FR2793172A1 - Cleaning a material contaminated by residues comprises mixing it with a solid cleaning product and blunt objects - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE VALORISATION DE MATIERE. MATERIAL RECOVERY PROCESS.
La présente invention concerne la valorisation de matière souillée en vue de son recyclage. Elle concerne également un produit combustible de substitution issu de cette valorisation, préférentiellement pour des cimenteries. The present invention relates to the recovery of soiled material for recycling. It also relates to a substitute combustible product resulting from this recovery, preferably for cement factories.
Que ce soit en provenance des industriels ou des particuliers, on trouve dans les filières de recyclage des produits dont la matière qui les constitue pourrait tre utilisée comme matière première de divers procédés de fabrication. Cependant, d'autres substances peuvent tre déposées sur ces produits et constituer des souillures dont la présence empche l'utilisation des produits comme matière première, car ces souillures nuiraient à la qualité du procédé de fabrication utilisant cette matière première ou du produit fabriqué par ce procédé. Ces produits, qui constituent une matière souillée peuvent tre des emballages, ayant des résidus de substances qu'ils ont contenues, par exemple des hydrocarbures, des peintures, des huiles, des produits des industries chimique ou agroalimentaire. Whether it comes from industrialists or individuals, there are products in the recycling sectors whose material constituting them could be used as raw material for various manufacturing processes. However, other substances can be deposited on these products and constitute stains whose presence prevents the use of the products as raw material, because these stains would harm the quality of the manufacturing process using this raw material or of the product manufactured by this process. These products, which constitute a contaminated material, can be packaging, having residues of substances which they have contained, for example hydrocarbons, paints, oils, products of the chemical or food industry.
On connaît actuellement des procédés d'incinération de cette matière souillée. L'émission dans l'atmosphère des gaz de combustion par les installations d'incinération pose des problèmes pour l'environnement, et il est nécessaire de doter les incinérateurs d'installations de traitement de fumées complexes et onéreuses. On perd également de cette manière la valorisation en tant que matière de la plupart des éléments combustibles. De plus, le traitement d'emballages métalliques nécessite un apport énergétique important et les pièces métalliques issues des résidus solides de l'incinération sont plus difficiles à valoriser car elles incorporent du mâchefer. Processes for the incineration of this contaminated material are currently known. The emission of combustion gases into the atmosphere from incineration plants poses environmental problems, and it is necessary to provide incinerators with complex and expensive smoke treatment plants. In this way the recovery as a material of most of the fuel elements is also lost. In addition, the treatment of metal packaging requires significant energy input and the metal parts from solid incineration residues are more difficult to recover because they incorporate clinker.
On connaît également le traitement des déchets par thermolyse. La matière souillée est portée à une température moyenne qui permet de transformer certains composants sous forme de gaz combustible. On rencontre ici aussi les mmes nécessités de traitement des fumées, et une consommation énergétique élevée. De mme la matière combustible des emballages n'est pas directement valorisée. The treatment of waste by thermolysis is also known. The contaminated material is brought to a medium temperature which allows certain components to be transformed into combustible gas. We also meet here the same requirements for smoke treatment, and high energy consumption. Likewise, the combustible material in packaging is not directly recovered.
On connaît également une technique de nettoyage par lavage avec de l'eau, éventuellement avec des additifs tels que des détergents. En fonction des produits qui souillent la matière, l'efficacité de cette technique n'est pas en accord avec les exigences de propreté définies par les utilisateurs de la matière première. De plus, le procédé génère des eaux polluées par les produits contenus par la matière souillée et qui nécessitent un traitement avant d'tre rejetées. There is also known a cleaning technique by washing with water, possibly with additives such as detergents. Depending on the products that contaminate the material, the effectiveness of this technique is not in accordance with the cleanliness requirements defined by the users of the raw material. In addition, the process generates water polluted by the products contained by the contaminated matter and which require treatment before being discharged.
L'invention a pour but de répondre aux problèmes indiqués ci-dessus. The object of the invention is to respond to the problems indicated above.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de nettoyage de matière souillée par des résidus, caractérisé en ce que la matière à nettoyer est amenée par brassage en contact avec un produit solide de nettoyage et frappée par des objets contondants. Le produit solide de nettoyage permet de détacher et de capter les résidus liquides ou pâteux tels que des produits chimiques, des hydrocarbures ou des peintures. With these objectives in view, the invention relates to a process for cleaning material soiled by residues, characterized in that the material to be cleaned is brought by stirring in contact with a solid cleaning product and struck by blunt objects. The solid cleaning product detaches and collects liquid or pasty residues such as chemicals, hydrocarbons or paints.
Les objets contondants sont des poids denses qui ne comportent pas d'angle vif. Lors du brassage, ils viennent frapper ou rouler sur les surfaces de la matière à nettoyer. Ces chocs ou ces écrasements ont pour effet de casser et de pulvériser les résidus solides qui adhèrent à la matière à nettoyer. Ainsi les résidus ne sont plus adhérents à la matière à nettoyer.Blunt objects are dense weights that do not have a sharp corner. When brewing, they strike or roll on the surfaces of the material to be cleaned. These shocks or crushing have the effect of breaking and pulverizing the solid residues which adhere to the material to be cleaned. Thus residues are no longer adherent to the material to be cleaned.
Le procédé selon l'invention comporte l'avantage de ne pas faire appel à une combustion ou à une thermolyse. The method according to the invention has the advantage of not requiring combustion or thermolysis.
De ce fait il n'y a pas de fumées à traiter et pas besoin d'installation lourde et coûteuse pour effectuer ce traitement. Ce procédé n'utilise pas non plus d'eau de lavage qui contiendrait des polluants après passage sur la matière à nettoyer. On évite ainsi l'utilisation d'une installation de traitement de 1'eau pour isoler les polluants.Therefore there is no smoke to treat and no need for heavy and expensive installation to perform this treatment. This process also does not use washing water which would contain pollutants after passing over the material to be cleaned. This avoids the use of a water treatment installation to isolate the pollutants.
Grâce à l'invention, on obtient une matière suffisamment propre au regard des exigences pour une utilisation dans un cycle de valorisation de la matière. Thanks to the invention, a sufficiently clean material is obtained with regard to the requirements for use in a material recovery cycle.
De manière avantageuse, le produit de nettoyage est un produit fibreux. On utilise avantageusement de la sciure de bois comme produit solide de nettoyage, mais d'autre produits, tels que du chanvre broyé, peuvent tre utilisés. En plus de sa capacité d'absorption, celle-ci présente l'avantage de ne pas se compacter, de ne pas s'agglomérer lors du brassage, et également d'avoir un effet abrasif. Le passage de la sciure sur les surfaces à nettoyer permet d'obtenir un effet abrasif pour faire partir des surfaces à nettoyer des particules solides adhérentes. Pour obtenir un effet abrasif supplémentaire, on peut avantageusement utiliser du sable comme produit solide de nettoyage. Préférentiellement, le sable est un sable siliceux qui a une dureté importante et donc un effet abrasif renforcé. D'une autre manière avantageuse, le produit de nettoyage peut tre un mélange de sciure et de sable pour combiner les effets d'abrasion et d'absorption. Advantageously, the cleaning product is a fibrous product. Sawdust is advantageously used as a solid cleaning product, but other products, such as ground hemp, can be used. In addition to its absorption capacity, it has the advantage of not compacting, of not agglomerating during mixing, and also of having an abrasive effect. The passage of sawdust over the surfaces to be cleaned makes it possible to obtain an abrasive effect in order to leave adherent solid particles from the surfaces to be cleaned. To obtain an additional abrasive effect, it is advantageous to use sand as a solid cleaning product. Preferably, the sand is a siliceous sand which has a high hardness and therefore a reinforced abrasive effect. In another advantageous manner, the cleaning product can be a mixture of sawdust and sand to combine the effects of abrasion and absorption.
L'invention a aussi pour objet un mode de mise en oeuvre particulier du procédé défini ci-dessus, caractérisé en ce que le brassage de la matière à nettoyer est effectué dans un tambour rotatif à axe horizontal, et en ce que le chargement à l'intérieur de ce tambour est effectué à une des extrémités du tambour par des moyens d'alimentation et de transport dans lesquels sont déversés séparément la matière à nettoyer et le produit solide de nettoyage, et en ce que le mélange est évacué par l'autre extrémité du tambour. The invention also relates to a particular mode of implementation of the process defined above, characterized in that the mixing of the material to be cleaned is carried out in a rotary drum with horizontal axis, and in that the loading with the inside this drum is carried out at one end of the drum by means of feeding and transport into which the material to be cleaned and the solid cleaning product are poured separately, and in that the mixture is discharged by the other end of the drum.
L'axe de ce tambour est horizontal. Le mouvement de rotation du tambour entraîne la matière, le produit de nettoyage et les poids le long de la paroi où ils sont maintenus par la force centrifuge, jusqu'à ce que le déséquilibre les fasse retomber vers le point bas du tambour. Le produit à nettoyer et la matière retombent et glissent l'un sur l'autre. Le produit à nettoyer passe de cette manière sur les surfaces de la matière et absorbe les résidus liquides ou pâteux qui s'y trouvent. De par leur constitution massive, les poids tombent lourdement vers la paroi du tambour, ils écrasent la matière qui est interposée entre la paroi du tambour et les poids ou entre les poids eux-mmes et roulent dessus. On obtient ainsi un effet mécanique qui écrase les résidus solides et friables. De plus, si le produit de nettoyage est interposé entre l'un des poids et la matière à nettoyer, celui-ci se trouve comprimé contre la matière à nettoyer et glisse sur elle avec de la pression. L'effet abrasif est ainsi augmenté. On voit ainsi que la matière à nettoyer introduite dans le tambour est alors débarrassée des résidus qui y adhéraient. Le mme effet est obtenu lorsque la matière à nettoyer et le produit de nettoyage sont pris entre les poids. The axis of this drum is horizontal. The rotation movement of the drum drives the material, the cleaning product and the weights along the wall where they are held by centrifugal force, until the imbalance causes them to fall back towards the bottom point of the drum. The product to be cleaned and the material fall back and slide over each other. The product to be cleaned thus passes over the surfaces of the material and absorbs the liquid or pasty residues therein. Due to their massive constitution, the weights fall heavily towards the wall of the drum, they crush the material which is interposed between the wall of the drum and the weights or between the weights themselves and roll over them. A mechanical effect is thus obtained which crushes solid and friable residues. In addition, if the cleaning product is interposed between one of the weights and the material to be cleaned, the latter is compressed against the material to be cleaned and slides on it with pressure. The abrasive effect is thus increased. It can thus be seen that the material to be cleaned introduced into the drum is then rid of the residues which adhered thereto. The same effect is obtained when the material to be cleaned and the cleaning product are caught between the weights.
Selon une disposition particulière de l'invention, les objets contondants sont des barres qui s'étendent sensiblement sur la longueur du tambour rotatif. De cette manière, les barres ne peuvent se concentrer dans aucune zone privilégiée du tambour, et les chocs générés par le mouvement de ces barres sont répartis sur toute la longueur du tambour. According to a particular arrangement of the invention, the blunt objects are bars which extend substantially over the length of the rotary drum. In this way, the bars cannot be concentrated in any privileged area of the drum, and the shocks generated by the movement of these bars are distributed over the entire length of the drum.
Selon une autre disposition préférentielle, les objets contondants sont des boulets de taille suffisante pour rester à l'intérieur du tambour. According to another preferred arrangement, the blunt objects are balls of sufficient size to remain inside the drum.
De manière préférentielle, la matière à nettoyer est préalablement déchiquetée en morceaux de granulométrie inférieure à 200 mm, par exemple de 100 à 200 mm, en au moins une opération. Cette opération peut tre réalisée par exemple par des broyeurs à couteaux rotatifs. La matière ainsi déchiquetée est déversée sur un convoyeur à bande qui alimente une vis d'Archimède qui elle-mme alimente le tambour rotatif. Preferably, the material to be cleaned is shredded beforehand into pieces of grain size less than 200 mm, for example from 100 to 200 mm, in at least one operation. This operation can be carried out for example by mills with rotary knives. The material thus shredded is poured onto a conveyor belt which feeds an Archimedes screw which itself feeds the rotary drum.
Le mélange traité dans le tambour rotatif est convoyé à la sortie du tambour vers un crible. Le mélange est séparé en une partie fine qui est constituée essentiellement du produit de nettoyage, et en une partie grossière qui constitue la matière valorisée. Le tri est complété par la séparation des éléments métalliques de la partie grossière par une technique connue en soi, telle qu'une séparation magnétique. Eventuellement, les éléments métalliques de la partie fine sont également séparés par la mme technique, dans un but d'épuration. The mixture treated in the rotary drum is conveyed at the outlet of the drum to a screen. The mixture is separated into a fine part which consists essentially of the cleaning product, and a coarse part which constitutes the recovered material. The sorting is completed by the separation of the metallic elements from the coarse part by a technique known per se, such as a magnetic separation. Optionally, the metallic elements of the fine part are also separated by the same technique, for the purpose of purification.
Cette partie fine est ensuite soit réutilisée comme produit à nettoyer, soit mise en réserve pour tre utilisée par exemple comme combustible solide, par exemple dans des cimenteries.This fine part is then either reused as a product to be cleaned, or put in reserve to be used for example as solid fuel, for example in cement factories.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va tre faite à titre d'exemple d'un procédé et dispositif de traitement de matière souillée conforme à l'invention. Other characteristics and advantages will appear in the description which will be given by way of example of a process and device for treating contaminated material in accordance with the invention.
On se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
-la figure 1 est une vue en plan d'une installation avec les différents postes de traitement de la matière
-la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un tambour
-la figure 3 est une vue en perspective d'un tambour rotatif
A titre d'exemple, la figure 1 montre une implantation d'une installation mettant en oeuvre le procédé objet de l'invention. On y trouve dans l'ordre de traitement de la matière un broyeur (2), un tambour rotatif (1), un crible (3), une trémie de stockage (4) du produit de nettoyage (22). Des convoyeurs à bande connus en soi relient les appareils entre eux. D'autres convoyeurs à bande complètent l'installation, en particulier un convoyeur à bande (9) relie la trémie au convoyeur à bande (6) qui alimente le tambour rotatif (1), et un autre convoyeur (30) depuis la sortie du crible vers un banc de tri (5).Reference is made to the appended drawings in which:
FIG. 1 is a plan view of an installation with the various material processing stations
FIG. 2 is a cross-sectional view of a drum
FIG. 3 is a perspective view of a rotary drum
By way of example, FIG. 1 shows an installation of an installation implementing the method which is the subject of the invention. In the material processing order, there is a grinder (2), a rotary drum (1), a screen (3), a storage hopper (4) of the cleaning product (22). Belt conveyors known per se connect the devices together. Other belt conveyors complete the installation, in particular a belt conveyor (9) connects the hopper to the belt conveyor (6) which feeds the rotary drum (1), and another conveyor (30) from the outlet of the screen to a sorting bench (5).
Le dessin de la figure 2 représente le tambour rotatif (1) dans lequel ont été déversés la matière à nettoyer (21) ainsi que le produit de nettoyage (22), au milieu desquels se trouvent les barres (20). Dans un exemple de réalisation, le tambour (1) a un diamètre de 1,90 m et une longueur de 3,90 m. Les barres (20) sont en acier, et ont une longueur de 3,50 m, avec un diamètre compris entre 50 et 70 mm, soit une masse de 50 à 110 kg. The drawing of Figure 2 shows the rotary drum (1) into which have been poured the material to be cleaned (21) as well as the cleaning product (22), in the middle of which are the bars (20). In an exemplary embodiment, the drum (1) has a diameter of 1.90 m and a length of 3.90 m. The bars (20) are made of steel, and have a length of 3.50 m, with a diameter between 50 and 70 mm, ie a mass of 50 to 110 kg.
Le nombre de barres (20) à l'intérieur du tambour (1) est typiquement de 50 à 70, mais peut tre moins élevé en fonction du produit à traiter. On n'a représenté que quelques barres sur le dessin pour une meilleure lisibilité de celui-ci. La vitesse de rotation du tambour (1) est d'environ 20 tours par minute.The number of bars (20) inside the drum (1) is typically from 50 to 70, but may be lower depending on the product to be treated. Only a few bars have been shown on the drawing for better readability thereof. The rotation speed of the drum (1) is approximately 20 revolutions per minute.
Sur la figure 3, la représentation du tambour rotatif (1) fait apparaître à l'une des extrémités de celui-ci une ouverture (17) ménagée au centre de la face (11) qui ferme le tambour (1) et une vis d'Archimède (14) introduite dans le tambour (1) par cette ouverture (17). In Figure 3, the representation of the rotary drum (1) shows at one end thereof an opening (17) formed in the center of the face (11) which closes the drum (1) and a screw d 'Archimedes (14) introduced into the drum (1) through this opening (17).
A l'autre extrémité du tambour (1), des trous oblongs (13) sont ménagés sur la partie cylindrique du tambour (1). Ces trous (13) s'étendent dans le sens tangentiel au cylindre et ont une dimension de 100 x 200 mm. Le guidage en rotation du tambour (1) est assuré par au moins quatre galets (15) répartis en deux couples dont l'axe de rotation est sensiblement horizontal et parallèle à l'axe du tambour (1), les axes des galets (15) de chaque couple étant sensiblement confondus et situés de part et d'autre d'un plan vertical passant par l'axe du tambour (1). Au moins un de ces galets (15) est entraîné en rotation par un moteur (16). La puissance mécanique absorbée par un exemple de réalisation de ce type est de l'ordre de 60 à 100 kW pour une capacité de traitement de 4 à 6 tonnes par heure. Cette puissance est très modeste en comparaison des puissances nécessaires pour le traitement de la matière par un procédé par incinération ou par thermolyse.At the other end of the drum (1), oblong holes (13) are provided on the cylindrical part of the drum (1). These holes (13) extend tangentially to the cylinder and have a dimension of 100 x 200 mm. The drum (1) is guided in rotation by at least four rollers (15) distributed in two pairs, the axis of rotation of which is substantially horizontal and parallel to the axis of the drum (1), the axes of the rollers (15 ) of each pair being substantially combined and located on either side of a vertical plane passing through the axis of the drum (1). At least one of these rollers (15) is rotated by a motor (16). The mechanical power absorbed by an exemplary embodiment of this type is of the order of 60 to 100 kW for a treatment capacity of 4 to 6 tonnes per hour. This power is very modest in comparison with the powers necessary for the treatment of the material by a process by incineration or by thermolysis.
On obtient par ces moyens la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Par le mouvement de rotation du tambour (1) autour de son axe, dans le sens horaire sur la figure 2, le contenu du tambour (1) est entraîné et remonte le long de la paroi sur le côté gauche du tambour. La force centrifuge maintient tout le contenu en application sur la paroi jusqu'à un point au-delà duquel le contenu est en déséquilibre et retombe vers le point bas du tambour. Comme les barres (20) sont des éléments massifs, elles chutent lourdement contre la paroi (10) du tambour (1) ou elles s'entrechoquent entre elles. L'effet mécanique d'écrasement est obtenu sur la matière à nettoyer (21) et le produit de nettoyage (22) qui se trouvent interposés entre les barres (20) ou entre une barre (20) et la paroi (10) du tambour (1). The implementation of the method of the invention is obtained by these means. By the rotational movement of the drum (1) around its axis, clockwise in Figure 2, the contents of the drum (1) is driven and rises along the wall on the left side of the drum. The centrifugal force keeps all the content applied on the wall up to a point beyond which the content is unbalanced and falls back towards the bottom point of the drum. As the bars (20) are massive elements, they fall heavily against the wall (10) of the drum (1) or they collide with each other. The mechanical crushing effect is obtained on the material to be cleaned (21) and the cleaning product (22) which are interposed between the bars (20) or between a bar (20) and the wall (10) of the drum. (1).
On voit sur la figure 3 que le mélange de la matière à nettoyer (21) et du produit de nettoyage (22) est déversé à l'une des extrémités du tambour. Bien qu'il s'agisse de matière solide, le mouvement imposé à l'intérieur du tambour crée une sorte de fluidisation du mélange, et de ce fait, celui-ci se répartit progressivement sur toute la longueur du tambour (1). Il en résulte que le mélange atteint l'autre extrémité (12) du tambour où se trouvent les trous d'évacuation (13) réalisés sur le tambour. Le mélange passe à travers ceuxci et tombe sur un convoyeur à bande (7) qui l'évacue vers le crible (3). It can be seen in FIG. 3 that the mixture of the material to be cleaned (21) and the cleaning product (22) is poured out at one of the ends of the drum. Although it is a solid material, the movement imposed inside the drum creates a kind of fluidization of the mixture, and as a result, it is gradually distributed over the entire length of the drum (1). As a result, the mixture reaches the other end (12) of the drum where the discharge holes (13) made on the drum are located. The mixture passes through these and falls on a belt conveyor (7) which discharges it towards the screen (3).
Dans une installation préférentielle, le cycle de la matière comporte les opérations suivantes. La matière est d'abord amenée dans un broyeur à couteaux rotatifs (2). Ce broyeur, connu par ailleurs, comporte deux axes parallèles situés dans un plan sensiblement horizontal et sur lesquels sont montés des disques. A chaque disque sur un arbre correspond un disque sur l'autre arbre, les deux disques se trouvant en recouvrement partiel. Le recouvrement de ces disques constitue ainsi une cisaille. In a preferred installation, the material cycle includes the following operations. The material is first fed into a rotary knife mill (2). This mill, known moreover, has two parallel axes located in a substantially horizontal plane and on which discs are mounted. Each disc on a tree corresponds to a disc on the other tree, the two discs being in partial overlap. The covering of these discs thus constitutes a shear.
La matière à nettoyer est introduite au-dessus des arbres en rotation inverse, de telle manière que la matière est entraînée entre les arbres et est découpée par les cisailles formées par les disques.The material to be cleaned is introduced above the shafts in reverse rotation, so that the material is entrained between the shafts and is cut by the shears formed by the discs.
La matière (21) ainsi déchiquetée a une granulométrie inférieure à 200 mm. Elle est déposée sur un convoyeur à bande (6) qui alimente le tambour rotatif (1). Ce convoyeur à bande (6) reçoit également le produit de nettoyage (22) qui est stocké dans une trémie (4), connue en soi, par l'intermédiaire d'un autre convoyeur à bande (9). Le mélange ainsi constitué sur le convoyeur à bande (6) est déversé dans la vis d'Archimède (14) qui alimente le tambour rotatif (1), laquelle transfère, par sa rotation, le mélange à l'intérieur du tambour (1). The material (21) thus shredded has a particle size less than 200 mm. It is placed on a belt conveyor (6) which feeds the rotary drum (1). This belt conveyor (6) also receives the cleaning product (22) which is stored in a hopper (4), known per se, via another belt conveyor (9). The mixture thus formed on the conveyor belt (6) is poured into the Archimedes screw (14) which feeds the rotary drum (1), which transfers, by its rotation, the mixture inside the drum (1) .
Après le traitement déjà décrit ci-dessus, le mélange est transféré vers le crible (3), lequel sépare le mélange en une partie fine et en une partie grossière. After the treatment already described above, the mixture is transferred to the screen (3), which separates the mixture into a fine part and a coarse part.
Dans une réalisation préférentielle, la taille des mailles du crible est d'environ 15 à 25 mm.In a preferred embodiment, the screen mesh size is approximately 15 to 25 mm.
La partie fine, constituée essentiellement du produit de nettoyage (22), est débarrassée des éléments métalliques, puis évacuée selon son état, soit vers la trémie (4) pour un nouveau cycle si cette partie fine n'est pas saturée de résidus, soit, dans le cas contraire, vers un stockage pour constituer un combustible solide de substitution. The fine part, consisting essentially of the cleaning product (22), is freed of the metallic elements, then evacuated according to its state, either towards the hopper (4) for a new cycle if this fine part is not saturated with residues, or , if not, to storage to constitute a solid substitute fuel.
La partie grossière est ensuite évacuée vers un banc de tri (5) connu en soi et constitue la matière valorisée qui sera utilisée comme matière première. The coarse part is then evacuated to a sorting bench (5) known per se and constitutes the recovered material which will be used as raw material.
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