FR2710400A1 - Pyrolyse avec réduction pour valorisation des déchets, et pyrolyso-réducteurs selon ce procédé. - Google Patents
Pyrolyse avec réduction pour valorisation des déchets, et pyrolyso-réducteurs selon ce procédé. Download PDFInfo
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Abstract
La présente invention concerne un procédé non-polluant et économe en énergie, de réduction volumique des déchets et son installation. Des déchets tels que: pneus usés, accumulateurs au plomb, huiles usagées, sciures, papiers, chiffons, etc, sont valorisés en produits secondaires de qualité industrielle. Une installation suivant ce procédé sera essentiellement constituée d'un four multi-parois sous vides étagés de grandes dimensions, associé à des éléments de chauffage et à une pompe à anneau fluide en réaction avec les produits volatils. Un dispositif haute température sur l'aspiration graphitise ou décompose les produits volatils complexes et éventuellement les rétro-diffusions. La combinaison de plusieurs installations permet réactions chimiques et de synthèse.
Description
Toute récupération occasionne préalablement un "déboursé" de transport, transport à la déchetterie, puis, transport au site de traitement.
Le transport et la manutention d'un produit peu massique (pneus) peuvent rapidement devenirs prohibitifs et rendre la récupération sans intérêt économique. Quant à la destruction sur place du déchet, elle n' offre aucune contre-partie , elle est souvent polluante, voire nocive (batteries au plomb, bouteilles plastiques).
De plus, actuellement, les procédés de traitement nécessitent le plus souvent des opérations préparatoires telles que le broyage, le vidage, la décontamination, la neutralisation, qui renchérissent le coùt de destruction
La présente invention concerne un procédé non-polluant de réduction volumique des déchets et son installation.
La présente invention concerne un procédé non-polluant de réduction volumique des déchets et son installation.
Le procédé se caractérise par le fait qu'il ne nécessite pas d'opération préalable, qu'il est particulièrement économe en énergie, et, il restitue des produits secondaires de qualité industrielle. Ces produits secondaires peuvent même être directement améliorés en cours de traitement par l'introduction d'autres déchets tels que les huiles usagées.
Le procédé valorise donc les déchets sans générer de déchets ultimes.
Une installation réalisant cette réduction sera essentiellement contituée d'un four sous vide associé à des éléments de chauffage et de pompage tels que décrits ci-après.
Le four sous vide, pièce essentielle de ce réducteur, sera nécessairement de grande dimension pour autoriser l'industrialisation du procédé. De façon caractéristique, cette enceinte de grande dimension sera constituée de plusieurs parois concentriques étanches dans lesquelles, on réalise des vides étagés . Ces enveloppes se comportent comme des écrans thermiques, qui absorbent chacune une partie de la contrainte engendrée par la pression atmosphérique . Ces enveloppes pourront être calées entre-elles par des matériaux poreux de préférence à cellules ouvertes et peu conducteurs de la chaleur. Ces enveloppes pourront n'être que partielles, selon les contraintes mécaniques et thermiques.
Un ensemble de couvercles conjugués, réalisant la fermeture de chaque enveloppe de vide, permet le chargement . L'espace entre deux couvercles de deux enveloppes pourra être augmenté au point de constituer un "sas" à un niveau de vide intermédiaire.
Un dispositif identique en partie basse permettra l'évacuation des produits solides de la "réduction".
A l'intérieur du four, le dispositif de chauffage pourra prendre la forme d'un bulbe central rayonnant. Dans une forme de réalisation du genre citerne d'ase vertical, une paroi intermédiaire en forme d'entonnoir pourra faire office de sole chauffante que I 'on cherchera à isoler au mieux de la virole
d'enceinte intérieure.
d'enceinte intérieure.
La conduite d'aspiration de vide pourra être équipée d'un dispositif complémentaire à haute température, par exemple : par induction à très haute fréquence qui décomposera les composés complexes et provoquera la graphitisation des carbonnes, ou plus simplement, l'aspiration de vide se fera le plus près possible de la partie la plus chaude du dispositif de chauffage
Dans une réalisation des plus simplets, la pompe sera de type à anneau liquide
Dans une réalisation plus performante, cette pompe sera utilisée avec un fluide "absorbant" et sera dimensionnée pour travailler en limite de cavitation avec dispositif de ré-injection "anti-cavitation" de façon à augmenter la réaction entre les produits volatils extraits et le fluide de la pompe qui se comporte alors comme un réacteur. Une autre pompe pourra être associée à la suite de la première, pour améliorer le rendement. Les gaz résiduels laves pourront être filtrés sur un filtre à carbonne actif produit et recyclés par l'installation.
Dans une réalisation des plus simplets, la pompe sera de type à anneau liquide
Dans une réalisation plus performante, cette pompe sera utilisée avec un fluide "absorbant" et sera dimensionnée pour travailler en limite de cavitation avec dispositif de ré-injection "anti-cavitation" de façon à augmenter la réaction entre les produits volatils extraits et le fluide de la pompe qui se comporte alors comme un réacteur. Une autre pompe pourra être associée à la suite de la première, pour améliorer le rendement. Les gaz résiduels laves pourront être filtrés sur un filtre à carbonne actif produit et recyclés par l'installation.
Entre l'enceinte et la pompe principale, on pourra intercaler un dispositif formant réservoir d' éjection provoquant la rétrodiffusion d'hydrocarbures gazeux ou liquides, vaporisés dans la conduite d'aspiration.
Pour la réduction des pneus usés, une simple coupe en deux ou trois à la cisaille permet un foisonnement de la charge qui sera traitée en coordonnant le pompage, le chauffage et le recyclage du fluide de la pompe principale.
La pyrolyse sous vide évite toute recoibinaison ou synthèse dangereuse, les résidus solides sont dégazés et les produits volatils peuvent entrer en réaction de synthèse avec le fluide de pompe et éventuellement un autre fluide pouvant être introduit directement au niveau de la pompe.
Un autre fluide de pompe pouvant être substitué automatiquement au fur et à mesure de l'évolution du cycle de traitement de la charge.
En cours de traitement, des huiles usagées peuvent également être introduites dans l'enceinte pour être pyrolisées sous vide.
Ainsi, le procédé restitue d'une part, un carbone amorphe contenant les résidus minéraux tels que ceux associés au caoutchouc (SiO2, Mgo, etc ) qui seront facilement séparés des fils de carcasses, car ces produits sont parfaitement secs ; et de façon intermédiaire, le procédé permet également l'obtention d'un carbone actif et un carbone-graphite résultant d'une phase vapeur pouvant évoluer en graphite mésophase en proportion plus ou moins importante, selon la rétrodiffusion et l'injection d'hydrocarbures liquides et enfin, le procédé libère une phase volatile constituée notamment d'hydrogéne réactif
Les pneus, mais aussi les matières plastiques et autres dérivés du pétrole pourront être pyrolisés sous vide
La méme installation permettra de traiter les chûtes de câbles électriques isolés en séparant : carbone et métaux conducteurs.
Les pneus, mais aussi les matières plastiques et autres dérivés du pétrole pourront être pyrolisés sous vide
La méme installation permettra de traiter les chûtes de câbles électriques isolés en séparant : carbone et métaux conducteurs.
Une autre installation permettra de traiter les résidus cellulosiques (sciures de bois, papiers, chiffons , etc
Pour la réduction des accumulateurs au plomb, les batteries sont chargées directement sans opération préalable . La coordination du pompage et du chauffage permet d' extraire les vapeurs sulfureuses qui seront catalysées et lavées pour restituer 1 'acide sulfurique selon des procédés classiques.
Pour la réduction des accumulateurs au plomb, les batteries sont chargées directement sans opération préalable . La coordination du pompage et du chauffage permet d' extraire les vapeurs sulfureuses qui seront catalysées et lavées pour restituer 1 'acide sulfurique selon des procédés classiques.
Les emballages plastiques subissent une pyrolise sous vide, tandis que le plomb et la litharge s 'évacuent par gravité et se séparent par différence de densité dans le creuset réceptacle placé sous une sole-entonnoir.
Les produits solides obtenus sont parfaitement dégazés.
Ainsi, le procédé sépare directement et restitue le plomb, la litharge 1 'acide sulfurique ou le soufre par réduction à 1 'hydrogéne des vapeurs sulfureuses.
Une installation identique adaptée pour la récupération des vapeurs chlorées, permettra le traitement des bouteilles plastiques préalablement écrasées
Cette installation permettra de traiter aussi : des papiers aluminium revêtus de plastiques, on obtient alors un mélange carbone-aluminium qui pourra être fritté en barreaux pouvant constituer des électrodes combustibles.
Cette installation permettra de traiter aussi : des papiers aluminium revêtus de plastiques, on obtient alors un mélange carbone-aluminium qui pourra être fritté en barreaux pouvant constituer des électrodes combustibles.
Enfin, par la coordination de plusieurs installations, en détournant les gaz produits par une installation, vers une autre, on réalisera des réactions chimiques telles que : hydrogénation, réduction, ou synthèse organique.
Les produits secondaires pourront pour certains être directement réutilisés dans les process industriels, d'autres peuvent nécessiter, un affinage ou une distillation complémentaire.
Ces installations n'étant pas polluantes, elles pourront être aménagées dans des stations de "services de dépollution" à la manière des stations de distribution de carburant automobile.
Une station nécessitant peu de puissance pourra être installée sur une remorque pour être transportée de déchetterie en dechetterie pour effectuer sur place le traitement de réduction-alorisation.
Claims (15)
1) Procédé de pyrolyse progressive en vide primaire ou pression partielle, de déchets pouvant être considérés comme banals ou ultimes, pouvant être contaminés et, quelle que soit l'origine : naturelle, animale, organique, cellulosique, synthètique, chimique, et pouvant être à 1 'état pâteux, de liquides ou de solides fractionnés, caractérisé en ce que les vapeurs extraites sont mises en réaction physico-chimique avec un fluide auxiliaire du pompage, fluide adapté en température et selon la nature des vapeurs, et pouvant être un déchet et pouvant aussi être associé à des catalyseurs en solution ou fluidifiés.
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vapeurs résiduelles, sont ré-injectées dans l'installation ou une autre installation pour produire des réactions de réduction, hydrogénation, ou des synthèses.
3) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide résultant d'une réaction entre deux phases est utilisé dans une autre pompe comme fluide auxiliaire pour réagir avec une autre phase vapeur.
4) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1,2,3, caractérisée par la combinaison d'un four sous vide à multi-parois constituant des enveloppes partielles à vides séparés, dont deux parois consécutives formant un vide pourront être substituées ou calées par des matériaux peu conducteurs de la châleur, four qui est associé d'une part, à un dispositif chauffant produisant un gradient de mise en température de la masse des déchets à traiter, et encore associé d'autre part, à une ou des pompes fonctionnant en parallèles ou en séries et dont 1 'une au moins utilise un fluide auxiliaire, et associé enfin, à des citernes et réservoirs de décantation pour le recyclage des fluides auxiliaires et de réactions.
5) Installation selon la revendication 4, caractérisée par des sas de transfert des produits, sas qui sont séparables et qui constituent des conteneurs interchangeables qui se raccordent à 1 'enceinte principale par bridage, grâce à des interfaces de conjugaison avec dispositifs indépendants de fermeture.
6) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les déchets à pyrolyser étant fluidifiés par adjonction d'un liquide, le transfert entre deux niveaux de vide s'opère en continu dans un passage tubulaire, et, à travers le liquide qui assure l'étanchéïté et compense par dénivellation la différence des pressions ou niveaux de vide.
7) Installation selon la revendication 6 caractérisée par l'adjonction d'huiles usées aux broyures de pneus et autres déchets de caoutchouc ou synthètiques ou résidus pétroliers ou carbonés pour permettre leur transfert en continu dans le pyrolyseur sous vide.
8) Installation selon la revendication 4, caractérisée par un dispositif de chauffage à très haute température placé à 1 'extraction des vapeurs de la pyrolyse, et/ou à la ré-injection des vapeurs résiduelles.
9) Installation selon les revendications 4 et 8, caractérisée par un organe récipient de rétrodiffusion ou ré-injection à haute température, dispositif pouvant être contigu ou être placé au coeur du pyrolyseur pour participer au gradient de mise en température des déchets à pyrolyser.
10) Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins une des pompes utilisant un fluide auxiliaire, est complétée d'une recirculation forcée du fluide en injection et/ou éjection pour de meilleurs rendements de pompage et de réaction avec les vapeurs.
11) Résidus carbonés pour filtres d'adsorbtion ou lits d'épuration, caractérisés comme étant régénérés ou obtenus, notamment à partir de déchets organiques, cellulosiques, plastiques ou caoutchoucs, et autres résidus pétroliers, dans une installation selon la revendication 4.
12) Résidus mixtes de carbone et aluminium agglomérés en barreaux, caractérisés comme étant obtenus à partir de déchets, tels que les cables d' alumi- nium isolés et les papiers d'aluminium plastifiés, par la mise en oeuvre du procédé dans une installation selon la revendication 4.
13) Mélanges de Résidus carbonés et de fibres métalliques caractérisés comme étant obtenus notamment à partir de déchets de caoutchouc et de pneus usés, dans une installation selon la revendication 4, résidus pouvant, après tamisage, être recyclés dans la fabrication de gommes caoutchouteuses
14) Huiles réhydrogénées caractérisées comme étant obtenues par réaction de vapeurs de pyrolyse de déchets de caoutchouc tels que des pneus usés, régissant avec des huiles usées, par la mise en oeuvre du procédé dans une installation selon la revendication 4.
15) Graphites caractérisés comme étant obtenus par pyrolyse à haute température des vapeurs résiduelles, par la mise en oeuvre du procédé dans une installation selon les revendications 4, 8, et 9.
Priority Applications (8)
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