FR2721691A1 - Procédé pour traiter les déchets municipaux combustibles solides ou analogues par gazéification. - Google Patents

Procédé pour traiter les déchets municipaux combustibles solides ou analogues par gazéification. Download PDF

Info

Publication number
FR2721691A1
FR2721691A1 FR9410013A FR9410013A FR2721691A1 FR 2721691 A1 FR2721691 A1 FR 2721691A1 FR 9410013 A FR9410013 A FR 9410013A FR 9410013 A FR9410013 A FR 9410013A FR 2721691 A1 FR2721691 A1 FR 2721691A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
waste
reactor
solid
gasification
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9410013A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2721691B1 (fr
Inventor
Georgi Manelis
Evgent Poliantchik
Nadezhda Tchervonnaia
Alexandr Ioudanov
Viatcheslav Tcheremisine
Alexandr Tchervonny
Viktor Foursov
Nikolai Alkov
Vladimir Rafeev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ENVIROTEC GROUP Ltd
Original Assignee
ENVIROTEC GROUP Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ENVIROTEC GROUP Ltd filed Critical ENVIROTEC GROUP Ltd
Priority to AU29228/95A priority Critical patent/AU2922895A/en
Priority to PCT/EP1995/002417 priority patent/WO1996000267A1/fr
Priority to EP95924899A priority patent/EP0851906A1/fr
Publication of FR2721691A1 publication Critical patent/FR2721691A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2721691B1 publication Critical patent/FR2721691B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

Les déchets municipaux (F) sont, après addition éventuelle de solides (S) combustibles ou incombustibles, traités dans un réacteur (4) traversé par un contre-courant d'air (L) éventuellement additionné d'eau (W). On extrait d'une part le produit gazeux (G) et d'autre part un résidu solide (R). L'agent de gazéification (L, W) est préchauffé par les résidus de combustion dans le bas du réacteur, puis le produit gazeux combustible (G) préchauffe et sèche les déchets avant de sortir du réacteur. On maintient la température maximale de combustion dans le réacteur entre 700 et 1400 degréC, et la température du produit gazeux en-dessous d'une limite choisie entre 250 et 400 degréC, par réglage de la fraction en masse (a) de l'oxygène dans l'agent de gazéification, la fraction en masse (b) des incombustibles dans la charge et la fraction en masse (c) des combustibles dans la charge tout en maitenant un rapport A = a.b/c compris entre 0,1 et 4,0. Utilisation pour améliorer l'efficacité et le rendement thermique du procédé.

Description

"Procédé pour traiter les déchets municipaux
combustibles solides ou analogues
par gazéification
DESCRIPTION
Le traitement des déchets municipaux est un problème important car les déchets s'accumulent en quantités toujours croissantes, alors qu'il n'existe actuellement aucun procédé pour les traiter ou les éliminer qui soit à la fois économique et écologique.
La majeure partie des déchets continue de s'accumuler dans des décharges, ce qui préfigure des problèmes d'environnement pour l'avenir. Les incinérateurs existants pour traiter les déchets municipaux ne traitent qu'une petite partie de ceux-ci. Les procédés existant actullement nécessitent de lourds investissement dus en particulier à des systèmes d'épuration des fumées, qui sont coûteux mais nécessaires pour rendre ces incinérateurs conformes aux normes antipollution.
La présente invention concerne le traitement des déchets municipaux solides qui contiennent du papier, du bois, du caoutchouc, des textiles et autres combustibles, par pyrolyse/gazéification de leur partie combustible et obtention de produits de pyrolyse et de gaz combustible.
On connait un certain nombre de procédés pour traiter les déchets municipaux solides par combustion.
Le plus utilisé est le procédé de la combustion directe des déchets municipaux solides sur des grilles mobiles de conception spéciale dans un flux d'air. Ce procédé se traduit par de la pollution aérienne qui ne peut être eliminée que par un traitement complexe et coûteux des fumées. Les procédés qui passent par une gazéification préliminaire des déchets sont plus prometteurs car le gaz combustible obtenu est usuellement bien plus facile à épurer que les fumées, ne serait-ce qu'en raison de son plus faible volume.
Les US-A-2 796 390 et US-A-2 798 032 décrivent, en ce qui concerne le traitement des schistes bitumineux, des exemples de procédés qui mettent successivement en oeuvre, couche par couche, la combustion/gazéification des déchets organiques solides dans des fours verticaux dans un contre-courant de gaz oxydant.
Le principe général de la gazéification à contrecourant pour les combustibles organiques solides est le suivant
- L'agent de gazéification alimente le réacteur à
contre-courant du combustible organique solide de
manière que le gaz oxydant passe au moins
partiellement à travers une couche de produit
incombustible solide de la gazéification
(cendres). Ceci procure une zone où le gaz
oxydant est préchauffé et les cendres sont
refroidies avant d'être déchargées.
- L'agent de gazéification contenant de l'oxygène
et au besoin de l'eau et/ou du dioxyde de carbone
entre dans une zone de combustion, où l'oxygène
réagit avec le combustible solide carboné
(charbon) à une température qui est typiquement
de 900 à 1500"C.
- L'oxygène est totalement consommé dans la
combustion et les produits gazeux chauds de la
combustion (y compris du dioxyde de carbone)
passent à travers une autre couche de combustible
solide où s'établit la zone de réduction, c'est
à-dire que l'eau et le dioxyde de carbone
réagissent avec le combustible carboné pour
produire des gaz combustibles. La chaleur des gaz
de combustion chauds est consommée dans ces
réactions de réduction.
La température du flux de gaz décroît à mesure que le gaz s'écoule à travers le combustible solide, car le gaz transfère sa chaleur sensible aux combustibles solides. Le combustible organique chauffé par le flux de gaz est pyrolysé, produisant du charbon, des goudrons, des huiles et des gaz combustibles. Le produit gazeux s'écoule à travers le combustible fraîchement chargé, de sorte que le gaz produit est refroidi et le combustible préchauffé et séché.
Finalement, le gaz produit (entraînant les vapeurs acqueuses et hydrocarbures, les huiles et les goudrons) est soutiré pour un usage ou un traitement ultérieur.
Les déchets municipaux appartiennent aux combustibles solides pyrolysables à forte teneur en cendre qui peuvent être traités par gazéification à contre-courant. Les déchets municipaux solides contiennent habituellement des quantités substantielles de combustible, à savoir du papier, du bois, du caoutchouc, des textiles, des matières plastiques, des déchets organiques de nourriture, etc... qui peuvent être traités pour fournir du gaz combustible. Les produits solides de la combustion que l'on retire de la zone de combustion sont en général supportables sur le plan écologique.
Selon le US-A-4 732 091 on charge le combustible, pouvant inclure des déchets municipaux solides, dans la partie supérieure d'un four vertical. Les déchets progressent dans le four à un rythme qui est commandé par un système de grilles mobiles, à travers une succession de chambres où le combustible se pyrolyse puis brûle dans un contre-courant d'agent de gazéification air-vapeur. Le procédé permet la gazéification des déchets, des grilles servant à désagglomérer la charge pendant le traitement, de façon à assurer sa perméabilité aux gaz, et servant à commander la cadence d'alimentation des déchets aux zones successives. La présence des grilles mobiles constitue le principal inconvénient de ce procédé. Dans les zones à haute température, les grilles vont inévitablement s'user rapidement.En outre, les particules de poussière vont se déposer sur les structures mobiles du réacteur et les empêcher de fonctionner librement. Le produit gazeux sort du réacteur à une température d'environ 430 à 5400C. La température dans la zone de combustion est autour de 870 à 9300C.
Le problème général des procédés de gazéification connus est leur faible rendement, en particulier pour traiter les déchets dont la composition varie. Un autre problème général des procédés connus est la température élevée du produit gazeux, qui empêche son épuration directe, alors que ce produit gazeux contient usuellement des composants acides (par exemple de l'acide sulfurique, acide chlorhydrique, acide fluorhydrique) qu'il faut éliminer avant de faire brûler le gaz produit. A des températures supérieures à 300 OC, les goudrons présents dans le gaz produit tendent à se déposer dans les conduits de gaz à mesure qu'ils se polymérisent.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé pour l'incinération des déchets municipaux solides, y compris les déchets ayant un faible pouvoir calorifique, sans apport d'énergie additionnelle et produisant des produits sans danger pour l'environnement (après traitement final).
Selon l'invention, il est proposé un procédé pour traiter par gazéification les déchets municipaux solides ou analogues, comprenant les étapes suivantes
- on charge les déchets dans un réacteur
- on injecte dans le réacteur un agent de
gazéification contenant de l'oxygène à travers
une région de ce réacteur où se déposent les
produits solides du traitement
- on décharge de ce réacteur les produits solides
du traitement ; et
- on retire de ce réacteur un produit gazeux
résultant du séchage, de la pyrolyse et de la
gazéification,
la gazéification des déchets résultant du passage
successif de ces déchets dans
- une zone de chauffage et de séchage,
- une zone de pyrolyse,
- une zone de combustion (oxydation),
- et une zone de refroidissement,
caractérisé par un processus de régulation de température comprenant le maintien de la température maximum dans le réacteur dans une plage de température entre 700 et 14000C, en réglant au moins un paramètre choisi parmi la fraction en masse (a) de l'oxygène dans l'agent de gazéification, la fraction en masse (b) des incombustibles dans la charge, et la fraction en masse (c) de combustible dans la charge, tout en maintenant le rapport A = ab/c dans la gamme de valeur 0,1 < A < 4,0.
De préférence, la température maximum est maintenue dans la gamme allant de 1000 à 12000C.
De préférence également, la régulation de température maximale est effectuée tout en maintenant le rapport A dans la gamme 0,15 < A < 1,0. Pour la composition usuelle des combustibles dans les déchets municipaux s'apparentant à ceux que l'on trouve dans les pays européens, il est préférable de respecter 0,2 < A < 0,5.
En plus de régler l'un au moins des trois paramètres entrant dans le calcul du rapport A, il est également recommandé de régler le débit de l'agent de gazéification. Typiquement, le débit du gaz oxydant est compris entre 200 et 2000 kg/h/m2 de section transversale du réacteur dans la zone de combustion. La fraction en masse des combustibles dans les déchets telle qu'elle est réglée selon l'invention se situera typiquement entre 20 et 60%.
I1 est également préférable de régler les paramètres de façon à également réguler la température du produit gazeux pour qu'elle soit inférieure à 4000C, de préférence inférieure à 250 OC, à la sortie du réacteur, car si le produit gazeux quitte le réacteur à environ 250"C ou moins, la condensation et la polymérisation des goudrons dans les conduits est significativement réduite.
Le procédé selon l'invention convient pour gazéifier des déchets municipaux solides contenant des combustibles (entre environ 10 et 90% en poids), de l'eau (entre environ 10 et 70% en poids), et une part d'incombustibles solides (entre environ 10 et 80% en poids).
Selon l'invention, on charge les déchets municipaux solides dans un réacteur (par exemple un réacteur vertical) pour y effectuer successivement le séchage des déchets puis la pyrolyse et la gazéification de ses combustibles. Un gaz oxydant contenant de l'oxygène, par exemple de l'air, est injecté dans ce réacteur à travers la région du réacteur où les résidus solides du traitement se déposent, de manière que le flux gazeux soit orienté sensiblement à contre-courant de la charge.
La charge passe à travers la succession de zones que l'on va maintenant décrire.
Tout d'abord une zone de séchage, où la température de la charge monte à 200 OC par échange de chaleur avec le flux de produits gazeux. Dans cette zone, la charge est séchée alors que le flux gazeux se refroidit avant d'être soutiré du réacteur. Les gaz produits par le séchage, la pyrolyse et la gazéification sont soutirés dans cette zone, en tant que produit gazeux. Puis la charge entre dans une zone de pyrolyse et cokéfaction où la température de la charge augmente de 200 à 8000C par échange de chaleur avec le flux de gaz chaud, et des combustibles de la charge sont pyrolysés pour donner finalement un charbon. La charge contenant le combustible carboné résiduel entre ensuite dans une zone de combustion et gazéification où la température de la charge est située entre 700 et 14000C.Dans cette zone, le charbon réagit avec le gaz oxydant chaud pour fournir du gaz combustible. Le résidu solide de la combustion entre dans une zone de refroidissement où il est refroidi par le contre-courant de gaz oxydant, de la température de combustion à la température de déchargement. Le contre-courant de gaz oxydant est quant à lui chauffé jusqu'à une température proche de la température de combustion avant d'entrer dans la zone de combustion. Finalement, les résidus solides de combustion (produits du traitement) sont déchargés du réacteur.
La classification précitée des zones est dans une certaine mesure arbitraire et ces zones peuvent être définies d'une autre manière, par exemple d'après la température des gaz, la composition et l'état des produits participant aux réactions, etc.... Mais quel que soit le choix particulier de ces zones, un point important est qu'en raison de l'écoulement à contrecourant des gaz et des solides l'agent de gazéification (gaz oxydant) est préchauffé par les résidus solides de combustion et qu'ensuite les produits gazeux chauds de combustion et de gazéification cèdent leur chaleur à la charge initiale.
Il faut également noter que le flux à contrecourant n'implique pas nécessairement un déplacement spatial de la charge. En particulier, le procédé peut être mis en oeuvre en un mode continu, en chargeant de manière continue ou par intermittences la charge dans le réacteur et en déchargeant les résidus solides du réacteur pendant que la charge est consommée dans le procédé. Dans ce cas particulier, en effet, la charge en train d'être traitée se déplace, de préférence sous l'action de la gravité, à contre-courant du fluxgazeux.
En variante, on peut mettre en oeuvre le procédé de manière cyclique dans un mode de mise en oeuvre en lit fixe, le réacteur étant chargé et déchargé par fournées pendant des périodes de mise à l'arrêt. Dans ce cas, ladite succession des zones se déplace le long de la charge et on dit que la charge entre dans une zone lorsque cette zone atteint une région particulière du réacteur.
Lorsque la température du produit gazeux dépasse les limites prescrites, on fait croître le rapport A défini selon l'invention et/ou décroître le débit d'alimentation en gaz oxydant. Lorsque la température maximum dans le réacteur dépasse les limites prescrites, on fait décroître le rapport A et/ou on fait décroître le débit d'alimentation en gaz ; et finalement lorsque la température maximum dans le réacteur devient inférieure aux limites prescrites, on fait croître le rapport A et/ou le débit d'alimentation en gaz oxydant et/ou la fraction en masse de combustible dans la charge.
En particulier, on peut régler le rapport A en introduisant dans les déchets des matériaux ou objets incombustibles solides, de préférence non-fusibles ayant de préférence une taille inférieure à 250 mm, ou un combustible solide en morceaux. Cette dernière possibilité correspond au cas extrême du traitement de déchets humides très pauvres en combustibles. On peut retraiter les résidus solides de combustion et utiliser une fraction de ceux-ci comme incombustibles solides additionnels pour réguler la composition de la charge.
La quantité des matériaux incombustibles et combustibles qu'on peut introduire dans le réacteur en plus de la charge initiale peut atteindre jusqu'à 200% et respectivement 30% du poids des déchets initiaux. On peut également préparer les déchets en les fragmentant ou les déchiquetant pour les rendre plus uniformes en dimension de façon que les déchets chargés ne contiennent que des morceaux d'une taille inférieure à 350 mm. Ce pré-traitement, bien qu'optionnel, peut sensiblement améliorer la perméabilité aux gaz de la charge et l'homogénéité des zones correspondantes.
On peut également régler le rapport A en agissant sur la composition du gaz oxydant, par exemple en rendant ce gaz plus riche ou plus pauvre en oxygène, en y introduisant de l'eau (liquide ou vapeur), du dioxyde de carbone etc... L'utilisation du dioxyde de carbone et de l'eau pour régler la teneur en oxygène du gaz oxydant peut aussi avoir l'avantage que leur présence dans la zone de combustion/gazéification déplace des équilibres chimiques correspondants dans le sens d'une plus forte production de gaz combustible (principalement du monoxyde de carbone et de l'hydrogène), ce qui améliore la valeur calorifique du gaz produit et le rendement du procédé. En particulier, le dioxyde de carbone et l'eau peuvent être tirés du produit gazeux.Par exemple le dioxyde de carbone peut être obtenu comme un produit dérivé lorsque l'on débarrasse le gaz combustible de l'acide sulfurique (par épuration par les amines) et l'eau peut être obtenue par condensation à partir du gaz. Pour consommer l'eau produite comme résidu par le procédé, par exemple au cours de l'épuration du produit gazeux, on peut l'injecter dans la zone de combustion ou la zone de refroidissement où la température demeure élevée (plus de 400"C pour les solides) et où règne un environnement oxydant, ce qui détruit les polluants organiques contenus dans cette eau. Ce mode d'alimentation en eau fournit en même temps un moyen additionnel pour régler de manière urgente la température maximum dans le réacteur, au cas où la température dépasse les limites prescrites.
Pour épurer le gaz produit du soufre (et autres composants acides tels que le chlore, fluor, etc...) on peut introduire dans les déchets un composant (tel que calcaire ou dolomite) qui réagit chimiquement avec les composés acides en donnant des produits qui sont ensuite retirés avec les résidus solides de la combustion.
Le rapport A précité constitue le paramètre de base pour mettre en oeuvre le procédé. En effet, le procédé optimisé doit satisfaire (lorsque cela est simultanément possible) les critères suivants
- a) rendement énergétique élevé
- b) cadence de traitement rapide
- c) grande valeur calorifique du produit gazeux
- d) basse température du produit gazeux; et
- e) basse température du résidu solide.
On voit que les critères (a) et (c à e) sont concordants. En effet, un rendement énergétique élevé signifie que la valeur énergétique transmise aux produits gazeux est élevée et que la chaleur sensible des produits quittant le réacteur est faible. En outre, les produits sont plus faciles à manipuler lorsqu'ils sont à faible température. En même temps, les critères (a) et (c) sont simultanément satisfaits lorsque la température de traitement est élevée, c'est-à-dire lorsque les cadences de réaction dans la zone de combustion sont élevées et les équilibres chimiques déplacés dans le sens de la formation de gaz combustible. Typiquement des températures supérieures à 1000 C sont d'un grand intérêt, la température maximum étant limitée par les risques de fusion des structures du réacteur et/ou des solides à l'intérieur du réacteur.
Ainsi, la question est de savoir comment combiner une forte température de combustion avec de faibles températures des produits solides et gazeux. Le principe du contre-courant répond par lui-même partiellement à la question, puisqu'il assure un échange de chaleur entre les produits en leur permettant de se libérer d'une part substantielle de leur chaleur sensible avant de sortir du réacteur.
Cependant, le problème n'est pas du tout résolu par l'art antérieur. Le point important est que les paramètres que l'invention prévoit de régler, à savoir la fraction en masse d'oxygène dans le gaz oxydant, la fraction en masse d'incombustibles dans les déchets et la fraction en masse de combustibles dans les déchets ne permettent pas un traitement optimal (selon les critères précités) s'ils sont régulés un par un et non pas de manière concertée.
Il a été découvert que les paramètres précités se combinent pour former le rapport A jouant un rôle substantiel. En effet, le rapport (a/c) comprend basiquement le rapport inverse de la consommation des déchets à celle de l'agent de gazéification corrélé au rapport stoechiométrique des consommations d'oxygène et de combustible, qui ne peut pas varier significativement. En même temps, la teneur en masse des incombustibles régit l'intensité de l'échange de chaleur de l'agent de gazéification alimentant la zone de refroidissement et récupérant la chaleur sensible des résidus solides. Ainsi, seul un réglage concerté des trois paramètres entrant dans le rapport A peut permettre d'optimiser le procédé.Un réglage concerté peut signifier qu'un seul ou deux des trois paramètres sont effectivement réglés, pourvu que cela soit fait en tenant compte de la valeur qui en résulte pour le rapport "A".
L'effet du débit d'alimentation absolu de l'agent de gazéification est que la température maximum de combustion augmente si le débit d'alimentation est plus élevé. Il y a deux raisons à cela. La première est relative à la part des pertes thermiques dans l'équilibre énergétique général. Les pertes de chaleur deviennent en effet plus faibles lorsque les cadences de traitement sont plus élevées. La seconde est relative à la cinétique des réactions endothermiques dans la zone de combustion. En même temps, le fait d'augmenter le débit d'alimentation en gaz oxydant accroît (les autres paramètres étant fixés) la température du produit gazeux.
La teneur en masse de combustibles, qui est une mesure indirecte du pouvoir calorifique des déchets, doit être prise en compte, et éventuellement régulée pour être augmentée dans les cas extrêmes de déchets excessivement humides. On peut l'améliorer par introduction additionnelle de combustibles solides (dans la mesure où cela ne contrevient pas à la régulation tenant compte de "A") ou, autrement, en séchant les déchets préalablement à leur gazéification.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après relative à des exemples non-limitatifs.
Aux dessins annexés
- la figure 1 est un graphe montrant différentes
températures dans le procédé en fonction du
rapport"A"; et
- la figure 2 est une vue schématique d'un
dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon
l'invention.
La figure 1 présente la dépendance de la température de combustion dans un écoulement d'air, d'un échantillon de déchets comprenant du charbon mélangé avec de la brique réfractaire. La courbe I est la température de combustion calculée, la courbe II la température calculée des gaz à la sortie du réacteur, et la courbe III la température du résidu solide, calculées toutes les trois pour un réacteur long et isolé. Les abscisses représentent le rapport (A) . Les points sont des valeurs expérimentales pour la température de combustion dans un réacteur de laboratoire en lit fixe.
On peut voir que les températures de combustion sont extrêmement dépendantes de la composition du combustible et qu'une valeur maximale est atteinte pour une certaine teneur en combustible.
Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple à la figure 2, des déchets contenant du combustible "F" sont fragmentés dans une déchiqueteuse 1 puis mélangés avec des incombustibles solides "S" dans un mélangeur 2 et chargés dans un réacteur du type four vertical 4 par l'intermédiaire d'un sas à air 3.
La charge empilée sous l'effet de son propre poids dans le réacteur 4 passe successivement à travers des zones de séchage 5, pyrolyse 6, combustion 7 et refroidissement 8. Le résidu solide de la combustion "R" est déchargé en continu à travers le sas à air 9 sous un débit que l'on règle de manière à réguler le mouvement de la charge vers le bas et à stabiliser ainsi la zone de combustion à un certain niveau au dessus du fond du réacteur. On trie le résidu solide sur un tamis 10, une partie de ce résidu étant recyclée en tant qu'additif solide "S" et l'autre étant évacuée.
L'alimentation en air "L" est assurée par un compresseur 11 dans la région inférieure du réacteur.
Le produit gazeux "G" est soutiré dans la région supérieure du réacteur et dirigé vers un condenseur 12 dans lequel de l'eau "W" est condensée pour être envoyée dans la zone de refroidissement pour incinérer les polluants organiques dissouts dans celle-ci. Le produit gazeux est envoyé vers un traitement ultérieur pouvant comprendre une épuration puis finalement une combustion dans une chaudière ou une charge thermique analogue. Les températures dans les zones respectives sont surveillées en continu et certains au moins des paramètres a, b, c mentionnés ci-dessus, ainsi que le débit de gaz oxydant sont réglés tout en maintenant le rapport A dans les limites prescrites lorsque ces températures s'écartent de leur plage optimale prescrite respective.
La présente invention, contrairement aux procédés connus, permet de gazéifier efficacement des déchets municipaux solides en produisant une grande quantité de gaz combustible, avec un rendement énergétique élevé.
La faible température du produit gazeux facilite l'épuration du produit gazeux et empêche la polymérisation des huiles de pyrolyse insaturées dans les conduits. En même temps, la température élevée de la combustion assure un pouvoir calorifique élevé aux produits gazeux non condensés, et une cadence de traitement rapide.
La présente invention vient d'être décrite de manière non limitative et d'autres améliorations sont possibles dans son cadre général.
Exemple
La présente invention est en outre illustrée par 1' exemple suivant.
On a modélisé l'incinération/gazéification de déchets au moyen d'une installation de laboratoire à lit fixe. Le réacteur était à la base un tube revêtu de réfractaire ayant une longueur de 1600 mm et un diamètre intérieur de 250 mm. On surveillait en continu la température le long du réacteur et la pression à l'intérieur de celui-ci. On alimentait la région inférieure du réacteur avec de l'air ou un mélange airvapeur. On soutirait le produit gazeux de la région supérieure du réacteur et on l'envoyait dans un condenseur refroidi à l'eau, dans lequel on récupérait l'eau et les hydrocarbures liquides du produit gazeux.
On envoyait le combustible gazeux non condensé dans un dispositif de post-combustion.
L'échantillon de déchets contenait, en % en poids
- résidus de nourriture (végétaux) 35%
- carton et papier 30%
- bois 2%
- textiles 5%
- métal 3%
- caoutchouc et plastique 6%
- verre 7%
- roche et sable 12%
On a en outre humidifié ce mélange jusqu'à une humidité totale de 40%, puis on l'a conditionné en ajoutant 50% en poids de morceaux de briques réfractaires d'une taille comprise entre 30 et 70 mm.
Au cours du traitement, les déchets brûlaient de manière soutenue. La température maximum dans la zone de combustion était de 1370"C, le gaz produit avait une température inférieure à 200"C à l'exception d'une courte période juste avant l'extinction du réacteur. La température du résidu solide dans la zone de refroidissement était de 2500C. La pesée a montré que le contenu en cendre de l'échantillon de déchets était de 28% (briques réfractaires exclues). Le liquide récupéré contenait principalement de l'eau, seule une petite fraction d'environ 3% de ce liquide était un mélange d'hydrocarbures liquides (huiles de pyrolyse).
Le gaz non condensé brûlait de manière soutenue dans le dispositif de post-combustion, sans produire ni suie apparente, ni poussière, ni fumée.

Claims (17)

REVENDICATIONS
1. Procédé pour traiter par gazéification des déchets municipaux solides ou analogues comprenant les étapes suivantes
- on charge les déchets (F) dans un réacteur
- on injecte dans le réacteur un agent de
gazéification (L, W) contenant de l'oxygène à
travers une région de ce réacteur où se déposent
les produits solides du traitement ;
- on décharge les produits solides de traitement
(R) de ce réacteur ; et
- on retire de ce réacteur un produit gazeux (G)
résultant du séchage, de la pyrolyse et de la
gazéification,
la gazéification des déchets résultant du passage
successif de ces déchets dans
- une zone de chauffage et de séchage, (5),
- une zone de pyrolyse, (6),
- une zone de combustion (oxydation), (7),
- et une zone de refroidissement, (8),
caractérisé par un processus de régulation de température comprenant le maintien de la température maximum dans le réacteur dans une plage de température entre 700 et 14000C, en réglant au moins un paramètre choisi parmi la fraction en masse (a) de l'oxygène dans l'agent de gazéification, la fraction en masse (b) des incombustibles dans la charge, et la fraction en masse (c) des combustibles dans la charge, tout en maintenant le rapport A = ab/c dans la gamme de valeur 0,1 < A < 4,0.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on maintient la température maximum dans la plage 1000 - 1200"C.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé à ce qu'on maintient le rapport "A" sensiblement dans la gamme des valeurs 0,15 < A < 1,0.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé à ce qu'on maintient le rapport "A" sesiblement dans la gamme des valeurs 0,2 < A < 0,5
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé à ce que ladite régulation de température comprend le maintien de la température du produit gazeux (G) inférieure à 400"là la sortie du réacteur.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé à ce que ladite régulation de température comprend le maintien de la température du produit gazeux (G) inférieure à 2500C à la sortie du réacteur.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que 11 étape consistant à régler au moins un paramètre comprend le réglage de la fraction en masse (c) des combustibles dans les déchets en introduisant sélectivement dans les déchets des morceaux d'un matériau incombustible non fusible (S) en une quantité pouvant aller jusqu'à 200% en poids de déchets initiaux (F).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on introduit dans les déchets un composé adapté à débarrasser le produit gazeux (G) de composants nocifs.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le composant adapté à débarrasser le produit gazeux est d'un type qui se lie chimiquement avec lesdits composés nocifs, donnant des produits que l'on décharge du réacteur à l'état incorporé dans les produits solides du traitement (R).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'étape consistant à régler au moins un paramètre comprend le réglage de la fraction en masse (c) de combustibles dans les déchets par introduction sélective dans les déchets d'un combustible solide en morceaux en une quantité pouvant aller jusqu'à 30% en poids des déchets initiaux.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape consistant à régler au moins un paramètre comprend le réglage de la fraction en masse (C) de combustibles dans les déchets en mélangeant les déchets initiaux (F) sélectivement avec des matériaux solides incombustibles et combustibles avant de charger les déchets dans le réacteur.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'étape consistant à régler au moins un paramètre comprend le réglage d'un second paramètre constitué par le débit d'agent de gazéification (W,L).
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'on introduit de l'eau (W) et/ou du dioxyde de carbone dans l'agent de gazéification (W,L).
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'on injecte de l'eau dans ladite zone de combustion (7) et/ou ladite zone de refroidissement (8), où la température des solides dépasse 400"C.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'on prépare les déchets en morceaux de taille inférieure à 350 mm avant de charger les déchets dans le réacteur.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'on traite les déchets par fournées, en chargeant les déchets (F) et déchargeant les produits solides de traitement (R) pendant des périodes d'arrêt du réacteur.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'on traite les déchets en continu, en chargeant les déchets (F) dans le réacteur et déchargeant du réacteur les produits solides du traitement (R) en continu ou par intermittences sans interrompre le procédé.
FR9410013A 1994-06-23 1994-08-12 Procédé pour traiter les déchets municipaux combustibles solides ou analogues par gazéification. Expired - Fee Related FR2721691B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU29228/95A AU2922895A (en) 1994-06-23 1995-06-22 Method for gasification processing of solid combustible municipal refuse and the like
PCT/EP1995/002417 WO1996000267A1 (fr) 1994-06-23 1995-06-22 Procede pour traiter les dechets municipaux combustibles solides ou analogues par gazeification
EP95924899A EP0851906A1 (fr) 1994-06-23 1995-06-22 Procede pour traiter les dechets municipaux combustibles solides ou analogues par gazeification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94021264/06A RU2079051C1 (ru) 1994-06-23 1994-06-23 Способ переработки твердых бытовых отходов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2721691A1 true FR2721691A1 (fr) 1995-12-29
FR2721691B1 FR2721691B1 (fr) 1999-08-20

Family

ID=20156900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9410013A Expired - Fee Related FR2721691B1 (fr) 1994-06-23 1994-08-12 Procédé pour traiter les déchets municipaux combustibles solides ou analogues par gazéification.

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2721691B1 (fr)
RU (1) RU2079051C1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2804750A1 (fr) 2000-02-04 2001-08-10 Zedrys Zeolite Drying System Reacteur a adsorption reversible solide/gaz et ensemble thermiquement conducteur pour un tel reacteur

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD3193C2 (ro) * 2004-11-23 2007-06-30 ДИНТОВ Валерий Procedeu de gazificare termochimică a materiei prime ce conţine carbon
RU2322641C2 (ru) 2006-05-02 2008-04-20 Некоммерческая организация Учреждение Институт проблем химической физики Российской академии наук (статус государственного учреждения (ИПХФ РАН) Способ переработки конденсированного горючего путем газификации и устройство для его осуществления
MD3917C2 (ro) * 2006-09-20 2009-12-31 Dinano Ecotechnology Llc Procedeu de prelucrare termochimică a materiei prime ce conţine carbon
DE102007062414B4 (de) * 2007-12-20 2009-12-24 Ecoloop Gmbh Autothermes Verfahren zur kontinuierlichen Vergasung von kohlenstoffreichen Substanzen
CN101906325B (zh) * 2010-07-20 2013-09-04 阳光凯迪新能源集团有限公司 生物质低温裂解高温气化工艺及其设备
RU2495076C1 (ru) 2012-07-25 2013-10-10 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Компания "Интергаз" Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов, реактор для его осуществления (варианты) и установка для переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов
RU2520450C2 (ru) * 2012-10-09 2014-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные Тепловые Технологии" (ООО АТТ) Способ получения свободного от пиролизных смол горючего газа при газификации конденсированного топлива и газогенераторы для его осуществления
RU2509168C1 (ru) * 2012-11-06 2014-03-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГГМ РАН) Способ комплексной переработки хвостов флотационного обогащения молибденовольфрамовых руд
RU2525558C1 (ru) * 2013-03-06 2014-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Способ порционной термической переработки несортированных твердых бытовых отходов на полигоне
RU2532198C1 (ru) * 2013-03-27 2014-10-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Активил" Способ получения фосфорсодержащего удобрения из илового осадка городских водоочистных сооружений и удобрение, полученное таким способом
RU2544669C1 (ru) * 2014-02-03 2015-03-20 Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственная Компания "Интергаз" Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов и реактор для его осуществления

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2093476A (en) * 1981-02-19 1982-09-02 Boc Ltd Production of a Calorific Gas Mixture
WO1985000834A1 (fr) * 1983-08-11 1985-02-28 Sonnenberg, Heinrich Procede de recuperation de metaux lourds non ferreux et de metaux precieux a partir de materiaux contenant du carbone
WO1990007085A1 (fr) * 1988-12-16 1990-06-28 Gunn Robert D Procede et appareil de gazeification douce a contre-courant

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2093476A (en) * 1981-02-19 1982-09-02 Boc Ltd Production of a Calorific Gas Mixture
WO1985000834A1 (fr) * 1983-08-11 1985-02-28 Sonnenberg, Heinrich Procede de recuperation de metaux lourds non ferreux et de metaux precieux a partir de materiaux contenant du carbone
WO1990007085A1 (fr) * 1988-12-16 1990-06-28 Gunn Robert D Procede et appareil de gazeification douce a contre-courant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2804750A1 (fr) 2000-02-04 2001-08-10 Zedrys Zeolite Drying System Reacteur a adsorption reversible solide/gaz et ensemble thermiquement conducteur pour un tel reacteur

Also Published As

Publication number Publication date
FR2721691B1 (fr) 1999-08-20
RU94021264A (ru) 1996-06-20
RU2079051C1 (ru) 1997-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0012091B1 (fr) Procédé et installation de traitement de déchets industriels
US3707129A (en) Method and apparatus for disposing of refuse
WO2007081296A1 (fr) Gazogene a ecoulement descendant/ascendant pour production de gaz de synthese a partir de dechets solides
FR2483258A1 (fr) Procede d&#39;elimination de dechets solides
FR2721691A1 (fr) Procédé pour traiter les déchets municipaux combustibles solides ou analogues par gazéification.
US7736603B2 (en) Thermal waste recycling method and system
FR2701087A1 (fr) Procédé d&#39;incinération de combustibles solides, notamment résidus urbains, à rejets solides et gazeux sensiblement neutres vis-à-vis de l&#39;environnement.
JP4525009B2 (ja) ロータリーキルンによる廃棄物処理方法
CA2568029C (fr) Gazeifieur perfectionne
FR2573750A1 (fr) Procede et installation pour produire du clinker de ciment blanc
EP0851906A1 (fr) Procede pour traiter les dechets municipaux combustibles solides ou analogues par gazeification
FR2721692A1 (fr) Procédé pour traiter les déchets contenant des polymères, tels que les pneus.
EP3389883B1 (fr) Procédé et installation de traitement de déchets
FR2721689A1 (fr) Procédé et incinérateur pour incinérer les déchets hospitaliers et analogues.
EP0848741B1 (fr) Procede pour traiter les dechets contenant des polymeres, tels que les pneus
EP1235889B1 (fr) Procede de gazeification de composes carbones
EP3371277B1 (fr) Procédé de production de gaz synthetique
FR2721690A1 (fr) Procédé et dispositif pour traiter à chaud des déchets hospitaliers et analogues.
RU2437030C1 (ru) Способ термической переработки несортированных твердых бытовых отходов
EP0837920B1 (fr) Procede et dispositif pour traiter a chaud des dechets hospitaliers et analogues
FR2916760A1 (fr) Module, systeme et procede de traitement de biomasse a lit fixe horizontal
EP2843309A1 (fr) Procédé de vitrification par gazéification séparée d&#39;une matière carbonée
SU767172A1 (ru) Способ пиролиза твердого топлива
WO1996000366A1 (fr) Procede et incinerateur pour incinerer les dechets hospitaliers et analogues
FR2567143A1 (fr) Procede et appareil a lit fluidise pour la pyrolyse, la gazeification et la combustion de combustibles de qualite inferieure

Legal Events

Date Code Title Description
AU Other action affecting the ownership or exploitation of an industrial property right
ST Notification of lapse