FR2734343A1 - Rotary furnace for destroying waste by pyrolysis, for disposal of urban, industrial, hospital and agricultural waste - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé et un dispositif de traitement par pyrolyse des ordures ménagères et des déchets.The invention relates to a method and a device for the treatment by pyrolysis of household refuse and waste.
Il est connu de recourir à la combustion pour le traitement des ordures ménagères et des déchets. Les installations correspondantes prennent, le plus souvent, la forme d'une centrale thermique, alimentée en combustible par les entreprises de collecte des ordures ménagères ; lesquelles ordures sont grossièrement triées, en vue de la récupération de certains éléments, avant leur introduction dans le foyer de la chaudière. La chaleur dégagée par cette combustion est généralement transmise, par l'intermédiaire d'échangeurs, à un fluide caloporteur (eau, air).It is known to use combustion for the treatment of household refuse and waste. The corresponding installations most often take the form of a thermal power station, supplied with fuel by household waste collection companies; which refuse is roughly sorted, with a view to recovering certain elements, before their introduction into the furnace of the boiler. The heat released by this combustion is generally transmitted, via exchangers, to a heat transfer fluid (water, air).
Il est tout aussi connu de recourir à la décomposition chimique de matériaux, notamment des matériaux d'origine végétale, sous l'action d'une température élevée, en l'absence d'oxygène, pour obtenir une phase solide résiduelle et des gaz chauds réutilisables pour entretenir le processus. Le charbon de bois est produit de cette manière.It is also known to use chemical decomposition of materials, in particular materials of plant origin, under the action of a high temperature, in the absence of oxygen, to obtain a residual solid phase and hot gases. reusable to maintain the process. Charcoal is produced this way.
Enfin, certaines industries utilisent, pour la transformation par élévation de température de certaines matières, au cours d'un processus automatisé, des fours rotatifs, équipés d'échangeurs de chaleur et d'un système d'entraînement longitudinal hélicoïdal.Finally, certain industries use, for the transformation by elevation of temperature of certain materials, during an automated process, rotary ovens, equipped with heat exchangers and with a longitudinal helical drive system.
Les procédés de traitement des ordures ménagères par voie thermique, proposés actuellement, exigent que la récupération sélective de certains matériaux non combustibles soit effectuée avant introduction dans
I'incinérateur, ce qui pose un important problème, tant au niveau du tri, qu'à celui de la réutilisation. En effet, à ce stade, le volume à traiter est considérable et très hétéroclite et les conditionnements métalliques, ou en verre, sont généralement accompagnés d'accessoires revêtus d'étiquette, de peinture, ou d'un verni, qu'il est ensuite difficile d'éliminer.The methods of treating household waste by thermal means, currently proposed, require that the selective recovery of certain non-combustible materials be carried out before introduction into
The incinerator, which poses a major problem, both in terms of sorting and reuse. Indeed, at this stage, the volume to be treated is considerable and very heterogeneous and the metal or glass containers are generally accompanied by accessories coated with labels, paints, or varnishes, which are then difficult to eliminate.
I1 faut ajouter à cela que ce traitement par combustion, avec apport d'oxygène, génère des gaz provenant, en particulier, de la transformation des matières hydrocarbonées, soufrées, chlorées, etc.., qui, lors de leur rejet dans l'atmosphère, polluent notablement celle-ci. I1 must add to this that this combustion treatment, with oxygen supply, generates gases from, in particular, the transformation of hydrocarbon, sulfur, chlorine, etc. materials, which, when they are released into the atmosphere , significantly pollute it.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Cette invention, telle qu'elle est caractérisée, résout le problème consistant à définir un procédé et à créer un dispositif permettant d'assurer, en continu, le traitement d'une grande diversité de déchets, tant urbains qu'industriels, voire agricoles, en réduisant considérablement les rejets nocifs dans l'atmosphère, sans nécessiter de tri préalable, puisque celui-ci peut être effectué au niveau des résidus pyrolysés sur des éléments débarrassés de tout accessoire ou revêtement indésirable, ceci sans exclure la récupération de chaleur dans les gaz issus de la transformation, ni dans les résidus de la pyrolyse qui, à un très fort pourcentage, conservent un pouvoir calorifique important.The object of the present invention is to remedy these drawbacks. This invention, as it is characterized, solves the problem of defining a method and creating a device making it possible to ensure, continuously, the treatment of a wide variety of waste, both urban and industrial, even agricultural, by considerably reducing harmful discharges into the atmosphere, without requiring prior sorting, since this can be carried out at the level of pyrolyzed residues on elements free of any undesirable accessories or coating, this without excluding heat recovery from the gases from processing, or from the pyrolysis residues which, at a very high percentage, retain significant calorific value.
Le procédé de traitement de déchets par pyrolyse selon l'invention, consistant à maintenir ceux-ci à température élevée pendant un temps suffisant à leur décomposition chimique, se caractérise en ce qu'il consiste à a) faire monter progressivement les déchets en température par conductivité, à l'abri de l'air, jusqu'à obtention d'une température finale, prédéterminée en fonction de la nature des déchets, b) utiliser les gaz chauds résultant de la décomposition chimique des déchets pour le chauffage, à contre-courant de ceux-ci.The process for the treatment of waste by pyrolysis according to the invention, consisting in maintaining the latter at high temperature for a time sufficient for their chemical decomposition, is characterized in that it consists in a) gradually increasing the waste in temperature by conductivity, protected from air, until a final temperature, predetermined according to the nature of the waste, is obtained, b) using the hot gases resulting from the chemical decomposition of the waste for heating, against aware of these.
Lors de la transformation par pyrolyse, les déchets sont maintenus sous dépression par rapport à la pression atmosphérique.During transformation by pyrolysis, the waste is kept under vacuum compared to atmospheric pressure.
Le processus de pyrolyse est appliqué en continu sur des déchets en mouvement, de l'entrée vers la sortie du dispositif de mise en oeuvre. Le débit est réglable en fonction de la nature des déchets à traiter.The pyrolysis process is applied continuously to moving waste, from the inlet to the outlet of the processing device. The flow rate is adjustable according to the nature of the waste to be treated.
Le dispositif d'application du procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la montée progressive des déchets en température par conductivité, à l'abri de l'air, est obtenue par l'intermédiaire d'un four rotatif, muni intérieurement d'échangeurs thermiques et de plaques d'entraînement et de dilatation, en ce que les gaz chauds, résultant de la décomposition chimique des déchets, sont injectés dans les échangeurs thermiques avant leur évacuation, en ce que l'étanchéité du four, vis-à-vis de l'air extérieur, est obtenue par injection d'un gaz neutre au niveau des joints situés à l'entrée et à la sortie de la partie rotative du four, et en ce que le débit de la transformation se règle par variation de la vitesse de rotation de la partie rotative du four.The device for applying the method according to the invention is characterized in that the gradual rise in temperature of the waste by conductivity, protected from air, is obtained by means of a rotary oven, provided internally with heat exchangers and drive and expansion plates, in that the hot gases, resulting from the chemical decomposition of the waste, are injected into the heat exchangers before their evacuation, in that the sealing of the oven, -vis the outside air, is obtained by injecting a neutral gas at the joints located at the inlet and outlet of the rotary part of the oven, and in that the transformation flow is adjusted by variation the speed of rotation of the rotary part of the oven.
Le four est constitué de parties fixes, en arc de cercle, supportées par des piliers, et d'une partie rotative, reposant sur les parties fixes par l'intermédiaire de galets.The oven consists of fixed parts, in an arc, supported by pillars, and a rotary part, resting on the fixed parts by means of rollers.
Les échangeurs thermiques sont constitués de faisceaux de tubes en arc de cercle, reliés deux à deux par des collecteurs longitudinaux et collectivement aux conduits d'arrivée et d'évacuation par des collecteurs radiaux.The heat exchangers are made up of bundles of tubes in an arc of a circle, connected two by two by longitudinal collectors and collectively to the inlet and outlet conduits by radial collectors.
La partie rotative du four est réalisée en double enveloppe, avec interposition d'un isolant thermique.The rotary part of the oven is made in double jacket, with the interposition of a thermal insulator.
Préférentiellement, la partie rotative du four est réalisée en éléments juxtaposables linéairement.Preferably, the rotary part of the oven is made of linearly juxtaposed elements.
Les avantages obtenus, grâce au procédé et au dispositif selon l'invention, consistent essentiellement en ceci que le traitement par pyrolyse des déchets, par conséquent sans aucun apport d'oxygène, permet d'obtenir des produits de décomposition propres et purs. Des sous-produits, tels que le charbon, les métaux et le verre, peuvent être ainsi facilement récupérés pour être recyclés, puisque ceux-ci sortent propres et non calcinés, ce qui augmente leur valeur marchande. Différentes sortes de déchets peuvent être ainsi traitées ordures ménagères, déchets industriels et agricoles, peintures, batteries, pneumatiques, voire même les déchets hospitaliers ; cela sans distinction. Le four peut être adapté au tonnage journalier à traiter, compte-tenu de sa conception modulaire (100 kg à 5 tonnes/heure ou plus).The advantages obtained, thanks to the process and to the device according to the invention, consist essentially in that the treatment by pyrolysis of the waste, consequently without any addition of oxygen, makes it possible to obtain clean and pure decomposition products. By-products, such as coal, metals and glass, can thus be easily recovered for recycling, since these come out clean and not calcined, which increases their market value. Different kinds of waste can thus be treated household waste, industrial and agricultural waste, paints, batteries, tires, even even hospital waste; this without distinction. The oven can be adapted to the daily tonnage to be treated, taking into account its modular design (100 kg to 5 tonnes / hour or more).
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'une installation de traitement de déchets, réalisée selon l'invention, donnée à titre d'exemple non limitatif au regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue de côté, en coupe longitudinale, du four,
- la figure 2 représente une vue de face, en coupe selon le
plan XX indiqué sur la figure 1, - la figure 3 représente une vue de face du dispositif d'alimentation, - la figure 4 représente une vue de face du dispositif d'évacuation, - la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale partielle du système d'injection de gaz neutre dans les joints d'extrémité de la partie rotative du four, - la figure 6 représente une vue en coupe longitudinale partielle du système d'injection de gaz neutre dans les manchons de raccordement des tuyaux d'alimentation en gaz chauds.Other characteristics and advantages will appear in the following description of a waste treatment installation, produced according to the invention, given by way of nonlimiting example with regard to the appended drawings in which - FIG. 1 represents a view side view, in longitudinal section, of the oven,
- Figure 2 shows a front view, in section along the
plane XX indicated in FIG. 1, - FIG. 3 represents a front view of the supply device, - FIG. 4 represents a front view of the evacuation device, - FIG. 5 represents a view in partial longitudinal section of the neutral gas injection system in the end joints of the rotary part of the oven, - Figure 6 shows a partial longitudinal sectional view of the neutral gas injection system in the connection sleeves of the supply pipes in hot gases.
Les figures représentent une installation de traitement de déchets par pyrolyse dans un four constitué, pour l'essentiel, de piliers métalliques 11, surmontés chacun d'une partie fixe en arc de cercle 12, sur laquelle repose, par l'intermédiaire de galets 13, l'enveloppe extérieure 21 de la partie rotative 20 du four, séparée de l'enveloppe intérieure 22 par un isolant thermique 23, laquelle enveloppe intérieure 22 est tapissée de faisceaux d'échangeurs en arc de cercle 31, reliés deux à deux par des collecteurs longitudinaux 32 et collectivement aux conduits d'arrivée 33 et d'évacuation 34 des gaz chauds par des collecteurs radiaux 35 et 36 ; les déchets étant introduits par une conduite 41, alimentée par trémies 42, munie intérieurement d'une vis transporteuse 43, et étant évacués par une trémie de sortie 51.The figures represent a waste treatment installation by pyrolysis in an oven consisting essentially of metal pillars 11, each surmounted by a fixed part in an arc 12, on which rests, by means of rollers 13 , the outer casing 21 of the rotary part 20 of the oven, separated from the inner casing 22 by a thermal insulator 23, which inner casing 22 is lined with exchanger bundles in an arc of a circle 31, linked in pairs by longitudinal collectors 32 and collectively to the inlet 33 and discharge 34 hot gas ducts by radial collectors 35 and 36; the waste being introduced by a pipe 41, fed by hoppers 42, provided internally with a conveyor screw 43, and being evacuated by an outlet hopper 51.
En examinant, tout d'abord, les figures 1 et 2, on remarque que la partie rotative 20 du four est soutenue par les piliers 11, par l'intermédiaire des parties fixes en arc de cercle 12 et des galets 13, dont certains sont motorisés pour assurer l'entraînement en rotation de la dite partie rotative 20, laquelle est maintenue longitudinalement par des dispositifs d'alimentation 40 et d'évacuation 50 ;; la jonction des collecteurs d'échangeurs avec les conduits d'arrivée 33 et d'évacuation 34 des gaz chauds étant assurée par des joints tournants 37 et 38, et l'étanchéité entre les extrémités 24 et 25 de l'enveloppe extérieure 21 de la partie rotative 20 et les dispositifs d'alimentation 40 et d'évacuation 50 étant assurée par injection d'un gaz neutre, tel que de l'azote, dans un espace annulaire 44, 54 ménagé entre les éléments fixes et rotatifs respectifs et dans les joints tournants 37 et 38 reliant les conduits fixes 33, 34 des gaz chauds avec l'extrémité des collecteurs longitudinaux 32 d'alimentation des échangeurs 31. On remarquera que la partie rotative 20 du four est réalisée en deux parties, reliées par des brides d'union 26, ce qui permet d'adapter la longueur du four selon le besoin, en rajoutant un ou plusieurs tronçons intermédiaires.By examining, first of all, FIGS. 1 and 2, it is noted that the rotary part 20 of the furnace is supported by the pillars 11, by means of the fixed parts in an arc of a circle 12 and of the rollers 13, some of which are motorized to ensure the rotational drive of said rotary part 20, which is held longitudinally by supply devices 40 and evacuation 50; the junction of the exchanger manifolds with the inlet 33 and discharge 34 hot gas ducts being provided by rotary joints 37 and 38, and the seal between the ends 24 and 25 of the outer casing 21 of the rotary part 20 and the supply 40 and discharge 50 devices being provided by injection of a neutral gas, such as nitrogen, into an annular space 44, 54 formed between the respective fixed and rotary elements and in the rotary joints 37 and 38 connecting the fixed conduits 33, 34 of the hot gases with the end of the longitudinal manifolds 32 supplying the exchangers 31. It will be noted that the rotary part 20 of the furnace is made in two parts, connected by flanges d 'union 26, which allows to adapt the length of the oven as needed, by adding one or more intermediate sections.
En examinant maintenant les figures 3 et 4, à la lumière de la figure 1, on remarque que les dispositifs d'alimentation 40 et d'évacuation 50 viennent coiffer, chacun, l'une des extrémités de l'enveloppe extérieure 21 de la partie rotative 20 du four à pyrolyse ; l'étanchéité au niveau des encastrements et des conduits d'arrivée et d'évacuation des gaz chauds 33, 34 étant assurée par injection permanente d'un gaz neutre, comme cela a déjà été mentionné cidessus.Now examining FIGS. 3 and 4, in the light of FIG. 1, it is noted that the supply devices 40 and evacuation devices 50 each cover one of the ends of the outer casing 21 of the part rotary 20 of the pyrolysis oven; sealing at the level of the recesses and of the hot gas inlet and outlet conduits 33, 34 being ensured by permanent injection of a neutral gas, as has already been mentioned above.
On remarque que chacun des dispositifs d'alimentation 40 et d'évacuation 50 est doté de tuyauteries 45 et 55 de recyclage des gaz pyrolytiques permettant d'augmenter l'efficacité de l'échange ; la sortie des gaz pyrolytiques s'effectuant par les tuyauteries 55 du dispositif d'évacuation 50 et leur recyclage par les tuyauteries 45 raccordées au dispositif d'alimentation 40.It will be noted that each of the supply 40 and discharge 50 devices is provided with pipes 45 and 55 for recycling pyrolytic gases making it possible to increase the efficiency of the exchange; the pyrolytic gases leaving via the pipes 55 of the evacuation device 50 and their recycling through the pipes 45 connected to the supply device 40.
Chacun des dispositifs d'alimentation 40 et d'évacuation 50 comporte, à sa base, une trémie 46, 56, dont l'une 46, située sur le dispositif d'alimentation 40, munie d'un clapet de sécurité 461 éliminant tout risque d'entrée d'air, est prévue pour permettre un éventuel débourrage, et dont l'autre 56, située de l'autre côté, munie, elle aussi, d'un clapet 561, est normalement utilisée pour assurer l'évacuation des sous-produits solides résultant de la pyrolyse des déchets. Chacun des dispositifs 40, 50 est muni, à sa partie supérieure, d'une bouche d'accès 47, 57.Each of the supply 40 and discharge 50 devices comprises, at its base, a hopper 46, 56, one of which 46, located on the supply device 40, fitted with a safety valve 461 eliminating any risk air inlet, is provided to allow possible cleaning, and the other 56, located on the other side, also provided with a valve 561, is normally used to ensure the evacuation of under - solid products resulting from the pyrolysis of waste. Each of the devices 40, 50 is provided, at its upper part, with an access mouth 47, 57.
Un diaphragme 27, situé à l'extrémité amont de la partie rotative 20 du four pyrolytique, contrôle le remplissage de celui-ci. A diaphragm 27, located at the upstream end of the rotary part 20 of the pyrolytic oven, controls the filling thereof.
En se rapportant maintenant aux figures 5 et 6, on remarque que l'étanchéité à l'air est assurée par injection directe d'un gaz neutre, tel que l'azote, dans l'interstice ménagé à cet effet entre les parties fixes et rotatives, de façon à privilégier l'entrée d'azote dans le four, plutôt que l'air.Referring now to FIGS. 5 and 6, it will be noted that the airtightness is ensured by direct injection of a neutral gas, such as nitrogen, into the gap formed for this purpose between the fixed parts and rotary, so as to favor the entry of nitrogen into the oven, rather than air.
Ainsi, comme on le voit, les déchets sont introduits en continu dans la partie rotative 20 du four par un système 41, 42, 43 approprié au tonnage.Thus, as can be seen, the waste is introduced continuously into the rotary part 20 of the furnace by a system 41, 42, 43 suitable for tonnage.
Aussitôt que les déchets rentrent dans le four, ils sont en contact avec les échangeurs 31, ils montent progressivement en température par conductivité, ce qui a pour effet de changer la composition chimique de ceux-ci en fonction des températures programmées suivant les produits à traiter ; on obtient le processus de pyrolyse, ce qui permet de décomposer les déchets : une partie gazeuse, une partie solide. La température finale des produits pyrolysés est d'environ 600"C. As soon as the waste enters the oven, they are in contact with the exchangers 31, they gradually increase in temperature by conductivity, which has the effect of changing the chemical composition of these depending on the temperatures programmed according to the products to be treated ; the pyrolysis process is obtained, which makes it possible to decompose the waste: a gaseous part, a solid part. The final temperature of the pyrolyzed products is approximately 600 "C.
Les déchets sont pyrolysés par un échange indirect de chaleur, ce qui permet de les traiter sans aucune présence d'oxygène, tout en observant les températures choisies ; on obtient des produits de décomposition propres et purs, sans aucune trace d'oxydation. The waste is pyrolyzed by an indirect heat exchange, which makes it possible to treat it without any presence of oxygen, while observing the chosen temperatures; clean and pure decomposition products are obtained, without any trace of oxidation.
Les échangeurs 31 peuvent être de différents formats et de différents assemblages, en fonction du four à réaliser et des produits à traiter.The exchangers 31 can be of different formats and different assemblies, depending on the furnace to be produced and the products to be treated.
A l'intérieur des échangeurs 31, les gaz chauds passent à contre-courant ; ces gaz chauds étant produits dans un foyer annexe au four (non représenté), alimenté par une partie des gaz obtenue par la pyrolyse des déchets.Inside the exchangers 31, the hot gases pass against the current; these hot gases being produced in a furnace annexed to the furnace (not shown), supplied with part of the gases obtained by the pyrolysis of the waste.
La température des gaz à l'entrée des échangeurs 31 peut atteindre 1 000 à 1 300"C, pour ressortir à 300"C environ ceux-ci peuvent donc encore être utilisés pour la production d'énergie.The temperature of the gases at the inlet of the exchangers 31 can reach 1,000 to 1,300 "C, to come out at around 300" C, they can therefore still be used for energy production.
Pour la sécurité, le four est équipé de plusieurs clapets, permettant la sortie des produits en cas de nécessité.For safety, the oven is equipped with several valves, allowing the exit of the products if necessary.
La réalisation mécanique des échangeurs 31, ainsi que le système de joints, permettent de travailler en dépression, aussi bien dans le four que dans les échangeurs, et d'absorber les dilatations que la partie rotative 20 subit, ce qui offre une sécurité supplémentaire.The mechanical construction of the exchangers 31, as well as the system of seals, make it possible to work in vacuum, both in the furnace and in the exchangers, and to absorb the expansions that the rotary part 20 undergoes, which offers additional security.
Les échangeurs 31 sont fixés sur une plaque 39 qui peut glisser à l'intérieur de la partie rotative du four 20, ce qui absorbe les dilatations de ceux-ci.The exchangers 31 are fixed to a plate 39 which can slide inside the rotary part of the oven 20, which absorbs the expansions of these.
Les joints d'entrée et de sortie de la partie rotative 20 avec les dispositifs fixes 40, 50 permettent d'absorber la dilatation longitudinale de la partie rotative 20, puisqu'ils ne sont pas munis de roulement ni de coussinet, mais protégés par injection de gaz neutre ; leur longueur peut être variable, ce qui permet encore d'absorber la dilatation.The inlet and outlet joints of the rotary part 20 with the fixed devices 40, 50 make it possible to absorb the longitudinal expansion of the rotary part 20, since they are not provided with bearings or bearings, but protected by injection neutral gas; their length can be variable, which still makes it possible to absorb the expansion.
Un autre avantage de cette invention est la possibilité de faire varier la longueur du four en fonction des besoins d'exploitation, en ajoutant ou retirant des tronçons intermédiaires.Another advantage of this invention is the possibility of varying the length of the furnace according to operating needs, by adding or removing intermediate sections.
Ce four a aussi l'avantage de permettre un transport normal par route et un assemblage facile sur le site, puisqu'il est constitué d'éléments reliés par des brides. This oven also has the advantage of allowing normal transport by road and easy assembly on site, since it consists of elements connected by flanges.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9506282A FR2734343A1 (en) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Rotary furnace for destroying waste by pyrolysis, for disposal of urban, industrial, hospital and agricultural waste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9506282A FR2734343A1 (en) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Rotary furnace for destroying waste by pyrolysis, for disposal of urban, industrial, hospital and agricultural waste |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2734343A1 true FR2734343A1 (en) | 1996-11-22 |
Family
ID=9479409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR9506282A Pending FR2734343A1 (en) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Rotary furnace for destroying waste by pyrolysis, for disposal of urban, industrial, hospital and agricultural waste |
Country Status (1)
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FR (1) | FR2734343A1 (en) |
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