FR2967523A1 - METHOD OF THERMALLY DESORPTING RADIONUCLEIDS AND / OR FIXED HEAVY METALS IN A LIGNOCELLULOSIC CARRIER, ADAPTIVE DEVICE - Google Patents
METHOD OF THERMALLY DESORPTING RADIONUCLEIDS AND / OR FIXED HEAVY METALS IN A LIGNOCELLULOSIC CARRIER, ADAPTIVE DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- FR2967523A1 FR2967523A1 FR1059416A FR1059416A FR2967523A1 FR 2967523 A1 FR2967523 A1 FR 2967523A1 FR 1059416 A FR1059416 A FR 1059416A FR 1059416 A FR1059416 A FR 1059416A FR 2967523 A1 FR2967523 A1 FR 2967523A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- heavy metals
- radionuclides
- lignocellulosic
- recovering
- pyrolysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims abstract description 14
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 2
- 238000004534 enameling Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000010921 garden waste Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
- G21F9/32—Processing by incineration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/64—Heavy metals or compounds thereof, e.g. mercury
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/20—Organic adsorbents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
L'objet de l'invention est un procédé de récupération de radionucléides et/ou de métaux lourds fixés sur des supports lignocellulosiques, notamment des écorces provenant de cartouches filtrantes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : On place les supports lignocellulosiques chargés en radionucléides et/ou de métaux lourds dans une enceinte à "lit profond", On chauffe cette matière première à une température d'au moins 450°C en l'absence d'oxygène, en vue de réaliser une réaction de pyrolyse, On traite les cendres de la pyrolyse contenant les radionucléides et/ou métaux lourds, On traite en continu les gaz issus de la pyrolyse. L'invention couvre aussi des modes de réalisation du dispositif.The object of the invention is a method for recovering radionuclides and / or heavy metals fixed on lignocellulosic supports, in particular barks originating from filter cartridges, characterized in that it comprises the following steps: The lignocellulosic supports are placed loaded with radionuclides and / or heavy metals in a "deep-bed" enclosure, this raw material is heated to a temperature of at least 450 ° C in the absence of oxygen, in order to carry out a pyrolysis reaction, The pyrolysis ashes containing the radionuclides and / or heavy metals are treated. The gases resulting from the pyrolysis are treated continuously. The invention also covers embodiments of the device.
Description
PROCEDE DE DESORPTION THERMIQUE DE RADIONUCLEIDES ET/OU DE METAUX LOURDS FIXES DANS UN SUPPORT LIGNOCELLULOSIQUE, DISPOSITIF ADAPTE METHOD OF THERMALLY DESORPTING RADIONUCLEIDS AND / OR FIXED HEAVY METALS IN A LIGNOCELLULOSIC CARRIER, ADAPTIVE DEVICE
La présente invention concerne la récupération par désorption thermique de radionucléides et/ou de métaux lourds fixés sur des supports lignocellulosiques. L'invention couvre également le dispositif associé. On sait récupérer des radionucléides, notamment de l'uranium et/ou du radium et/ou des métaux lourds, présents dans des eaux chargées provenant des mines, des divers cours d'eau ou des bassins de rétention des eaux tant naturels qu'artificiels. Les radionucléides sont aussi récupérés à partir des rejets industriels ou atmosphériques tout comme les métaux lourds. The present invention relates to the thermal desorption recovery of radionuclides and / or heavy metals attached to lignocellulosic supports. The invention also covers the associated device. It is known to recover radionuclides, including uranium and / or radium and / or heavy metals, present in charged water from mines, various watercourses or water retention ponds both natural and artificial. . Radionuclides are also recovered from industrial or atmospheric discharges just like heavy metals.
On considère comme radionucléides pour la suite de la description, les isotopes de métaux naturellement radioactifs ou qui auraient subi des traitements industriels les ayant rendus radioactifs. C'est le cas par exemple des radionucléides, notamment l'uranium, provenant des eaux d'exhaures des anciennes mines d'extraction d'uranium. For the rest of the description, radionuclides are considered to be the isotopes of metals which are naturally radioactive or which have undergone industrial treatments having rendered them radioactive. This is the case, for example, with radionuclides, in particular uranium, originating from mine-water from the old uranium mining mines.
L'uranium se trouve dans différents états dans la nature suivant qu'il est en eaux souterraines, état tétravalent ou en eaux de surface, état hexavalent, par exemple. On connaît des procédés comme celui décrit dans la demande de brevet français FR 09 57024 au nom du même demandeur ayant pour titre "Procédé de 20 traitement par oxydation d'un substrat pour l'adsorption de radionucléide?. Uranium is found in different states in nature depending on whether it is in groundwater, tetravalent state or surface water, hexavalent state, for example. Processes are known, such as that described in the French patent application FR 09 57024 in the name of the same applicant, entitled "Process for the oxidation treatment of a substrate for the adsorption of radionuclide".
Dans ces procédés de récupération, les radionucléides sont captés par des granules d'écorces ayant des dimensions de quelques millimètres. Une fois utilisés et saturés, ces granules d'écorce chargés en radionucléides doivent être traités. In these recovery processes, the radionuclides are captured by bark granules having dimensions of a few millimeters. Once used and saturated, these bark granules loaded with radionuclides must be treated.
On sait, pour donner un ordre d'idée, que les composés inorganiques représentent une faible fraction, environ 3%o de la masse initiale du support lignocellulosique vierge. Une première solution connue consiste à réaliser une désorption chimique. Cette méthode est longue à mettre en oeuvre et nécessite une grande quantité de fluides, notamment de lavage qu'il faut à leur tour retraiter. Le coût est éloigné de ceux qui rendraient la méthode industriellement et économiquement compatible. Une meilleure solution consiste à brûler les composés organiques, ce qui génère des cendres et qui a l'avantage de diminuer fortement le volume initial. To give an idea, it is known that the inorganic compounds represent a small fraction, about 3% of the initial mass of the virgin lignocellulosic support. A first known solution is to perform a chemical desorption. This method is long to implement and requires a large amount of fluids, including washing that must in turn reprocess. The cost is far from those that would make the method industrially and economically compatible. A better solution is to burn the organic compounds, which generates ash and has the advantage of greatly reducing the initial volume.
De fait, l'ensemble des radionucléides et des métaux lourds fixés est récupéré aux éventuelles fractions infinitésimales perdues, près. Les cendres étant fortement chargées en radionucléides et/ou en métaux lourds, leur manipulation nécessite de prendre des mesures de sécurité et des précautions du fait de leur toxicité et du fait de la propension à être entraînées dans l'atmosphère à cause de leur très faible densité. Cette combustion présente l'avantage d'être plus respectueuse de l'environnement, en prenant bien sûr la précaution de doter les incinérateurs d'un filtre à particules. Les cendres peuvent être une solution rapide pour minimiser au maximum le volume des déchets et par conséquent leur stockage et leur gestion. Il existe des demandes de brevet relatives à des combustions de substrats lignocellulosiques. Les documents WO 2006/096472 ou FR 2 621 034 par exemple. In fact, all the radionuclides and fixed heavy metals are recovered to the nearest infinitesimal fractions lost. As the ash is heavily loaded with radionuclides and / or heavy metals, handling requires safety measures and precautions because of their toxicity and the propensity to be carried into the atmosphere because of their very low density. This combustion has the advantage of being more environmentally friendly, of course taking the precaution of providing incinerators with a particulate filter. Ashes can be a quick solution to minimize the volume of waste and therefore their storage and management. There are patent applications relating to combustions of lignocellulosic substrates. WO 2006/096472 or FR 2 621 034 for example.
Néanmoins aucun détail n'est donné quant à la combustion elle-même et surtout, ils ne sont pas relatifs à des substrats lignocellulosiques chargés en radionucléides et/ou en métaux lourds mais concernent essentiellement le traitement des substrats lignocellulosiques en vue de leur destruction quand il s'agit de déchets verts de jardin ou de leur utilisation pour leur qualité énergétique . Or, dans le cas des substrats lignocellulosiques chargés en radionucléides et/ou en métaux lourds, si la combustion n'est pas totale et si la récupération des particules et des gaz dans les fumées n'est pas organisée alors les rejets sont chargés et le procédé n'est pas satisfaisant. La présente invention a pour objet le procédé de traitement des substrats lignocellulosiques chargés en radionucléides et le dispositif associé. Le procédé permet une combustion totale et évite tout rejet de particules nocives à l'atmosphère. Nevertheless, no details are given as to the combustion itself and, above all, they are not relative to lignocellulosic substrates loaded with radionuclides and / or heavy metals but essentially concern the treatment of lignocellulosic substrates with a view to their destruction when This is green garden waste or its use for energy quality. However, in the case of lignocellulosic substrates loaded with radionuclides and / or heavy metals, if the combustion is not total and if the recovery of the particles and gases in the fumes is not organized then the discharges are loaded and the process is not satisfactory. The subject of the present invention is the process for treating lignocellulosic substrates loaded with radionuclides and the associated device. The process allows for total combustion and avoids the release of harmful particles into the atmosphere.
La description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, préférentiel et non limitatif, est établie en regard des dessins annexés sur lesquels les différentes figures représentent : - Figure 1 : une vue d'un premier mode de réalisation d'un four pour la mise en oeuvre du procédé, - Figure 2 : une vue d'un second mode de réalisation d'un four pour la mise en oeuvre du procédé. Le dispositif décrit sur la figure 1 comprend une enceinte 10 formant le four. Cette enceinte 10 est fortement isolée thermiquement. De plus, elle est avantageusement réalisée en matériau apte à résister à la corrosion engendrée par l'émission de gaz corrosifs, notamment les matériaux lignocellulosiques ayant été préparés avec recours aux acides comme cela est indiqué dans la demande de brevet français FR 09 57024. The following description of a particular, preferred and nonlimiting embodiment is set out with reference to the accompanying drawings in which the various figures represent: FIG. 1: a view of a first embodiment of a furnace for the implementation of the method, - Figure 2: a view of a second embodiment of an oven for carrying out the method. The device described in Figure 1 comprises an enclosure 10 forming the oven. This enclosure 10 is highly thermally insulated. In addition, it is advantageously made of material capable of resisting corrosion caused by the emission of corrosive gases, especially lignocellulosic materials that have been prepared using acids as indicated in the French patent application FR 09 57024.
La paroi intérieure peut ainsi être réalisée en acier Inox renforcé ou en matériau réfractaire revêtue d'un émaillage pour ne citer que ces possibilités. Cette enceinte est en effet destinée à recevoir des supports 12 lignocellulosiques chargés en radionucléides et/ou en métaux lourds afin de les traiter thermiquement, notamment des écorces provenant de cartouches filtrantes. L'enceinte comporte trois zones essentielles et cette enceinte est dite à "lit profond" : - une zone 14 de combustion des supports 12 lignocellulosiques, - une zone 16 de récupération des cendres, et - une zone 18 de traitement des gaz de combustion. Les supports 12 concernés doivent être secs, au sens de non imbibés d'eau. Les supports sont donc au moins égouttés et séchés à l'air libre. Ces supports sont à l'origine divisés en granules de quelques millimètres, pour la 15 fonction qui leur est assignée à savoir la captation des radionucléides, et donc les supports sont utilisés tels quels. La zone 14 de combustion comprend une alimentation 20 en supports 12 lignocellulosiques destinés à permettre la constitution d'un lit de supports 12 chargés en radionucléides et/ou en métaux lourds, sur une hauteur H. 20 Cette zone 14 comprend à sa partie inférieure des moyens 22 de chauffe. Sur la figure 1, il s'agit d'un foyer 24 qui peut fonctionner au bois ou à tout autre combustible. Ce foyer 24 comporte une grille 26 supérieure de façon à diffuser les calories produites par le foyer aux supports et de façon à retenir les supports durant la pyrolyse. 25 De l'air est insufflé par un piquage 28 de façon à apporter l'oxygène nécessaire au foyer. Au-dessous la zone 16 de récupération des cendres reçoit les cendres issues de la combustion de la matière lignocellulosiques chargée en radionucléides et/ou en métaux lourds, passées à travers la grille 26 ou plus généralement à travers les moyens 22 de chauffe, dans une cassette si bien que ces cendres sont essentiellement des radionucléides et/ou des métaux lourds comme il sera expliqué par la suite. The inner wall can thus be made of reinforced stainless steel or refractory material coated with enameling to mention only these possibilities. This chamber is indeed intended to receive lignocellulosic supports 12 loaded with radionuclides and / or heavy metals in order to treat them thermally, including barks from filter cartridges. The enclosure comprises three essential zones and this enclosure is called "deep bed": - a zone 14 for burning lignocellulosic supports 12, - an area 16 for recovering ashes, and - a zone 18 for treating combustion gases. The supports 12 concerned must be dry, in the sense of not soaked with water. The supports are therefore at least drained and dried in the open air. These supports are originally divided into granules of a few millimeters, for the function assigned to them, namely the capture of radionuclides, and therefore the supports are used as such. The zone 14 of combustion comprises a supply 20 of lignocellulosic supports 12 intended to allow the formation of a bed of supports 12 loaded with radionuclides and / or heavy metals, over a height H. This zone 14 comprises in its lower part heating means 22. In Figure 1, it is a fireplace 24 that can work with wood or any other fuel. This fireplace 24 has an upper grill 26 so as to diffuse the calories produced by the hearth to the supports and so as to retain the supports during the pyrolysis. Air is blown through a stitching 28 to provide the necessary oxygen to the furnace. Below the ash recovery zone 16 receives the ashes resulting from the combustion of the lignocellulosic material loaded with radionuclides and / or heavy metals, passed through the gate 26 or more generally through the heating means 22, in a cassette so that these ashes are essentially radionuclides and / or heavy metals as will be explained later.
La zone 18 de traitement des gaz de combustion comprend une alimentation 30 en matière 32 combustible, notamment de la matière lignocellulosique, identique ou du même type au sens de sa capacité d'absorption des radionucléides et/ou des métaux lourds que celle ayant servi à la filtration. Notamment, la dimension moyenne des granules de matière lignocellulosique peut être diminuée puisque les problèmes de colmatage que l'on peut générer dans les filtres de fluides n'existent pas dans le dispositif selon la présente invention. La granulométrie inférieure peut avoir l'avantage d'offrir un meilleur pouvoir de filtration. Cette zone 18 de traitement des gaz permet donc une accumulation de granules 15 de matière combustible, en l'occurrence de la matière lignocellulosique, sur une hauteur h. Cette matière lignocellulosique est vierge de radionucléides et/ou de métaux lourds. L'enceinte 10 comporte une ouverture 34 de sortie permettant l'évacuation des 20 gaz de combustion. Cette ouverture est située au-dessus de la zone 18 de traitement des gaz. Cette ouverture 34 peut avantageusement être dotée d'un filtre 36 adapté, destiné à retenir les ultimes particules avant rejet à l'atmosphère. Un filtre à particules comportant une électrode portée à un très haut potentiel 25 est adapté en ce qu'il permet en effet de capter les particules de très petit diamètre. Ce filtre 36 doit également résister à la forte température de l'enceinte et aux conditions imposées par la nature chimique des gaz. The zone 18 for treating the combustion gases comprises a feed 30 made of combustible material, in particular lignocellulosic material, which is identical or of the same type in the sense of its capacity for the absorption of radionuclides and / or heavy metals, as that used for filtration. In particular, the average size of the lignocellulosic material granules can be decreased since the clogging problems that can be generated in the fluid filters do not exist in the device according to the present invention. The lower particle size may have the advantage of offering better filtration power. This zone 18 for treating the gases thus makes it possible to accumulate granules 15 of combustible material, in this case lignocellulosic material, over a height h. This lignocellulosic material is virgin radionuclides and / or heavy metals. The enclosure 10 has an outlet opening 34 for the evacuation of the combustion gases. This opening is located above the gas treatment zone 18. This opening 34 may advantageously be provided with a filter 36 adapted to retain the ultimate particles before discharge to the atmosphere. A particulate filter having an electrode raised to a very high potential 25 is adapted in that it indeed makes it possible to capture the particles of very small diameter. This filter 36 must also withstand the high temperature of the enclosure and the conditions imposed by the chemical nature of the gases.
Dans le four représenté sur la figure 2, on reprend les mêmes références augmentées de 100 pour les éléments identiques à ceux de la figure 1. La différence essentielle est la présence de moyens 122 de chauffe qui sont constitués d'au moins une résistance 124 électrique et non d'un foyer à flamme. In the oven shown in FIG. 2, the same references increased by 100 for the elements identical to those in FIG. 1 are taken up. The essential difference is the presence of heating means 122 which consist of at least one electrical resistor 124 and not a flame hearth.
L'intérêt dans cet agencement est celui de pouvoir réguler précisément la puissance calorifique. La résistance est située au plus proche voire noyée dans la matière combustible, ce qui permet un pilotage de la pyrolyse de façon optimisée. Le procédé selon l'invention est maintenant décrit en détail, quel que soit le 10 dispositif décrit ci-dessus, retenu. Les supports de matériau lignocellulosique, chargés de la zone 14 de combustion sont introduits par l'alimentation 20. Ces supports constituent un lit sur une hauteur H qui sera conservée constante. Cette matière première est rapidement chauffée à au moins 450°C/500°C, en 15 l'absence d'oxygène, en vue de réaliser une réaction de pyrolyse. Dans le cas des substrats lignocellulosiques tels que ceux à base d'écorces utilisés dans la demande de brevet français FR 09 57024, la température devra être supérieure à 800°C, voire 1 100°C. La pyrolyse est un craquage thermique en l'absence de produits oxydants. Même 20 si on peut distinguer deux étapes primaire et secondaire dans une réaction de pyrolyse avec des réactions homogènes et hétérogènes, dans la présente invention, on considère sous le terme pyrolyse toutes ces réactions comme constituant un tout. Le substrat cellulosique, constitué essentiellement de cellulose, d' hémicellulose 25 et de lignine, se décompose sous l'action de la chaleur en : - Une phase condensable qui contient des huiles composées d'eau, d'espèces organiques (goudrons composés d'aromatiques, d'hydrocarbures polyaromatiques) et d'espèces inorganiques (Calcium, Silicium, Potassium, Fer, Soufre, et des métaux lourds). - Une phase gazeuse qui comprend essentiellement de l'eau, du monoxyde et du dioxyde de carbone, de l'hydrogène, du méthane, de l'éthylène et l'acétylène ainsi que des hydrocarbures lourds. - Une phase solide (char) contenant du carbone et des espèces inorganiques. Au-dessus, le lit de matière 32 combustible finement divisée, assure le confinement de la chaleur et la filtration des gaz résultant de la combustion des supports 12 lignocellulosiques chargés, sur une hauteur h maintenue également constante. Cette filtration des gaz permet en outre de collecter les COV (Composés Organiques Volatils) et de refaire passer certains radionucléides et/ou métaux lourds de la phase gazeuse à la phase solide, évitant ainsi leur diffusion. Cette matière peut donc se charger des différents composés volatils et des gaz, les entraînant de nouveau dans la zone de combustion, évitant alors la diffusion de ces produits résultant de la pyrolyse dans l'atmosphère. Cette matière 32 combustible est destinée à être brûlée également et à compléter l'apport calorifère. Cette matière 32 combustible est séchée, ce qui améliore son rendement combustible lorsqu'elle se trouve ensuite en zone 14 combustible. Par contre l'interface entre le lit de supports 12 lignocellulosiques chargés d'une hauteur H et le lit de matière 32 combustible d'une hauteur h doit rester sensiblement au même niveau de façon à conserve la zone 14 de combustion avec ses paramètres et la zone de filtration avec ses paramètres. The interest in this arrangement is that of being able to precisely regulate the heating power. The resistor is located closest to or even embedded in the combustible material, which allows control of the pyrolysis optimally. The method according to the invention is now described in detail, irrespective of the device described above, retained. The supports of lignocellulosic material, loaded with the combustion zone 14 are introduced by the supply 20. These supports constitute a bed on a height H which will be kept constant. This raw material is rapidly heated to at least 450 ° C / 500 ° C, in the absence of oxygen, to effect a pyrolysis reaction. In the case of lignocellulosic substrates such as those based on bark used in the French patent application FR 09 57024, the temperature should be greater than 800 ° C, or even 1100 ° C. Pyrolysis is a thermal cracking in the absence of oxidizing products. Even if two primary and secondary steps can be distinguished in a pyrolysis reaction with homogeneous and heterogeneous reactions, in the present invention, all of these reactions are considered as a whole under the term pyrolysis. The cellulosic substrate, consisting essentially of cellulose, hemicellulose and lignin, decomposes under the action of heat into: - A condensable phase which contains oils composed of water, organic species (tar composed of aromatic, polyaromatic hydrocarbons) and inorganic species (Calcium, Silicon, Potassium, Iron, Sulfur, and heavy metals). A gaseous phase which essentially comprises water, carbon monoxide and dioxide, hydrogen, methane, ethylene and acetylene as well as heavy hydrocarbons. - A solid phase (char) containing carbon and inorganic species. Above, the bed of finely divided fuel material 32 ensures the confinement of the heat and the filtration of the gases resulting from the combustion of the loaded lignocellulosic supports 12 over a height h which is also kept constant. This gas filtration also makes it possible to collect VOCs (Volatile Organic Compounds) and to redirect certain radionuclides and / or heavy metals from the gas phase to the solid phase, thus avoiding their diffusion. This material can therefore be charged with the various volatile compounds and gases, driving them back into the combustion zone, thus avoiding the diffusion of these products resulting from the pyrolysis in the atmosphere. This combustible material is intended to be burned as well and to supplement the heat input. This fuel material is dried, which improves its fuel efficiency when it is subsequently in the fuel zone. On the other hand, the interface between the bed of lignocellulosic supports loaded with a height H and the bed of combustible material with a height h must remain substantially at the same level so as to keep the combustion zone 14 with its parameters and the filtration zone with its parameters.
Ainsi, on dispose d'un filtre renouvelable au fur et à mesure conservant ainsi toutes ses performances et dont le recyclage ou le traitement est continu puisqu'il est détruit. Thus, we have a renewable filter as and keeping thus all its performance and whose recycling or treatment is continuous since it is destroyed.
Les seuls gaz et particules susceptibles de passer par l'orifice sont le gaz carbonique et un peu de vapeur d'eau, voire des poussières de carbone extrêmement fines car il est prévu une combustion complète des matériaux. C'est la raison pour laquelle, il peut être prévu un filtre à particules en complément. Les cendres comprennent donc des radionucléides et/ou des métaux lourds quasi intégralement, quelques particules de carbone étant éventuellement recueillies. Ces cendres doivent donc être traitées de façon adaptée car les produits sont toxiques à l'inhalation et ces cendres sont sensibles aux flux d'air. The only gases and particles likely to pass through the orifice are carbon dioxide and a little water vapor, or even extremely fine carbon dust because it is expected a complete combustion of materials. This is the reason why it can be provided a particulate filter in addition. The ashes thus comprise radionuclides and / or heavy metals almost completely, some carbon particles possibly being collected. These ashes must be treated appropriately because the products are toxic to inhalation and these ashes are sensitive to airflow.
La cassette pourra donc être adaptée pour être fermée lors de sa sortie automatiquement. Ces cendres, constituées exclusivement de composés inorganiques, de radionucléides et/ou de métaux lourds, sont recyclées. Afin de donner un ordre d'idée, le lit profond comprend une zone 14 de 15 combustion d'une hauteur H de 0,60m à 1,50m. La zone 18 de traitement des gaz est d'une hauteur h de 0,60 à 2,50m. Le diamètre peut être très variable puisque c'est lui qui détermine la capacité du four. Néanmoins, il faut tenir compte du fait que dans un cylindre qui correspond à la forme la plus simple, il se produit un effet de coeur, qui limite en pratique les 20 dimensions. Les parois de l'incinérateur peuvent aussi être équipées de rugosités, rapportés ou venues de fabrication, de façon à dévier les parcours des gaz. Des manipulations de laboratoires donnent les résultats suivants. The cassette can be adapted to be closed when it is automatically released. These ashes, consisting exclusively of inorganic compounds, radionuclides and / or heavy metals, are recycled. To give an idea, the deep bed comprises a combustion zone 14 with a height H of 0.60m to 1.50m. The gas treatment zone 18 has a height h of 0.60 to 2.50m. The diameter can be very variable since it determines the capacity of the oven. Nevertheless, it must be taken into account that in a cylinder which corresponds to the simplest form, a heart effect occurs which limits the dimensions in practice. The walls of the incinerator can also be equipped with roughness, reported or manufactured, so as to deflect the gas paths. Laboratory manipulations give the following results.
25 lère série d'essais Des essais sont conduits avec deux granulométries différentes, telles qu'elles peuvent être utilisées dans le traitement des eaux. Les contenants sont en porcelaine et comportent un couvercle. The first series of tests Tests are conducted with two different particle sizes, such that they can be used in the treatment of water. The containers are porcelain and have a lid.
La masse déposée est de 10g d'écorces. On peut analyser la perte de poids et la perte de volume. Le traitement thermique comporte des profils de montée en température et des maintiens en température. The deposited mass is 10g of bark. Weight loss and volume loss can be analyzed. The heat treatment includes temperature rise profiles and temperature maintenance.
Dans le cas présent, le protocole est le suivant : - montée en température en 1 heure à 650°C, puis - maintien à 650°C pendant 6h30, puis - montée en 1 heure de 650°C à 850°C, et - maintien 10h à 850°C. In the present case, the protocol is as follows: - temperature rise in 1 hour at 650 ° C., then - hold at 650 ° C. for 6h30, then - rise in 1 hour from 650 ° C. to 850 ° C., and - hold 10h at 850 ° C.
Granulométri Masse Masse après Perte Volume Volume Perte e initiale four masse Initial après four volume Ecorces (9) (9) (70) (ce (cm3) (70) < 250 Nm 10,0020 0,3365 96,63 32,71 3,28 89,98 1 à 4 mm 9,9974 0,0859 99,14 43,29 1,58 96, 35 On constate un effet granulométrie dépendant et la granulométrie la plus fine n'est pas la plus efficace. 2es'série d'essais On utilise une même granulométrie 1-4 mm pour montrer cette fois l'effet de la masse initiale sur la perte de masse. Le traitement thermique retenu comprend une montée en température à 850°C en une heure et un maintien à 850°C pendant 5h. Granulometry Mass Mass after Loss Volume Volume Loss initial e kiln mass Initial after furnace volume Bark (9) (9) (70) (ce (cm3) (70) <250 Nm 10,0020 0,3365 96,63 32,71 3 89.98 1 to 4 mm 9.9974 0.0859 99.14 43.29 1.58 96 A dependent particle size effect is observed and the finest particle size is not the most effective. The same particle size is used 1-4 mm to show this time the effect of the initial mass on the loss of mass.The heat treatment retained includes a rise in temperature at 850 ° C in one hour and maintenance at 850 ° C for 5h.
Granulométrie Masse Masse Perte Ecorces initiale après four masse (9) (9) (70) 1 à 4 mm 20,0884 04,027 79,95 1 à 4 mm 10,0401 0,2157 97,85 1 à 4 mm 5,041 0,0359 98,75 1 à 4 mm 1,0049 0,0062 99,38 On note que plus la masse initiale est réduite et plus la perte de poids pour un même traitement thermique est efficace. Granulometry Mass Mass Loss Initial bark after furnace mass (9) (9) (70) 1 to 4 mm 20.0884 04.027 79.95 1 to 4 mm 10.0401 0.2157 97.85 1 to 4 mm 5.041 0.0359 98.75 1 to 4 mm 1.0049 0.0062 99.38 It is noted that the lower the initial mass is reduced and the weight loss for the same heat treatment is effective.
3es' série d'essais On analyse l'effet de la température sur deux types d'échantillons de granulométries différentes. En effet, on effectue un traitement de montée en température à 1 100°C en deux heures puis maintien à 1 100°C pendant 6h30. Granulométrie Masse Masse après Perte Ecorces initiale four masse (9) (9) (70) < 250 Nm 5,0293 0,0,1658 96, 70 1 à 4 mm 5,0210 0,0311 99, 3810 On constate que la température a un effet puisque pour une masse initiale fortement semblable de 5,04g et 5,02g, on obtient avec 1 100°C un pourcentage de 99,38 au lieu de 98,75. 3rd series of tests The effect of temperature is analyzed on two types of samples of different particle sizes. Indeed, a heat-up treatment is carried out at 1100 ° C. in two hours and then maintained at 1100 ° C. for 6h30. Granulometry Mass Mass after Loss Initial bark furnace mass (9) (9) (70) <250 Nm 5,0293 0,0,1658 96, 70 1 to 4 mm 5,0210 0,0311 99, 3810 It can be seen that the temperature has an effect since for a strongly similar initial mass of 5.04g and 5.02g, a percentage of 99.38 is obtained at 1100 ° C instead of 98.75.
Claims (11)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1059416A FR2967523B1 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | METHOD OF THERMALLY DESORPTING RADIONUCLEIDS AND / OR FIXED HEAVY METALS IN A LIGNOCELLULOSIC CARRIER, ADAPTIVE DEVICE |
PCT/FR2011/052645 WO2012066228A1 (en) | 2010-11-16 | 2011-11-15 | Method for the thermal desorption of radioactive nuclides and/or heavy metals fixed in a lignocellulosic mass, and suitable device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1059416A FR2967523B1 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | METHOD OF THERMALLY DESORPTING RADIONUCLEIDS AND / OR FIXED HEAVY METALS IN A LIGNOCELLULOSIC CARRIER, ADAPTIVE DEVICE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2967523A1 true FR2967523A1 (en) | 2012-05-18 |
FR2967523B1 FR2967523B1 (en) | 2012-12-28 |
Family
ID=44303313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1059416A Active FR2967523B1 (en) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | METHOD OF THERMALLY DESORPTING RADIONUCLEIDS AND / OR FIXED HEAVY METALS IN A LIGNOCELLULOSIC CARRIER, ADAPTIVE DEVICE |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2967523B1 (en) |
WO (1) | WO2012066228A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3224054A1 (en) * | 1982-06-28 | 1983-12-29 | Kiener Pyrolyse Gesellschaft für thermische Abfallverwertung mbH, 7000 Stuttgart | Process and apparatus for volume reduction of organic waste of low radioactivity |
FR2532100A1 (en) * | 1982-08-20 | 1984-02-24 | Ca Atomic Energy Ltd | Process for reducing the volume of radioactive waste. |
US20080257235A1 (en) * | 2005-11-18 | 2008-10-23 | Joint Stock Company "Alliance-Gamma" | Radioactive Waste Reprocessing Method and Device |
-
2010
- 2010-11-16 FR FR1059416A patent/FR2967523B1/en active Active
-
2011
- 2011-11-15 WO PCT/FR2011/052645 patent/WO2012066228A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3224054A1 (en) * | 1982-06-28 | 1983-12-29 | Kiener Pyrolyse Gesellschaft für thermische Abfallverwertung mbH, 7000 Stuttgart | Process and apparatus for volume reduction of organic waste of low radioactivity |
FR2532100A1 (en) * | 1982-08-20 | 1984-02-24 | Ca Atomic Energy Ltd | Process for reducing the volume of radioactive waste. |
US20080257235A1 (en) * | 2005-11-18 | 2008-10-23 | Joint Stock Company "Alliance-Gamma" | Radioactive Waste Reprocessing Method and Device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2967523B1 (en) | 2012-12-28 |
WO2012066228A1 (en) | 2012-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0692677B1 (en) | Process and installation for the thermolysis of waste | |
CA2763409C (en) | Novel method for pyrogasification of organic waste | |
LU85980A1 (en) | PROCESS AND PLANT FOR THE INCINERATION OF FUELS | |
EP1660248A2 (en) | Thermolysis of organic waste in a ball furnace | |
FR2678850A1 (en) | PROCESS AND INSTALLATION OF THERMOLYSIS OF INDUSTRIAL AND / OR HOUSEHOLD WASTE. | |
CA2609383C (en) | Method for distilling solid organic products | |
EP3963028A1 (en) | Method for treating solid biomass by steam cracking integrating the energy of the co-products | |
EP0485255B2 (en) | Process and apparatus for the production of a solid fuel from combustible wastes | |
FR2863920A1 (en) | Treating and valorizing flow of waste involves gasification phase using superheated steam | |
EP1077248A1 (en) | Process and plant for the production of combustible gases from a feedstock rich in organic material | |
FR2721691A1 (en) | Gasification of solid domestic wastes | |
WO2011027394A1 (en) | Waste treatment method | |
EP0426925B1 (en) | Process and installation for the treatment of municipal and industrial wastes | |
EP3055386B1 (en) | Method and system for purifying a raw synthesis gas originating from the pyrolysis and/or gasification of a carbonized material charge by destruction of tars contained in the gas | |
EP1749563A1 (en) | Method and apparatus for treating gas | |
FR2967523A1 (en) | METHOD OF THERMALLY DESORPTING RADIONUCLEIDS AND / OR FIXED HEAVY METALS IN A LIGNOCELLULOSIC CARRIER, ADAPTIVE DEVICE | |
FR2822721A1 (en) | PROCESS AND PLANT FOR REDUCING THE NITROGEN OXIDES PRESENT IN THE COMBUSTION FUMES OF A GAS FROM A THERMOLYSIS PROCESS | |
WO2017077243A1 (en) | Device for thermolysis in stages | |
EP0851906A1 (en) | Method for gasification processing of solid combustible municipal refuse and the like | |
CA3058977A1 (en) | Method and facility for producing electricity from an srf load | |
FR2833189A1 (en) | PROCESS AND PLANT FOR THE TREATMENT OF GAS FROM THE THERMAL EFFECT DECOMPOSITION OF A SOLID LOAD | |
EP0395619A1 (en) | Process for treatment and use of pyrolysis and bombustion products from a gasifier and plant for carrying out this process | |
FR2818281A1 (en) | Gasifier for biomass comprising organic effluents and wastes, burns pyrolysis gas for indirect heating of separate chamber containing wastes | |
FR2718981A1 (en) | Installation for the treatment of heterogeneous waste by wet oxidation implemented using an autoclave. | |
FR3121445A1 (en) | PROCESS FOR THE TREATMENT OF SOLID BIOMASS INTEGRATING THE ENERGY OF BY-PRODUCTS FOR THE DRYING OF CHIPBOARDS BEFORE STEAM CRACKING |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 11 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 12 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 14 |