FR2791281A1 - Installation de traitement de solides carbones issus d'un four de thermolyse de dechets urbains et/ou industriels, et dispositif de separation d'une telle installation - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une installation de traitement de déchets, en particulier de séparation de solides carbonés issus de thermolyse. Selon l'invention, cette installation comporte un dispositif pour séparer ces solides carbonés (SC) et comprenant un crible (101; 201; 301) de forme cylindrique creuse pour recevoir, en entrée (105; 205; 305), des solides carbonés et pour sortir (106; 206; 306) des matériaux solides, grossiers, de dimensions supérieures à une dimension seuil, et des moyens pour entraîner en rotation le crible, autour de son axe principal (XX). Le crible comporte une surface percée pour former un tamis de filtrage (102; 202; 302), tandis que le dispositif comporte un réceptacle (108; 208; 308) disposé sous le crible pour recevoir par gravité des liquides et/ou des solides carbonés fins, de dimensions inférieures à la dimension seuil. Une partie du crible (103; 203; 303), comprenant sa sortie, est de forme tronconique, avec le sommet du cône tourné vers la sortie.

Description

Installation de traitement de solides carbonés issus d'un four de

thermolyse de déchets urbains et/ou industriels, et dispositif de séparation d'une telle installation La présente invention concerne la thermolyse de déchets

urbains et/ou industriels.

Elle trouve une application générale dans le traitement des déchets, et plus particulièrement des déchets ménagers. Elle peut aussi trouver une application dans le traitement des pneus, boues de station d'épuration, plastiques, déchets de papeterie, refus de broyage automobile, déchets industriels solides, biomasse (matières organiques, copeaux de bois), etc. On connaît déjà plusieurs installations de thermolyse de déchets. Par exemple, dans FR-A-2 654 112, FR-A-2 679 009 et FR-A-2 678 850, un four de thermolyse de déchets comprend une cavité étanche à l'air, sensiblement cylindrique, tournant autour de son axe longitudinal, et comprenant une interface d'entrée pour l'introduction des déchets dans la cavité et une sortie de flux gazeux. Une enveloppe entoure la cavité. Un brûleur possède une entrée reliée à la sortie de la cavité et une

sortie délivrant un gaz de combustion dans l'enveloppe.

En pratique, l'élévation de la température de la cavité qui provient du flux de combustion circulant dans l'enveloppe entourant la cavité permet de décomposer en matières solides carbonées et en gaz de thermolyse, les déchets contenus dans

la cavité.

La mise en oeuvre de la neutralisation des polluants en thermolyse est relativement facile, même lorsque le contenu d'origine des déchets présente une forte variation de polluants, puisque le traitement des polluants est réalisé avant utilisation (le plus souvent combustion) des matières

solides carbonées issues de la thermolyse.

Il en résulte que la thermolyse est mieux adaptée aux déchets hétérogènes que l'incinération o le traitement des polluants

est réalisé après combustion des déchets.

Dans la Demande de Brevet française déposée le 8 juin 1998

sous le numéro 9807177, la Demanderesse a décrit une installa-

tion de thermolyse dans laquelle des perfectionnements ont été apportés notamment dans l'introduction des déchets, dans le dépoussiérage des gaines d'évacuation des gaz, ainsi que dans la récupération des matières solides carbonées issues du four

de thermoiyse.

La Demanderesse se pose ici le problème d'améliorer les installations de traitement de déchets, en particulier la séparation des matières solides carbonées issues d'un four de thermolyse ou encore de pyrolyse. On entend par matières solides carbonées des composés hétérogènes solides sortant du four de thermolyse et comportant des métaux, des minéraux, des sels, du coke de thermolyse, etc. Une optimisation de la

valorisation de ces différents composants est recherchée.

La présente invention apporte une solution à ce problème.

Elle porte sur une installation de thermolyse comprenant au moins un poste de récupération de matières solides carbonées issues d'un four de thermolyse, ledit poste comportant un

dispositif de séparation des solides carbonés.

Selon une définition générale de l'invention, ce dispositif comprend: - un crible de forme générale sensiblement cylindrique creuse et comportant en ses extrémités respectives une entrée des solides carbonés et une sortie d'une partie au moins de ces solides carbonés comprenant des matériaux solides, grossiers, de dimensions sensiblement supérieures à des dimensions seuil choisies, et

- des moyens pour entraîner en rotation le crible, sensible-

ment autour de son axe; une partie au moins de la surface du crible étant percée pour former un tamis de filtrage, tandis que le dispositif comporte un réceptacle disposé sous le crible pour recevoir par gravité des liquides et/ou des solides carbonés fins, de dimensions sensiblement inférieures aux dimensions seuil précitées; et une partie du crible, comprenant sa sortie, étant de forme sensiblement tronconique, avec le sommet du cône tourné vers

la sortie.

Avantageusement, l'axe du cône est sensiblement confondu avec

l'axe général du crible, de préférence sensiblement horizon-

tal.

Selon une caractéristique optionnelle avantageuse du disposi-

tif selon l'invention, le crible comprend des moyens d'éjec-

tion des matériaux solides vers la sortie, ces moyens

comportant préférentiellement une spire sensiblement hélicoï-

dale, fixée sur une surface interne de la partie tronconique du crible, tandis que l'axe de la spire est, de préférence,

sensiblement confondu avec l'axe de la partie tronconique.

Selon une autre caractéristique optionnelle avantageuse du dispositif selon l'invention, il comporte au moins une voie d'acheminement vers le crible d'un liquide solvant propre à coopérer avec une partie soluble des solides carbonés, tandis que le réceptacle précité reçoit, par gravité, du liquide comprenant une partie dissoute des solides carbonés, ainsi que

des matériaux fins du type précité.

Avantageusement, cette voie d'acheminement communique avec le réceptacle en vue de réinjecter dans le crible une partie au

moins du liquide contenu dans le réceptacle.

Selon une autre caractéristique optionnelle avantageuse du

dispositif selon l'invention, il comporte des moyens d'injec-

tion agencés notamment pour injecter le liquide solvant sur

la surface percée du crible, en vue de nettoyer cette surface.

Selon une première forme de réalisation préférée de la présente invention, le dispositif comporte une enveloppe principale, sensiblement étanche à l'air, entourant le crible en formant une cuve avec le réceptacle, et comportant une voie d'évacuation de vapeurs provenant d'un refroidissement par le

liquide solvant des solides carbonés issus de thermolyse.

De préférence, les moyens d'injection sont agencés en outre

pour injecter le liquide solvant dans l'entrée du crible.

Dans une seconde forme de réalisation, les moyens d'injection sont agencés pour injecter le liquide solvant dans la sortie

du crible.

Dans une troisième forme de réalisation, le dispositif séparateur comporte, dans le crible, des moyens pour broyer

une partie au moins des solides carbonés de manière à augmen-

ter la proportion de matériaux fins récupérés, ces moyens broyeurs comportant préférentiellement des boulets, de dimensions sensiblement supérieures aux dimensions seuil, disposés dans le crible et aptes à broyer une partie au moins

des solides carbonés.

La présente invention vise en outre une installation de traitement de solides carbonés issus de thermolyse, comportant au moins un poste muni d'un dispositif de séparation selon l'invention, cette séparation étant effectuée par lavage,

rinçage, broyage ou analogue.

Le liquide solvant précité comporte avantageusement de l'eau pour refroidir les solides carbonés issus du four, tandis que la voie d'évacuation achemine en partie de l'eau sous forme

vapeur vers un poste de condensation.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'installation selon l'invention, elle comporte un poste de décantation dynamique, par flottation de solides carbonés fins, légers,

en sortie du poste de broyage.

Préférentiellement, le poste de décantation comprend: - un récipient communicant avec le réceptacle du poste de broyage pour recevoir du liquide portant des solides carbonés fins, légers, ainsi que des solides carbonés fins, lourds, et - des moyens d'injection de gaz comprimé, préférentiellement

de l'air comprimé, dans le récipient pour maintenir sensible-

ment les solides carbonés légers dans une partie supérieure

du récipient tandis que les solides carbonés lourds s'achemi-

nent par gravité vers une partie inférieure du récipient, la partie supérieure précitée étant munie d'une ouverture pour recueillir les solides carbonés fins, légers, comportant

majoritairement du coke.

Avantageusement, le récipient comporte une ouverture tangen-

tielle communicant avec le réceptacle du poste de lavage, en vue de créer dans le récipient un écoulement tourbillonnaire

du liquide portant les solides carbonés fins.

L'installation selon l'invention comporte avantageusement, en

sortie du poste de lavage, un poste d'évaporation/cristallisa-

tion muni d'un évaporateur communicant avec le réceptacle du poste de lavage, et d'un bac filtrant communicant avec l'évaporateur, en vue de récupérer des sels dissous dans l'eau de lavage, initialement contenus dans les solides carbonés

sortant du four de thermolyse.

Préférentiellement, l'évaporateur comporte un agitateur agencé pour racler des parois internes de l'évaporateur, en vue de limiter l'incrustation de sels sur ces parois, ainsi que des moyens d'injection d'air chaud et sec, issu du poste de condensation précité, en vue de favoriser la cristallisation

de ces sels.

La présente invention vise enfin un procédé de traitement de solides carbonés issus de thermolyse, en particulier de séparation de tels solides carbonés. Selon l'invention, ce procédé comporte les étapes suivantes: a) recevoir les solides carbonés en sortie d'un four de thermolyse, dans un conduit sensiblement étanche à l'air, b) laver les solides carbonés reçus dans un liquide solvant pour dissoudre des sels contenus dans les solides carbonés reçus, et c) trier les solides carbonés lavés pour les séparer en solides carbonés fins et solides carbonés grossiers. Selon une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, l'étape de triage c) est suivie d'une étape d) de séparation par décantation les solides carbonés fins, lourds, des solides carbonés fins, légers et comprenant majoritairement du coke, en créant une flottation des solides

carbonés fins légers.

Avantageusement, l'étape de triage comporte une opération préalable de broyage des solides carbonés lavés, ce qui permet

d'augmenter la proportion de coke récupérée.

Selon une autre caractéristique optionnelle avantageuse du procédé selon l'invention, celui-ci comporte entre les étapes de lavage b) et de triage c), une étape de rinçage des solides

carbonés lavés.

Avantageusement, l'étape b) de lavage est suivie en outre d'une étape d'évaporation du liquide solvant, en vue de

récupérer les sels sous forme de cristaux.

Préférentiellement, l'étape de triage c) et l'étape de séparation par décantation d) sont suivies d'une étape de séparation magnétique pour récupérer respectivement, parmi les solides carbonés grossiers et les solides carbonés fins, lourds, des métaux ferreux, cette étape de séparation magnétique étant avantageusement suivie d'une étape de séparation par courants de Foucault, en vue de récupérer des

métaux non ferreux, d'une part, et des minéraux, d'autre part.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention

apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après

et des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre une installation de traitement de solides carbonés issus de thermolyse, en particulier par séparation de ces solides, - la figure 2A représente schématiquement un dispositif séparateur selon le premier mode de réalisation de l'invention précité, appliqué au lavage de solides carbonés issus d'un four de thermolyse, - la figure 2B représente schématiquement une vue en coupe transversale du dispositif de séparation représenté sur la figure 2A, - la figure 3 représente un dispositif séparateur selon le second mode de réalisation de l'invention précité, appliqué au rinçage de solides carbonés issus d'un poste de lavage primaire de l'installation, la figure 4 représente un dispositif séparateur selon le troisième mode de réalisation de l'invention précité, appliqué au broyage des solides carbonés issus d'un poste de rinçage de l'installation,

- la figure 5 représente schématiquement un poste de décanta-

tion de solides carbonés fins issus d'un poste de broyage de l'installation, et - la figure 6 représente schématiquement un évaporateur pour recueillir des sels dissous dans le liquide de lavage issus

d'un poste de lavage primaire.

La description détaillée ci-après et les dessins annexés

comprennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa

définition, le cas échéant.

On se réfère tout d'abord à la figure 1 pour décrire une installation de traitements de solides carbonés issus de thermolyse, en vue d'optimiser la valorisation de ces solides comportant des matières organiques, minérales, métalliques (métaux ferreux et métaux non ferreux). Elle permet en outre la valorisation des eaux récupérées lors du traitement des déchets. Sur cette figure 1, les jonctions entre les diffé- rents postes de l'installation sont représentées par des traits portant des flèches. En particulier, les traits pleins représentent des flux de matières solides; les traits pointillés représentent des flux de matières liquides; les traits longs interrompus par un trait court représentent les flux d'air; et les traits longs interrompus par deux traits

courts représentent des flux de gaz (vapeurs, fumées).

L'installation de traitement comporte un poste de lavage primaire 10, recevant (flèche 1) des solides carbonés issus d'un four de thermolyse, ou encore de pyrolyse. Le poste de lavage 10 comporte, dans l'exemple, une alimentation en eau 14 pour laver les solides carbonés issus du four de thermolyse (non représenté). En particulier, cette eau 14 refroidit les solides carbonés. Un dégagement de vapeur 12 est recueilli vers un éjecteur/pompe 65 qui alimente (flèche 13) un poste de condensation 60, sur lequel on reviendra plus loin. Par ailleurs, l'eau injectée sur les solides carbonés au poste de lavage 10, joue le rôle de solvant de cristaux (fluorures, chlorures, sulfures et autres) que comportent les solides

carbonés issus du four de thermolyse.

Le poste de lavage 10 comprend un dispositif séparateur selon l'invention. Ainsi, en lavant les solides carbonés, l'eau 14, dont une partie au moins est avantageusement ré-injectée pour le lavage, emporte en outre de fins fragments de solides carbonés. Un filtre 15 en sortie du poste 10 permet de

récupérer (piéger) ces fragments.

Une partie de cette eau de lavage est aspirée (flèche 16) à travers le filtre 15 vers un évaporateur 17 que comprend un

poste d'évaporation/cristallisation, cet évaporateur communi-

cant avec un bac filtrant 18. Ainsi, l'eau issue du poste de lavage 10, dans laquelle des sels sous forme de cristaux sont dissous, peut circuler (flèche 19A) entre l'évaporateur 17 et le filtre 18, ce qui permet de récupérer les cristaux précités

19B en sortie du filtre 18.

Les solides carbonés grossiers issus du poste de lavage 10 sont acheminés vers un poste de rinçage 20 comprenant une alimentation d'eau en boucle 22. Le poste de rinçage 20 comprend avantageusement un dispositif séparateur selon l'invention, et alimente lui-même le poste de lavage 10 (flèche 23) en eau de rinçage excédentaire. Ainsi, cette eau de rinçage est aussi traitée par séparation des fragments fins de solides carbonés qu'elle contient (filtre 15) et des sels qu'elle dissout (au poste d'évaporation/cristallisation

17,18).

Il est à noter qu'une bâche à condensats 2 alimente en eau (flèche 2B) le poste de rinçage 20, de façon contrôlée par une

vanne de régulation 24, préférentiellement par intermittence.

La bâche à condensats 2 constitue ainsi un réservoir principal d'eau de l'installation. En particulier, l'eau dégagée sous forme de vapeur dans les différents postes de traitement est récupérée et condensée, pour être acheminée finalement vers la bâche de condensats 2. Il peut être prévu en outre une arrivée d'eau d'appoint dans la bâche 2, cette arrivée étant munie d'une vanne de régulation pouvant être ouverte en début de traitement, ou encore lorsque le volume d'eau nécessaire dans un poste devient insuffisant, le cas échéant. Il est prévu en outre une évacuation d'eau excédentaire dans la bâche à condensats 2 (trop-plein), pour la régulation du niveau

d'eau dans la bâche.

Les solides carbonés lavés et rincés sont acheminés (flèche 21) vers un poste de broyage 30. Ce poste de broyage 30 comporte un dispositif séparateur/broyeur selon l'invention,

en sortie duquel (flèche 37) des éléments grossiers imbroya-

bles sont acheminés vers un séparateur magnétique 31, qui permet d'extraire les métaux ferreux 33 des solides carbonés issus du poste de broyage 30. Ces métaux ferreux grossiers 33 comprennent de l'acier, du fer blanc, etc. Les métaux non ferreux grossiers (cuivre, aluminium, etc) sont recueillis en 34 à partir du séparateur à courants de Foucault 32. Il reste alors des minéraux imbroyables recueillis en 35, pouvant être

utilisés, le cas échéant, comme matériaux de remblais.

Typiquement, ces matériaux grossiers sont de dimensions

supérieures à quelques millimètres.

Comme on le verra plus loin, le dispositif séparateur/broyeur prévu dans le poste de broyage 30 est, en service, nettoyé par

une circulation d'eau 2a issue de la bâche à condensats 2.

L'eau de nettoyage (flèche 36) comprend, en comparaison avec les eaux de lavage et de rinçage, une grande quantité de matériaux fins issus du broyage (solides carbonés fins, métaux et minéraux fins). Elle est récupérée et acheminée vers un poste de décantation/flottation 40 comprenant un récipient, par exemple une colonne de décantation, dans lequel l'eau chargée de solides carbonés broyés est introduite. Cette colonne reçoit en outre de l'air comprimé par la voie 62, pour maintenir les particules légères, telles que les solides carbonés comportant majoritairement du coke de thermolyse, dans la partie supérieure de la colonne 40. Les particules

plus lourdes comprenant des métaux et des minéraux s'achemi-

nent par gravité vers le fond de la colonne. La colonne 40 comporte alors deux ouvertures, l'une dans une partie supérieure pour récupérer les éléments carbonés légers, et l'autre dans son fond pour récupérer les minéraux lourds et métaux (inertes fins). L'ouverture prévue dans la partie supérieure de la colonne 40 communique avec un poste de déshydratation 41 des solides carbonés fins, pour délivrer un combustible appelé CARBOR (marque déposée), lavé et séché en 42. L'eau issue de la déshydratation du combustible CARBOR est

récupérée en 53 et acheminée vers la bâche à condensats 2.

Ainsi, la décantation des solides carbonés est assurée par une flottation dynamique, réalisée dans la colonne 40, et ce,

grâce à une injection d'air comprimé par la voie 62. L'ins-

tallation comprend alors une prise d'air ambiant 3 qui alimente un poste de condensation 60, lequel récupère en outre de la vapeur d'eau (flèche 64) en provenance du poste d'évaporation/cristallisation 17,18, ainsi que de la vapeur d'eau issue du refroidissement des solides carbonés sortant du four de thermolyse (flèche 12). Comme on le verra en détail ci-après, le poste de condensation 60 fournit de l'air comprimé pour la flottation au poste 40, ainsi que de l'air

sec et chaud pour le poste d'évaporation/cristallisation.

Les solides fins plus lourds, inertes (minéraux et métaux),

sont récupérés de la base de la colonne de décanta-

tion/flottation 40 pour être acheminés (flèche 51) vers un

poste de calcination des matériaux fins inertes (non carbo-

nés). Avantageusement, le four de calcination 43 est alimenté en gaz 4 issu par exemple de la thermolyse de déchets traités dans le four de thermolyse précité. Il est prévu en outre une cheminée 49 pour l'évacuation des fumées (flèche 50) qui résultent de la calcination. En 44 les matériaux calcinés sont séparés en métaux ferreux fins 46, métaux non ferreux fins 47 et minéraux fins 48, dans des postes successifs de séparation

magnétique et à courants de Foucault du type décrits ci-avant.

L'eau présente à l'entrée du poste de calcination est récupérée à la base d'une trémie (non représentée) qu'il comporte et acheminée (flèche 52) vers la bâche à condensats 2. On se réfère maintenant à la figure 2A pour décrire un

dispositif de séparation selon l'invention, prévu avantageuse-

ment au poste de lavage. Ce poste de lavage a principalement pour buts, d'une part, de refroidir les solides carbonés issus du four de thermolyse et, d'autre part, de dissoudre dans l'eau de lavage les cristaux solubles qui sont présents dans les solides carbonés. Avantageusement, il est prévu en outre de piéger les solides carbonés fins présents dans le flux d'eau de lavage, à partir du filtre 15 prévu en sortie du poste de lavage. En pratique, ce filtre 15 comporte un tamis piégeant des particules de dimensions supérieures à quelques

microns, comportant alors du combustible CARBOR.

Le dispositif de séparation du poste de lavage 10 comporte un crible (ou trommel) 101 muni d'un tamis 102 sensiblement cylindrique et d'une partie tronconique 103 portant une spire sensiblement hélicoïdale (ou hélice) 104 sur sa surface interne. Les solides carbonés SC en sortie du four de thermolyse (flèche 1) sont introduits dans l'entrée 105 du trommel, par un conduit 109 sensiblement étanche, en particu- lier à l'air pour éviter la combustion des solides carbonés SC. Le dispositif de séparation comporte des galets supportant le trommel, à la manière d'un tambour rotatif, entraînés par un moteur électrique, de préférence à variateur. En pratique, l'entraînement est assuré par une chaîne (non représentée)

placée à l'extrémité de la partie tronconique 103.

Les solides carbonés SC issus du four sont entraînés en rotation dans le trommel et filtrés avec l'eau de lavage à travers le tamis 102, tandis qu'une partie des solides carbonés comportant des matériaux grossiers sont extraits par l'hélice 104 de la partie tronconique 103, vers la sortie 106 du trommel en rotation. En particulier, le tamis 102 est formé d'une maille à interstices de dimensions choisies, en vue de recueillir l'eau de lavage, typiquement de l'ordre de quelques centaines de microns. Cette eau est recueillie dans un réceptacle 108, formant avec l'enveloppe 107 du trommel une cuve sensiblement étanche, en particulier à l'air, au moins

à proximité du conduit 109 d'amenée des solides carbonés SC.

Le surplus d'eau au poste de rinçage 20 est acheminé (flèche 23) dans le réceptacle 108 o elle est mélangée à l'eau du poste de lavage 10. Le dispositif séparateur comporte alors

des moyens d'injection d'eau comportant une pompe de recircu-

lation 114, ainsi que des buses d'injection. En particulier, l'injection en 110 est effectuée par projection d'eau sur le

tamis 102 du trommel, en vue de nettoyer sa surface, préféren-

tiellement à partir d'une rampe de buses de nettoyage 110.

L'injection d'eau en 111 est effectuée en particulier pour

refroidir les solides carbonés issus du four de thermolyse.

L'ouverture 112 achemine également de l'eau (flèche 113) issue, quant à elle, des condensats LT recueillis en amont du poste de lavage primaire 10 (séchage des déchets, épuration des gaz de thermolyse, etc). Le refroidissement des solides carbonés SC par l'eau sous forme liquide produit alors un dégagement de vapeur d'eau qui est avantageusement récupérée par aspiration et acheminée (flèche 12) vers l'éjecteur/pompe 65. Le trommel en rotation, muni de l'hélice 104 et de la partie tronconique 103 évacue par sa sortie 106 des solides carbonés lavés (flèche 11) vers le poste de rinçage 20. En particulier,

ces solides carbonés comportent peu de sels solubles (chloru-

res, fluorures et autres).

En se référant en particulier à la figure 2B, la cuve 107 comporte un capot de protection 117, ouvrant, tout en assurant l'étanchéité de la cuve. Il permet en particulier le nettoyage

périodique du trommel 101. En pratique, une partie translu-

cide, de préférence en méthacrylate, est prévue sur le capot 117, de manière à visualiser l'état du tamis filtrant 102, en service. On se réfère maintenant à la figure 3 pour décrire un

dispositif séparateur que comporte le poste de rinçage 20.

Comme précédemment, ce dispositif séparateur comporte un trommel, rotatif, 201 muni d'une partie de filtrage (tamis 202) et d'une partie d'entraînement (partie tronconique 203 munie d'une spire hélicoïdale 204). Le trommel 201 reçoit par son entrée 205 des solides carbonés lavés (flèche 11) et extrait par sa sortie 206 des solides carbonés rincés (flèche 21). La bâche à condensats 2 fournit alors de l'eau, sous forme liquide (voie 2b), et entraînée par une pompe de circulation d'eau de rinçage 24 vers la sortie 206 (flèche 22) du trommel, tandis qu'une partie de cette eau est projetée sur la surface du tamis 202 pour le nettoyer. Il est à noter que, dans le dispositif de séparation du poste de rinçage, l'eau sous forme liquide est injectée à contre-courant du flux de matières solides, ce qui permet d'obtenir un rinçage correct des solides carbonés. L'eau de rinçage est récupérée dans le réceptacle 208 de la cuve 207. En particulier, le surplus d'eau dans le réceptacle de la cuve 207 est évacué (flèche 23) vers le poste de lavage 10, par la canalisation 209 prévue

dans une partie supérieure du réceptacle 208.

Dans l'exemple décrit, ce surplus d'eau, mélangé à l'eau de lavage est ainsi filtré des particules fines par le filtre 15

prévu dans le réceptacle 108 de la cuve du poste de lavage 10.

En variante, il peut être prévu un filtre pour particules micrométriques au-dessus de l'ouverture 209 de la cuve 207 du poste de rinçage. Il est à noter en outre que la cuve 207 n'est pas nécessairement étanche à l'air, dès lors qu'il n'est pas prévu de récupération de vapeur dans le traitement par

rinçage des solides carbonés.

On se réfère maintenant à la figure 4 pour décrire le

dispositif de séparation du poste de broyage 30 de l'instal-

lation de traitements des solides carbonés. Ce dispositif comprend un trommel 301, rotatif, muni d'une partie de

filtrage comportant un tamis 302 et d'une partie d'entraîne-

ment de forme tronconique 303. En outre, la partie de filtrage comprenant le tamis 302, comporte des boulets broyeurs 309 disposés dans le trommel et de diamètres supérieurs à la maille du tamis 302, les interstices de la maille du tamis 302 étant ici de dimensions typiquement de l'ordre de quelques millimètres. En particulier, il est prévu une maille de tamis 302 interchangeable pour réaliser des filtrages différents,

typiquement entre 3 et 15 mm.

Les solides carbonés rincés sont introduits (flèche 21) par l'entrée 305 du trommel et broyés par les boulets 309. Le trommel pivote à la manière d'un tambour en rotation autour de l'axe principal du cylindre que forme la partie de

filtration. Les matériaux broyés par les boulets 309 devien-

nent de dimensions suffisantes pour passer à travers les mailles du tamis 302 et sont recueillis alors dans le réceptacle 308, formant, avec l'enveloppe 307 du trommel, une cuve munie d'une ouverture en son fondpour l'évacuation d'eau comportant des particules fines (flèche 36). Cette eau est acheminée par une pompe d'extraction 316 vers le poste de

décantation/flottation 40.

L'alimentation en eau du dispositif séparateur/broyeur est assurée par la pompe d'alimentation 314, communiquant avec la bâche à condensats 2 (flèche 2A). Il est à noter en outre que l'injection d'eau dans le trommel est réalisée ici à contre-courant des solides carbonés, par la sortie 306 du trommel 301. Une partie complémentaire de l'eau est projetée par la rampe de buses de nettoyage 310, sur la surface du

tamis 302, pour son nettoyage.

Les matériaux non broyés (principalement des métaux et minéraux) sont extraits par la partie 303 de forme tronconique munie d'une spire hélicoïdale (ou hélice) 304, vers la sortie 306 du trommel. Il est à noter que les boulets broyeurs 309 sont réalisés dans un matériau (acier ou autre) de densité sensiblement supérieure à la densité des solides carbonés imbroyables à extraire en 37, ce qui permet de les conserver dans le trommel 301. Les matériaux imbroyables sont ensuite acheminés (flèche 37) vers des postes de séparation magnétique et à courants de Foucault 31 et 32. De façon générale, les matériaux imbroyables en sortie du trommel 301 comportent principalement des métaux et des minéraux (silice et autre),

produits incombustibles.

En se référant aux figures 2A, 2B, 3 et 4, il est à remarquer en particulier que les dispositifs de séparation prévus aux

postes de lavage 10, de rinçage 20 et de broyage 30, compor-

tent, pour l'ensemble, une partie de filtrage sensiblement cylindrique et une partie d'entraînement sensiblement tronconique, avec le sommet du cône tourné vers la sortie du trommel. Les axes principaux de ces parties cylindrique et tronconique sont sensiblement confondus avec l'axe de rotation

du trommel, sensiblement horizontal.

On se réfère maintenant à la figure 5 pour décrire le poste de décantation/flottation en sortie du poste de broyage. Le poste de décantation 40 comprend un récipient (ou colonne 401) muni d'un conduit 403 pour recevoir de l'eau chargée en matériaux broyés au poste 30 (flèche 36). Avantageusement, le conduit 403 définit une arrivée tangentielle par rapport à la paroi de la colonne 401 de cette eau, ce qui permet de créer un écoulement tourbillonnaire dans la colonne et d'obtenir une

séparation rapide et efficace des matériaux broyés.

Une ouverture munie d'un générateur/répartiteur de bulles fines 620, délivre de l'air comprimé issu du poste de condensation 60 (flèche 62), pour créer des bulles d'air dans la colonne 401. Ainsi, les matériaux légers présents dans la suspension aqueuse sont maintenus dans une partie supérieure 361, tandis que les matériaux lourds sont entraînés par gravité vers une partie inférieure 362 de la colonne. En particulier, ces matériaux légers comportent majoritairement des éléments carbonés (CARBOR) et peuvent être recueillis par

la voie d'évacuation d'eau 402 prévue dans la partie supé-

rieure de la colonne 401. Ces matériaux légers sont ensuite déshydratés en 41 pour fournir du combustible CARBOR lavé et

séché.

Le CARBOR trouve notamment des applications dans les fours de cimenterie en tant que combustible de substitution à faible teneur en chlore. Il trouve d'autres applications en tant qu'isolant dans des fours de carburation sans oxygène, ou encore, à titre d'exemple non limitatif, en tant que charbon actif. Avantageusement, une telle séparation par décantation, dynamique, permet d'augmenter la proportion de CARBOR obtenue et de diminuer sa teneur en cendres, du fait de la flottation

induite par l'injection d'air comprimé.

Les particules plus lourdes (en 362) issues de la décantation sont recueillies par intermittence par l'ouverture 404 que comporte le fond de la colonne 401 et emportées vers un poste de calcination des inertes fins 43 (flèche 51). Les particules calcinées comportent des métaux ferreux et non ferreux, ainsi que des minéraux pouvant être utilisés en tant qu'additifs de ciments. On se réfère maintenant à la figure 6 pour décrire le poste d'évaporation/cristallisation de l'eau issue du poste de lavage et contenant des sels dissous (chlorure, fluorure, etc). Ce poste comprend un évaporateur muni d'une tige rotative 174 comportant, en son extrémité inférieure, un

agitateur/racleur 171 du liquide 173 contenu dans l'évapora-

teur (ou cristallisoir) 177. Le liquide 173 est initialement issu du poste de lavage 10 (flèche 16) et recircule par intermittence dans le cristallisoir 17 via le filtre 18 ouvert à l'atmosphère (flèche 19A). Le liquide recirculé est injecté par l'ouverture étanche 175 que comporte la partie supérieure du cristallisoir 177. L'ouverture 176, étanche aussi, permet de récupérer la vapeur (flèche 64) que produit le traitement d'évaporation. Le cristallisoir comporte en outre une arrivée d'air chaud et sec 172, favorisant le traitement d'évaporation

(saturation en vapeur d'eau).

Le filtre 18 comporte une enveloppe 181 munie d'une ouverture 183 qui communique, d'une part, avec une ouverture prévue dans le fond du bac 182 et, d'autre part, avec la boucle de recirculation 19A. L'enveloppe 181 loge un bac filtrant 182 qui reçoit du liquide chargé de sels cristallisés et recirculé

par intermittence dans la boucle 19A.

Il est prévu, dans la colonne 177, des capteurs de température

et de conductivité du liquide recirculé. Lorsque la tempéra-

ture devient inférieure à un seuil prédéterminé et lorsque la conductivité devient supérieure à un seuil de conductivité prédéterminé, le traitement d'évaporation est interrompu par arrêt de l'aspiration (flèche 64) et la solution contenant les cristaux en suspension est transférée (vanne 179 ouverte) dans

le bac filtrant 182 du poste de cristallisation et déshy-

dratée. L'extraction des vapeurs en 176, ainsi que les vapeurs dégagées dans le poste de lavage 10 (flèche 12), sont acheminées vers l'éjecteur/pompe 65 qui communique avec le

poste de condensation 60, par l'ouverture 612 qu'il comporte.

Le module de condensation 601 est muni d'une ouverture dans sa partie inférieure 611, par laquelle les condensats (eau traitée) sont acheminés vers la bâche à condensats 2 (flèche

61). En pratique, la différence de pression dans le cristalli-

soir (pression inférieure à la pression atmosphérique) et dans le faisceau du module de condensation (pression sensiblement atmosphérique) crée une aspiration d'air dans le cristallisoir 17. L'air comprimé issu de l'éjecteur/pompe 65 est acheminé vers le poste de décantation/flottation 40 (flèche 62) par

l'ouverture 613 que comporte le module de condensation 601.

Ainsi, l'air ambiant 3 est reçu par le poste de condensation , au niveau de l'ouverture 614 du module de condensation, puis aspiré vers le poste d'évaporation. L'éjecteur/pompe 65 est alors agencé pour aspirer de l'air qui est saturé en vapeur d'eau, se comprime dans le module de condensation, puis

est envoyé au poste de décantation 40.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite ci-avant à titre d'exemple. Elle

s'étend à d'autres variantes.

Ainsi, on comprendra que l'installation, selon une variante simplifiée, peut ne comporter qu'un seul poste pour le lavage

et le rinçage des solides carbonés issus du four de thermo-

lyse.

Les dimensions des solides fins, récupérés dans les récepta-

cles des cuves dans les postes de lavage, rinçage et broyage,

sont données ci-avant à titre d'exemple. Elles sont suscepti-

bles de variantes.

Les applications des produits obtenus par les différents traitements de l'installation (CARBOR, métaux ferreux et non ferreux, minéraux et autres) sont décrites ci-avant à titre

d'exemples non limitatifs.

Dans les exemples qui concernent les dispositifs de séparation décrits ci-avant, l'axe de la partie tronconique des trommels est sensiblement confondu avec l'axe sensiblement horizontal de la partie cylindrique de filtrage. En variante, il peut être prévu des axes de trommels sensiblement inclinés par rapport à l'horizontale (partie d'extraction vers le haut), s'il est souhaité d'accroître le temps de traitement de séparation, et de là, la quantité de matériaux fins recueillis

dans les réceptacles.

Les moyens d'éjection (pales 104, 204 et 304, dans l'exemple décrit ciavant) sont décrits ci-avant à titre d'exemple. Ils

sont susceptibles de variantes.

Les boulets broyeurs 309 dans le dispositif de séparation par

broyage du poste 30, sont décrits ci-avant à titre d'exemple.

Bien que particulièrement avantageux, ils peuvent être remplacés par d'autres moyens de broyage (barres, rouleaux ou autres). Dans l'exemple de l'installation décrite ci-avant, le dispositif séparateur selon l'invention est appliqué à des postes de lavage, de rinçage et de broyage. De façon plus générale, un dispositif de séparation selon l'invention peut s'appliquer à tout autre poste de traitements de résidus, nécessitant un filtrage de matériaux grossiers, d'une part, et fins, d'autre part. A ce titre, l'invention concerne un

dispositif séparateur de ce type, mais aussi toute installa-

tion de traitements de déchets utilisant un tel dispositif.

Les éléments de l'installation décrits ci-avant peuvent faire partie d'une installation générale de traitement de déchets, comprenant des postes de séparation, ainsi que des postes de thermolyse, décrits de façon détaillée notamment dans la Demande de Brevet française déposée le 8 juin 1998 par la Demanderesse, sous le numéro 98 07177. A ce titre, la

description détaillée de la Demande déposée 98 07177 peut être

incorporée au contenu de la présente description, le cas

échéant.

Claims (32)

Revendications

1. Dispositif pour séparer des solides carbonés (SC) issus de thermolyse, caractérisé en ce qu'il comprend: - un crible (101;201;301) de forme générale sensiblement cylindrique creuse et comportant en ses extrémités respectives une entrée (105;205;305) des solides carbonés et une sortie (106;206;306) d'une partie au moins desdits solides carbonés comprenant des matériaux solides, grossiers, de dimensions sensiblement supérieures à des dimensions seuil choisies, et

- des moyens pour entraîner en rotation le crible, sensible-

ment autour de son axe (XX), en ce qu'une partie au moins de la surface du crible est percée pour former un tamis de filtrage (102;202;302), tandis que le dispositif comporte un réceptacle (108;208;308) disposé sous le crible pour recevoir par gravité des liquides et/ou des solides carbonés fins, de dimensions sensiblement inférieures aux dimensions seuil choisies, et en ce qu'une partie du crible (103;203;303), comprenant ladite sortie, est de forme sensiblement tronconique, avec le

sommet du cône tourné vers la sortie.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe du cône est sensiblement confondu avec l'axe général du

crible (XX).

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caracté-

risé en ce que l'axe du crible (XX) est sensiblement horizon-

tal.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractéri-

sé en ce que le crible comprend en outre des moyens d'éjection

(104;204; 304) desdits matériaux solides vers la sortie.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éjection comportent une spire sensiblement hélicoïdale (104;204; 304) fixée sur une surface interne de la

partie tronconique (103;203;303) du crible.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe de la spire (104;204;304) est sensiblement confondu avec

l'axe de la partie tronconique (103;203;303).

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce qu'il comporte au moins une voie d'achemine-

ment (111,112;206;306) vers le crible (101;201;301) d'un liquide solvant propre à coopérer avec une partie soluble des solides carbonés, tandis que ledit réceptacle (108;208;308) reçoit, par gravité, du liquide comprenant une partie dissoute

des solides carbonés.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe principale (107), sensiblement étanche à l'air, entourant le crible (101) en formant une cuve avec le réceptacle (108), et comportant une voie d'évacuation (12) de vapeurs provenant d'un refroidissement par le liquide

solvant des solides carbonés (SC) issus de thermolyse.

9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caracté-

risé en ce que ladite voie d'acheminement (14;22) communique avec le réceptacle en vue de réinjecter dans le crible une partie au moins du liquide contenu dans le réceptacle

(108;208).

10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caracté-

risé en ce qu'il comporte des moyens d'injection (111,112) du

liquide solvant dans l'entrée (105) du crible.

11. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10,

caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'injection (22,24;314,2a) du liquide solvant dans la sortie (205;305) du crible.

12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11,

caractérisé en ce que les moyens d'injection (110;210;310) sont agencés en outre pour injecter le liquide solvant sur la surface percée (102;202; 302) du crible, en vue de nettoyer

ladite surface percée.

13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce qu'il comporte, dans le crible (301), des moyens (309) pour broyer une partie au moins des solides carbonés.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens broyeurs comportent des boulets (309), de dimensions sensiblement supérieures aux dimensions seuil, disposés dans le crible (301) et aptes à broyer une partie au

moins des solides carbonés.

15. Installation de traitement de solides carbonés issus de thermolyse, comportant au moins un poste (10,20,30) muni d'un

dispositif de séparation selon l'une des revendications

précédentes, ladite séparation étant de type lavage, rinçage,

broyage ou analogue.

16. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comporte un poste de lavage (10) de solides carbonés en sortie d'un four de thermolyse, en ce que le poste

de lavage comporte un dispositif selon l'une des revendica-

tions 7 à 10, et en ce que le liquide solvant comporte de l'eau apte à refroidir les solides carbonés (SC) issus du four, tandis que la voie d'évacuation (12) achemine en partie

de l'eau sous forme vapeur vers un poste de condensation (60).

17. Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce qu'elle comporte un poste de rinçage (20) de solides carbonés en sortie du poste de lavage (10), et en ce que le poste de rinçage (10) comprend un dispositif selon la

revendication 11.

18. Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comporte un poste de broyage (30) des solides carbonés en sortie du poste de rinçage (20), et en ce que le poste de broyage (30) comprend un dispositif selon l'une des

revendications 13 et 14.

19. Installation selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle comporte un poste de décantation dynamique (40), par flottation de solides carbonés fins, en sortie du poste

de broyage (30).

20. Installation selon la revendication 19, caractérisée en ce que le poste de décantation (40) comprend un récipient (401) communicant avec le réceptacle (308) du poste de broyage pour recevoir du liquide portant des solides carbonés fins, légers, ainsi que des solides carbonés fins, lourds, en ce que le poste de décantation comporte des moyens d'injection (620) de gaz comprimé dans le récipient (401) pour maintenir sensiblement les solides carbonés légers dans une partie supérieure du récipient (361) tandis que les solides carbonés lourds s'acheminent par gravité vers une partie inférieure du récipient (362), et en ce que ladite partie supérieure est munie d'une ouverture (402) pour recueillir les solides

carbonés fins, légers, comportant majoritairement du coke.

21. Installation selon la revendication 20, caractérisée en ce que lesdits gaz comprimés comprennent de l'air comprimé

issu du poste de condensation (60).

22. Installation selon l'une des revendications 20 et 21,

caractérisée en ce que le récipient (401) comporte une ouverture tangentielle (403) communicant avec le réceptacle (308) du poste de lavage (20), en vue de créer dans le récipient (401) un écoulement tourbillonnaire du liquide

portant les solides carbonés fins.

23. Installation selon l'une des revendications 16 à 22,

caractérisée en ce qu'elle comporte un poste d'évaporation/ cristallisation (17,18) muni d'un évaporateur (17) communicant avec le réceptacle (108) du poste de lavage (10), et d'un bac filtrant (182) communicant avec l'évaporateur (17), en vue de récupérer des sels dissous dans l'eau de lavage, initialement contenus dans les solides carbonés (SC) sortant du four de thermolyse.

24. Installation selon la revendication 23, caractérisée en ce que l'évaporateur (17) comporte un agitateur (171) agencé pour racler des parois internes de l'évaporateur (17), en vue

de limiter l'incrustation de sels sur lesdites parois.

25. Installation selon l'une des revendications 23 et 24,

caractérisée en ce que l'évaporateur (17) comporte des moyens d'injection (172) d'air chaud et sec, issu du poste de condensation (60), en vue de favoriser la cristallisation

desdits sels.

26. Procédé de traitement de solides carbonés (SC) issus de thermolyse, en particulier de séparation desdits solides carbonés (SC), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) recevoir les solides carbonés (SC) en sortie d'un four de thermolyse, dans un conduit (109) sensiblement étanche à l'air, b) laver (10) les solides carbonés reçus dans un liquide solvant pour dissoudre des sels contenus dans les solides carbonés reçus, et c) trier (15,30) les solides carbonés lavés pour les séparer

en solides carbonés fins et solides carbonés grossiers.

27. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que l'étape de triage est suivie d'une étape d) de séparation (40) par décantation les solides carbonés fins, lourds, des solides carbonés fins, légers et comprenant majoritairement du coke,

en créant une flottation desdits solides carbonés fins légers.

28. Procédé selon l'une des revendications 26 et 27, caracté-

risé en ce que l'étape de triage c) comporte une opération

préalable de broyage (30,309) des solides carbonés lavés.

29. Procédé selon l'une des revendications 26 à 28, caractéri-

sé en ce qu'il comporte entre les étapes de lavage b) et de

triage c), une étape de rinçage des solides carbonés lavés.

30. Procédé selon l'une des revendications 26 à 29, caractéri-

sé en ce que l'étape b) de lavage est suivie en outre d'une étape d'évaporation (17,18) du liquide solvant, en vue de

récupérer lesdits sels sous forme de cristaux (19b).

31. Procédé selon l'une des revendications 27 à 30, caractéri-

sé en ce que l'étape de triage c) et/ou l'étape de séparation par décantation d) sont suivies d'une étape de séparation magnétique (31,44) pour récupérer respectivement, parmi les solides carbonés grossiers et les solides carbonés fins,

lourds, des métaux ferreux (33,46).

32. Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que l'étape de séparation magnétique est suivie d'une étape de séparation par courants de Foucault (32,45), en vue de récupérer des métaux non ferreux (34,47), d'une part, et des

minéraux (35,48), d'autre part.