur à température élevée présente aussi une température d'au moins 1 000 OC au-dessus du lit fluidisé par lequel tous les gaz passent avec un temps de séjour suffisamment long, on a l'assurance que les hydrocarbures chlorés sont décomposés d'une manière sûre et que les hydrocarbures à chaîne longue sont craqués La formation de produits de condensation, tels que des -goudrons et des huiles, est

empêchée d'une manière sûre.

Immédiatement après avoir quitté le réacteur à température élevée, le mélange de gaz de synthèse chauffé à au moins 1 000 O C est refroidi brusquement à 100 O C et est dépoussiéré, de sorte qu'une

nouvelle formation d'hydrocarbures chlorés peut être exclue.

La fusion des blocs de matières solides sous l'effet de l'action de la température élevée à l'intérieur du réacteur s'effectue de

préférence à des températures d'environ 2 000 O C ou plus Ces tempéra-

tures apparaissent lors de la gazéification du carbone par addition d'oxygène. Les constituants non-organiques, c'est-à- dire tous les verres, métaux et autres produits minéraux, sont fondus dans la zone de fusion du réacteur à température élevée qui se trouve au- dessous du déversement en lit fixe Lors de l'addition dosée d'oxygène, une partie des métaux

lourds contenus dans les matières solides retournent à leur forme élémen-

taire dans l'atmosphère réductrice et constituent des alliages avec

d'autres composants du bain de fusion La forme fluide fondue est souti-

rée et éventuellement soumise à un fractionnement.

Lorsque, dans le traitement à température élevé dans le cas d'un déroulement exothermique du procédé, la plus grande partie du coke de pyrolyse a été brûlée ou lorsque la totalité des composants oxydables des matières résiduelles ont été oxydés et que les composants minéraux ont été totalement liquéfiés, cela se produit alors à des températures

d'environ 2 000 OC et plus Le bain fondu soutiré se caractérise toute-

fois, dans le cas de déchets amenés à l'état non trié, par une structure extrêmement non-homogène Les composants à point de fusion plus élevé, par exemple le carbone, mais aussi certains métaux, se présentent encore dans leur état aggloméré solide et constituent des inclusions, de sorte qu'une valorisation intéressante de ces produits résiduels du type

scories n'est pas possible.

1 i 1 Il est donc particulièrement avantageux, et important pour le présent procédé, que les produits résiduels se présentant sous la forme fondue, qui constituent encore en moyenne un certain pourcentage en

volume des déchets initiaux, sont soumis à un post-traitement supplé-

mentaire dans lequel ils sont soumis à un processus d'homogénéisationthermique en utilisant le gaz de synthèse obtenu De ce fait, le bain de fusion est soumis à une séparation par différence de densité, à des températures d'environ 1 800 'C et dans une atmosphère oxydante, jusqu'à ce qu'il existe un bain de fusion à température élevée qui soit exempt de

bulles et homogène Dans une variante du procédé, le bain de fusion non-

homogène qui sort du réacteur à température élevée peut d'abord être mélangé énergiquement dans la masse dans un récipient collecteur ou bien

le mélange dans la masse peut aussi s'effectuer partiellement par déver-

sement du bain de fusion Il est aussi possible, si on le souhaite, que, pendant ou après l'opération de séparation par différence de densité et par suite de cette séparation, le volume suffisant de matière fondue qui se forme lors d'un déroulement continu du procédé soit soutiré d'une manière fractionnée Toutes les structures non-homogènes éventuelles sont intégralement écartées avec le bain de fusion à température élevée, de

sorte que même une possibilité d'élution à long terme peut être exclue.

Ce bain de fusion à température élevée se caractérise par une conversion totale des matières en ce qui concerne la totalité des matières initiales

de départ.

D'une manière particulièrement avantageuse, le présent procédé se caractérise enfin par le fait que le produit obtenu avec le bain de fusion à température élevée peut se transformer en un large éventail de produits industriels de valeur élevée ou de produits semi-finis de valeur élevée A partir du bain de fusion, en utilisant l'énergie qui lui est propre, donc sans refroidissement intermédiaire, on peut élaborer un produit industriel proche d'un produit naturel et de valeur élevée C'est

ainsi par exemple que le bain de fusion peut se filer en fibres miné-

rales, mais aussi que, par un procédé de moulage, il est possible de produire à partir de ce bain de fusion des pièces de machine d'une valeur élevée, telles que des engrenages ou analogues Des procédés de laminage et des procédés de déformation connus, sont utilisables pour d'autres produits industriels de valeur élevée Au moyen de procédés de soufflage, on peut produire des blocs isolants d'un faible poids volumique A cet effet, on peut fixer à l'avance d'une manière optimale la viscosité du bain de fusion à température élevée, d'une manière qui dépend du produit et dépend du procédé, donc suivant qu'il s'agit d'un procédé de moulage,

de filage, de laminage ou de déformation.

Conformément au procédé précédemment décrit, on peut réaliser

pour la première fois, sous une forme étendue, une élimination univer-

selle des déchets dans laquelle on renonce à une collecte séparée et une

mise en état d'utilisation, telle qu'un passage au "shredder", une sépa-

ration, un séchage et une réalisation de briquettes, ainsi qu'au recy-

clage de substances indiquées de ce type Les liquides entraînés en même temps sont utilisés sur le plan énergétique par une réaction de formation de gaz à l'eau et la totalité des déchets gazeux, liquides et solides sont maintenus à une température minimale supérieure à 1 000 OC dans un réacteur à température élevée, jusqu'à ce que toutes les substances

nocives aient été décomposées thermiquement La reformation d'hydrocar-

bures chlorés est totalement exclue au moyen d'un refroidissement brusque des gaz et, éventuellement après séparation de fractions métalliques, les matières résiduelles restantes, soutirées sous forme liquide, sont soumises à un traitement ultérieur les transformant, par utilisation de l'énergie qui leur est propre, en des produits industriels de valeur élevée.

Claims

REVENDICATIONS

1 Procédé de valorisation de déchets de tout type, selon lequel on soumet des ordures industrielles, ménagères et/ou spéciales, ainsi que des produits de rebut d'origine industrielle, contenant des substances nocives quelconques, non triées, non traitées et se présentant sous forme solide et/ou liquide, à l'action d'une température élevée et d'une séparation thermique ou une transformation thermique de matière et, utilisant l'énergie d'une manière maximale, on envoie les résidus

solides, existants, dans un bain de fusion à température élevée, caracté-

risé en ce que tout en entraînant les liquides existants qui y sont contenus et en conservant leur structure mélangée et composite, les déchets non fractionnés, éventuellement divisés en gros morceaux, sont comprimés d'une manière discontinue en masses tassées et, l'application de la pression étant maintenue, ils sont introduits par complémentarité de 1.5 formes dans un conduit chauffé au-dessus de 100 OC, en ce qu'on maintient la matière tassée en glissement en contact sous application de force avec les parois du conduit, jusqu'à ce que les liquides existant initialement se soient vaporisés et que les

forces mécaniques internes de rappel des différents constituants des-

déchets aient été supprimées et jusqu'à ce que les constituants organi-

qui est maintenu dans tout son volume à au moins 1 000 C.

2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'avec le tassement discontinu des déchets, il est réalisé une réduction du volume des vides existant initialement à un minimum et il se produit une liaison mécanique des constituants solides par application de force

et par complémentarité de formes.

3 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que

l'ensemble aggloméré de matières solides séché et débarrassé des consti-

tuants facilement volatiles, qui est consolidé et a une structure stable et qui sort par blocs du conduit chauffé, est envoyé immédiatement et

directement dans le réacteur à température élevée.

4 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce qu'à partir du bloc de matières solides se trouvant à l'intérieur du réacteur à température élevée, on forme et maintient un

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déversement, perméable aux gaz, jusqu'au niveau de l'ouverture d'entrée

du conduit chauffé.

Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que le niveau du déversement en lit fixe est maintenu constant, de sorte qu'immédiatement après avoir quitté le conduit chauffé, les constituants organiques des blocs de matières solides se décomposent immédiatement par action pyrolytique, au moins dans leurs

zones extérieures.

6 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que le carbone contenu dans le déversement en lit fixe est gazéifié en gaz carbonique par addition dosée d'oxygène, de sorte qu'en traversant le déversement en lit fixe contenant du carbone, ce gaz

carbonique est transformé en oxyde de carbone (réaction de Boudouard).

7 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce que la vapeur d'eau provenant des liquides entraînés contenus dans les déchets, qui se forme lors du traitement thermique dans le conduit chauffé et qui sort de ce conduit à pression élevée, est envoyée sur la surface du déversement en traversant le lit fluidisé contenant du carbone qui se dégage des zones extérieures des blocs de carbone qui sont décomposées thermiquement et carbonisées (réaction du

gaz à l'eau).

8 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que, dans une zone de repos, chauffée à au moins 1 000

OC et située au-dessus du lit fluidisé, tous les composés du type hydro-

carbure (dioxine et furane), chlorés, sont décomposés et des composés du

type hydrocarbure à chaîne longue, qui se forment lors de la décomposi-

tion thermique des constituants organiques, sont craqués, empêchant ainsi

la formation de produits condensés, tels que des goudrons et des huiles.

9 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8,

caractérisé en ce qu'immédiatement après avoir quitté le réacteur à température élevée, le mélange de gaz de synthèse, chargé en substances nocives et chauffé à au moins 1 000 OC, est soumis brusquement à l'action d'eau (excluant une synthèse De-Novo de dioxine et de furane) jusqu'à ce

qu'il soit refroidi au-dessous de 100 O C, puis il est dépoussiéré.

10 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9,

caractérisé en ce qu'à des températures supérieures à 2 000 OC, les cons-

tituants métalliques et minéraux se formant lors de la gazéification du carbone au moyen d'oxygène sont fondus et en ce que les formes liquides existant alors sont éventuellement soumises à des procédés connus de

séparation et soutirées d'une manière fractionnée.

11 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10,

caractérisé en ce que le bain de fusion à température élevée qui subsiste après la gazéification à température élevée et, qui est minéral d'une manière prépondérante, est laissé en phase liquide dans une atmosphère oxydante jusqu'à ce qu'il existe un bain de fusion totalement clarifié, exempt de bulles et homogène, analogue-dans sa composition à un produit naturel.

12 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11,

caractérisé en ce qu'à partir du bain de fusion à température élevée qui est rendu homogène, et en utilisant au moins une partie importante de son énergie interne, on élabore des produits industriels de grande valeur, par des procédés de filage, de déformation ou de laminage et/ou de gonflage.

13 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12,

caractérisé en ce que le gaz de synthèse obtenu est utilisé pour chauffer le conduit et le réacteur à température élevée, pour réaliser dans le bain de fusion une séparation par différence de densités et pour faire fonctionner un appareillage à oxygène au moyen de moteurs ou de turbines

à gaz.

14.-Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tassement des déchets est exécuté, en ce qui concerne le lieu et/ou l'instant, séparément des opérations suivantes du procédé, de sorte que,

de ce fait, il se présente des masses, d'une forme et une taille déter-

minées à l'avance, qui sont transportables d'une manière autonome, sont susceptibles, au moins temporairement, d'un stockage et sont extrêmement

stériles et à odeurs réduites à un minimum.