FR3053698A1 - Dispositif pour la preparation des biomasses destinees a la methanisation et sa mise en oeuvre - Google Patents
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Abstract
La plupart des installations actuelles sont équipées de démêleurs et/ou de broyeurs ne garantissant pas l'homogénéisation ou préparation de la matière et encore moins la bonne gestion des corps étrangers. L'auteur de la présente invention a imaginé rapporter aux installations existantes un incorporateur de matières autonome, en charge de traiter les déchets préalablement à la méthanisation, pour les rendre plus facilement assimilables par les digesteurs et en optimiser ainsi les résultats.. Il est constitué d'un caisson principal (101) comprenant et réunissant tous les équipements techniquesnécessaires pour traiter le substrat à partir de déchets solides et liquides, notamment un «bac incorporateur» (102), pour l'introduction des déchets solides, une «alimentation effluents» (103), un moyen de mélange et démêlage des déchets solides « mixeur-démêleur » (104), un moyen de broyage et pompage « broyeur mobile » (105), un moyen de récupération des éléments indésirables « récupérateur» (106), un « conduit de transfert » (107) et une « cuve de stockage » (108), le poids des déchets avant et après traitement étant contrôlé par un « contrôleur-peseur » (109) et toutes les opérations étant gérées à partir d'une « zone de commande » (110).
Description
© N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
053 698
01081
COURBEVOIE
©) Int Cl8 : C 12 M 1/33 (2017.01), C12M 1/107, C 02 F 11/04, C 12 P 5/02, B 02 C 2/00, 19/22, B 09 B 3/00
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
| ©) Date de dépôt : 11.07.16. | ©) Demandeur(s) : INCOPPOPATEUP-BIOGAZ.COM |
| (30) Priorité : | SAS Société par actions simplifiée — FR. |
| ©) Inventeur(s) : FOUGERES STEPHANE. | |
| ©) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 12.01.18 Bulletin 18/02. | |
| (56) Liste des documents cités dans le rapport de | |
| recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
| présent fascicule | |
| @) Références à d’autres documents nationaux | ©) Titulaire(s) : INCORPORATEUR -BIOGAZ.COM SAS |
| apparentés : | Société par actions simplifiée. |
| ©) Demande(s) d’extension : | @) Mandataire(s) : INCORPORATEUR-BIOGAZ.COM. |
104) DISPOSITIF POUR LA PREPARATION DES BIOMASSES DESTINEES A LA METHANISATION ET SA MISE EN OEUVRE.
FR 3 053 698 - A1
La plupart des installations actuelles sont équipées de demêleurs et/ou de broyeurs ne garantissant pas l'homogénéisation ou préparation de la matière et encore moins la bonne gestion des corps étrangers. L'auteur de la présente invention a imaginé rapporter aux installations existantes un incorporateur de matières autonome, en charge de traiter les déchets préalablement à la méthanisation, pour les rendre plus facilement assimilables par les digesteurs et en optimiser ainsi les résultats..
Il est constitué d'un caisson principal (101) comprenant et réunissant tous les équipements techniquesnécessaires pour traiter le substrat à partir de déchets solides et liquides, notamment un «bac incorporateur» (102), pour l'introduction des déchets solides, une «alimentation effluents» (103), un moyen de mélange et démêlage des déchets solides « mixeur-démêleur » (104), un moyen de broyage et pompage « broyeur mobile » (105), un moyen de récupération des éléments indésirables « récupérateur» (106), un « conduit 109 de transfert » (107) et une « cuve de stockage » (108), le poids des déchets avant et après traitement étant contrôlé par un « contrôleur-peseur » (109) et toutes les opérations étant gérées à partir d'une « zone de commande » (110).
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DISPOSITIF POUR LA PREPARATION DES BIOMASSES DESTINEES A LA METHANISATION ET SA MISE EN OEUVRE.
On sait que le biogaz est un produit issu de la fermentation de matières organiques animales ou végétales en l’absence d’oxygène. Cette fermentation qui est généralement désignée par méthanisation se produit tout naturellement par exemple dans les marais ou dans les décharges de déchets organiques mais peut être également obtenue dans des installations prévue à cet effet appelées digesteurs. Ces digesteurs traitent principalement des boues d’épuration, des déchets organiques industriels ou agricoles, etc.
Le gaz généré par la fermentation qui est appelé « Biogaz » est composé essentiellement de méthane (dans une proportion de 50 à 70%) et de dioxyde de carbone (CO2) avec des quantités variables de vapeur d’eau, de sulfure d’Hydrogène (H2S) et parfois de composés divers de contamination.
L’énergie tirée du Biogaz est issue uniquement du méthane et participe ainsi à l’énergie dite énergie fossile ou gaz naturel, qui contient en plus du méthane du butane, du propane et d’autres éléments.
Le Biogaz peut être épuré pour en extraire le dioxyde de carbone (CO2) et le sulfure d’hydrogène (H2S) qui le composent.
On distingue trois plages de production de biogaz selon les températures :
a) Psychrophile de 15 à 25°C
b) Mésophile de 25-45°C
c) Thermophile 45-65 °C
Dans les zones tempérées ce sont les digesteurs mésophiles qui sont le plus utilisés et généralement à 38°C.
Les sources de biogaz les plus courantes proviennent des stockages de matière organique tels que : Les cultures, les décharges, la collecte sélective des déchets putrescibles, les boues des stations d’épuration, les effluents d’élevage, les effluents des industries agroalimentaires, le fond des lacs et marais etc.
Le Biogaz est un Biocarburant qui présente de nombreux avantages par exemple :
La réduction des émissions de gaz à effet de serre,
La réduction de certains microbes dans les effluents agricoles,
II se substitue à d’autres énergies exogènes (fossiles et nucléaires),
II diminue la charge en carbone des déchets végétaux,
II est issu du traitement gratuit des purins qui récupérés en fin de cycle se trouvent purifiés de certaines maladies.
II est injectable sur le réseau de gaz naturel après épuration et offre un excellent rendement énergétique.
On peut utiliser le Biogaz pour la combustion dans un moteur à gaz ou turbine, l’alimentation de certaines centrales thermoélectriques, chaufferies collectives, le chauffage et enrichissement en CO2 de serres, carburant pour véhicules, etc.
La méthanisation dite autrement digestion anaérobie est le processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d’oxygène qui génère le Biogaz.
Cette technologie naturelle joue un rôle important dans le cycle du carbone et pourrait contribuer aux modifications climatiques.
Elle est mise en oeuvre dans un « Digesteur » pour dépolluer des rejets chargés en matière organique tout en produisant de l’énergie thermique ou électrique par combustion du méthane ou dans des moteurs thermiques.
Elle a ainsi toute sa place dans les solutions de production d’énergie dite renouvelable car elle produit de l’énergie, réduit la charge polluante des déchets et effluents et génère un résidu dit « Digestat » utilisable comme fertilisant ou amendement organique.
Le Digestat, résidu de la méthanisation » contient des éléments minéraux et peut être utilisé comme un engrais minéral
La méthanisation permet de traiter les effluents liquides, même lorsqu'ils sont chargés en matières en suspension. C'est par exemple le cas des effluents d'élevage (lisiers), et des boues de stations d'épuration (souvent des boues mixtes qui rassemblent les boues primaires et les boues biologiques).
La méthanisation des déchets solides s'applique à la plupart des déchets organiques. Cette technique s'applique à la fraction fermentescible des déchets qui doit être triée et recueillie par une collecte séparative, avant d'être méthanisée. Selon la provenance, on distingue différents types de déchets :
Les déchets alimentaires, journaux, emballages, textiles, déchets verts, sousproduits de l'assainissement urbain ;
Les déchets Industriels : boues des industries agroalimentaires, déchets de transformation des industries végétales et animales,
Les déchets Agricoles : déjections d'animaux, substrats végétaux solides, bois déchiquetés etc
On parle généralement de méthanisation solide lorsque les déchets à digérer ont un taux de matière sèche au-dessus de 15 à 20 %.
La méthanisation « à la ferme » est en fort développement, soit avec des projets individuels soit des projets collectifs ou territoriaux qui associent plusieurs agriculteurs et d'autres acteurs du territoire.
La production du Biogaz ou méthanisation est pratiquée selon plusieurs techniques plus ou moins adaptées aux types et origine des déchets ou encore aux résultats recherchés.
La première des techniques implique un Digesteur hermétique en béton ou acier comprenant un chauffage interne généralement par serpentins et disposant d’un moyen de brassage pour empêcher la formation de croûtes et homogénéiser la matière via un système fixe ou mobile à hélices, à pales ou mixte, le stockage du Biogaz se faisant directement audessus du digesteur sous une double membrane étanche.
Une autre technique dite « à voie sèche discontinue » est appliquée dans un Digesteur en silo couvert ou container hermétiquement fermé, sans brassage mais chauffé, le Biogaz étant maintenu en stockage interne ou externe.
Il est également utilisé le Digesteur à piston plutôt destiné aux mélanges pâteux, limité en volume d’occupation et offrant une bonne préparation à la post-digestion mais le plus souvent accouplé à un post-digesteur qui termine la méthanisation.
Enfin, le Digesteur filtre anaérobie est exclusivement utilisé pour les déchets liquides et offre un volume d’occupation très limité et une durée de méthanisation très courte, il est également accouplé à un post-digesteur pour terminer la méthanisation.
Quelles que soient la technique et l’installation utilisées, la méthanisation rencontre aujourd’hui des problèmes de rentabilité, celle-ci étant obtenue par la vente d’électricité, de chaleur ou de gaz.
La rentabilité d’une installation de méthanisation implique une optimisation du rendement par la parfaite application du processus de digestion.
La plupart des installations actuelles sont équipées de démêleurs et/ou de broyeurs ne garantissant pas l’homogénéisation ou préparation de la matière et encore moins la bonne gestion des corps étrangers.
C’est â ce niveau qu’intervient la présente invention, l’auteur ayant imaginé l’apport dans les installations existantes d’un incorporateur de matière en charge de traiter les déchets préalablement à la méthanisation, pour les rendre plus facilement assimilables par les digesteurs et optimiser ainsi les résultats.
L’incorporateur de matières de l’invention permet de mixer les matières solides afin d’homogénéiser la granulation et le taux de matières sèches des substrats avant l’entrée dans le Digesteur.
L’incorporateur de matières de la présente invention améliore sensiblement les équipements aujourd’hui rencontrés, offrant un système de préparation de substrat dimensionné et adaptable à tous les digesteurs existants.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif incorporateur de matières comprend principalement un certain nombre d’éléments techniques coopérant fonctionnellement entre eux dont :
a) Un caisson modulé dit « caisson principal » qui reçoit l’ensemble des éléments pour le stockage et la préparation de la matière,
b) Un bac démêleur à arbre lent à double effet dit « bac incorporateur »,
c) Un moyen d’alimentation de déchets organiques fluides dit « alimentation effluents »,
d) Un moyen de démêlage des déchets organiques solides dit « mixeur-démêleur »,
e) Un moyen mobile de Broyage-pompage dit « Broyeur mobile»,
f) Un moyen de récupération des éléments indésirables dit « récupérateur »,
g) Un moyen de transfert du lieu de broyage vers la cuve de stockage dit « conduit de transfert »,
h) Un moyen de stockage de matière traitée dit « cuve de stockage »,
i) Un moyen de pesage pour le contrôle et le remplissage des quantités chargées dit « contrôleur-peseur ».
j) Un moyen numérique de gestion et contrôle de commande dit « zone de commande ».
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le « caisson principal » du dispositif incorporateur de matières est constitué d’un container préférablement de forme parallélépipédique rectangle, fabriqué en matériau solide tel que métal, béton ou tout autre matériau compatible, pour recevoir en son intérieur les aménagements et moyens techniques nécessaires à la réception, au stockage et au traitement de déchets solides et liquides, afin de préparer lesdits déchets et les rendre plus facilement assimilables par un digesteur d’installation de méthanisation extérieur.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le « bac incorporateur » est fabriqué en matériau solide tel que métal ou tout autre matériau compatible et placé préférablement sur la partie supérieure du « caisson principal ». Il est constitué d’un espace destiné à recevoir un volume déterminé de déchets solides et assimilables et limité par un plan arrière incliné, deux plans latéraux, un plan supérieur ouvert constituant l’accès du « bac incorporateur » et un plan inférieur incliné pour conduire les déchets solides vers un arbre tournant dit « arbre broyeur » muni d’« ailettes coupantes » et animé dans les deux sens de rotation par un moteur électrique, lesdits déchets broyés par ledit « arbre broyeur » rejoignant par une ouverture et par gravité la zone de mixage du « caisson principal ».
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen d’alimentation en déchets organiques fluides dit « alimentation effluents » est constitué par un conduit de préférence cylindrique et de dimensions adaptées pour que l’orifice de déversement dudit conduit soit positionné dans la zone de mixage à un endroit proche du système mobile de broyagepompage dit « broyeur mobile ».
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen de démêlage des déchets organiques solides dit « mixeur-démêleur » est constitué d'une vis sans fin à filet continu coupant, animée en rotation par un moteur électrique, sur tout ou partie de la longueur de la zone de mixage entre deux paliers tournants, chacun desdits paliers étant placé sur l’une et l’autre des parois opposées de ladite zone de mixage.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen mobile de Broyage-pompage dit « Broyeur mobile» est constitué d’au moins une unité de broyage-pompage placée à l’intérieur de la zone de mixage du «caisson principal », en charge d’une part de transformer les agglomérats préalablement traités par le « mixeur-démêleur » à l’intérieur de la zone de mixage, en résidus de forme, dimensions, consistance et état physique à même de faciliter leur transfert par conduit et d’autre part transférer lesdits résidus vers une cuve de stockage ou de digestion par l’intermédiaire d’un « conduit de transfert » préférablement cylindrique et de dimensions suffisantes et compatibles avec le dispositif de l’invention.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen mobile de broyage-pompage dit « Broyeur mobile » est mobile à l’intérieur de la zone de mixage du caisson principal, sur au moins un axe notamment un axe vertical et le long d’au moins un mât de manière à permettre la variation de son positionnement en cours de fonctionnement selon la qualité et la consistance des déchets traités.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen mobile de broyage-pompage dit « broyeur mobile» est animé en rotation par au moins un moteur électrique de puissance suffisante, préférablement placé à l’extérieur du « caisson principal ».
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention le moyen de récupération des éléments indésirables dit « récupérateur » est constitué d’une trappe disposée à un endroit précis du fond de la zone de mixage vers laquelle les déchets indésirables sont conduits par le mouvement de la vis sans fin du « démêleur » et la configuration du fond de ladite zone de mixage du « caisson principal », notamment et au moins un plan incliné vers la trappe du récupérateur.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen de transfert du lieu de broyage à la cuve de stockage dit « conduit de transfert » est constitué d’une canalisation de préférence cylindrique et de dimensions adaptées et compatibles avec la forme, les dimensions, la consistance et l’état physique des déchets traités, dont une extrémité est reliée à la sortie du moyen mobile de broyage-pompage dit « broyeur mobile» et l’orifice de déversement de l’autre extrémité est relié en partie haute d’une des parois de la zone de stockage du « caisson principal » ou d’une des parois d’un digesteur.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen de stockage de matière traitée dit « cuve de stockage » est constitué d’un espace libre préférablement en extrémité du volume intérieur du « caisson principal » et de préférence séparé en continuité de la zone de mixage par au moins une paroi fixe, ledit espace est non muni de moyen de démêlage « mixeur-démêleur » ou autre moyen technique excepté un accès de prélèvement des déchets traités.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen de pesage pour le contrôle et le remplissage des quantités chargées dit « contrôleur-peseur » est constitué d’un dispositif capable de recevoir et traiter d’une part les informations de poids des déchets solides introduits par comparaison entre le poids initial de tout ou partie du « caisson principal » lorsque la zone de mixage est vide de tout déchet solide et lorsque celle-ci a reçu un volume maximum de déchets solides et d’autre part les informations de poids des déchets traités par comparaison entre le poids des déchets introduits et le poids des déchets après traitement. Les informations obtenues et analysées issues de capteurs placés sous tout ou partie du « caisson principal », sont transmises automatiquement au moyen numérique de gestion et contrôle de commande dit « zone de commande ».
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen numérique de gestion et contrôle de commande dit « zone de commande » est constitué par un tableau préférablement situé â une des extrémités du « caisson principal », réunissant et regroupant tous les indicateurs de fonctions du dispositif et notamment les informations issues du « contrôleur-peseur », le début et le terme de chaque opération, les moyens d’agir sur la vitesse de rotation et la mobilité du moyen de broyage-pompage, ainsi que toutes les informations de sécurité, de contrôle et d’alerte nécessaires au bon fonctionnement.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif peut être utilisé selon des cycles à durée limitée et successifs ou en cycle continu selon les approvisionnements en déchets à traiter et les prélèvements des déchets traités destinés à alimenter le ou les digesteurs d’installations de méthanisation. Le mode d’utilisation obéit à une gamme d’opérations définie comme suit :
Introduction d’une quantité définie de déchets solides dans le « bac-incorporateur » du « caisson principal », cette quantité est contrôlée et limitée à partir du « contrôleur-peseur » et affichée sur le tableau de la « zone de commande ». Lesdits déchets solides rejoignent ia zone de mixage à l’intérieur du « caisson principal ».
Les déchets solides sont alors automatiquement traités par la vis sans fin à filet continu coupant du « mixeur-démêleur » qui par sa rotation procède à leur démêlage, les vitesses et durée de rotation étant déterminées et affichées à partir du tableau de la « zone de commande ».
Les déchets organiques liquides sont introduits dans la zone de mixage à l’intérieur du « caisson principal » et au terme de l’opération de démêlage, en quantité déterminée par la « zone de commande » sur intervention manuelle de l’opérateur ou de manière automatique programmée, par la canalisation d’«alimentation effluents ».
Le broyage-pompage est alors opéré par le « broyeur mobile » qui est activé de manière à traiter et préparer le substrat, il se déplace par exemple de haut en bas et de bas en haut à l’intérieur du substrat sur intervention manuelle de l’opérateur ou de manière automatique programmée à partir de la « zone de commande ». Au terme de l’opération de broyage, le substrat traité est transféré par le « conduit de transfert » jusqu’à la « cuve de stockage » où il est prêt à être prélevé pour rejoindre le digesteur d’une installation de méthanisation extérieure ou transféré directement dans celui-ci.
La description suivante en regard des dessins annexés à titre d’exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre comment l’invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est une vue générale en perspective et avec coupes partielles et locales montrant les principaux éléments du dispositif de l’invention.
La figure 2 est une vue en perspective d’un « bac-incorporateur » montrant son intérieur et la présence de I’ « arbre broyeur ».
La figure 3 est une vue générale en perspective et avec coupes partielles et locales montrant en détail les équipements et aménagements du dispositif de l’invention.
Selon le mode de réaiisation préféré de l’invention, le dispositif incorporateur de matières comprend principalement un certain nombre d’équipements techniques coopérant fonctionnellement entre eux dont :
1) Un caisson modulé dit «caisson principal» (101) qui reçoit l’ensemble des éléments pour la préparation de la matière et le stockage,
2) Un bac démêleur à arbre lent à double effet dit « bac incorporateur », (102),
3) Un moyen d’incorporation de déchets organiques fluides dit « alimentation effluents » (103),
4) Un moyen de mélange et de démêlage des déchets organiques solides dit « mixeur-démêleur » (104),
5) Un moyen mobile de Broyage-Pompage dit « Broyeur mobile» (105),
6) Un moyen de récupération des éléments indésirables dit « récupérateur» (106),
7) Un moyen de transfert de la zone de mixage vers la cuve de stockage dit «conduit de transfert » (107),
8) Un moyen de stockage de matière traitée dit « cuve de stockage » (108),
9) Un moyen pour le contrôle et le pesage des quantités de déchets chargés et traités dit « contrôleur-peseur » (109).
10) Un moyen de gestion et contrôle de commande de toutes les fonctions dit « zone de commande » (110).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le « caisson principal » (101) du dispositif incorporateur de matières est préférablement de forme parallélépipédique rectangle fabriqué dans sa totalité ou partiellement en matériau solide tel que métal ou tout autre matériau compatible, pour recevoir en son intérieur les aménagements et moyens techniques nécessaires à la réception, au stockage et au traitement de déchets solides et liquides, afin de préparer lesdits déchets et les rendre plus facilement assimilables par un digesteur d’installation de méthanisation extérieur. (Voir Fig 1).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le «bac incorporateur» (102) est fabriqué en matériau solide tel que métal ou tout autre matériau compatible et placé préférablement sur la partie supérieure du « caisson principal » (101). Il est constitué d’un espace destiné à recevoir un volume déterminé de déchets solides et assimilables et limité par un plan arrière incliné (020), deux plans latéraux (021), un plan supérieur ouvert (001) constituant l’accès du «bac incorporateur» (102) et un plan inférieur (002) incliné pour conduire les déchets solides vers un arbre tournant dit « arbre broyeur » (023) muni d’« ailettes coupantes » (024) et animé dans les deux sens de rotation par un moteur électrique (non représenté), lesdits déchets broyés par ledit « arbre broyeur » (023) rejoignant par une ouverture (025) et par gravité la zone de mixage (004) du « caisson principal » (101). (Voir Fig 1, 2).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen d’incorporation des déchets organiques fluides dit « alimentation effluents » (103) est constitué par un conduit (005) de préférence cylindrique et de dimensions adaptées pour que l’orifice de déversement (006) dudit conduit (005) soit ouvert dans la zone de mixage (004) â un endroit proche du système mobile de broyage-pompage dit « broyeur mobile » (105). (Voir Fig 1 et 3).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen de démêlage des déchets organiques solides dit « mixeur- démêleur» (104) est constitué d’une vis sans fin à filet continu coupant (007), animée en rotation par un moteur électrique (008), sur tout ou partie de la longueur de la zone de mixage (004) entre deux paliers tournants, chacun desdits paliers étant placé sur l’une et l’autre des parois opposées de ladite zone de mixage (004). (Voir Fig 1 et 3).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen mobile de Broyage-pompage dit « Broyeur mobile» (105) est constitué d’au moins une unité de broyage-pompage (009) placée à l’intérieur de la zone de mixage (004) du «caisson principal » (101), en charge d’une part de transformer les agglomérats préalablement traités par le « mixeur-démêleur » (104) à l’intérieur de la zone de mixage (004), en résidus de forme, dimensions, consistance et état physique à même de faciliter leur transfert par conduit et d’autre part transférer lesdits résidus vers une cuve de stockage (108) ou de digestion par l’intermédiaire d’un «conduit de transfert» (107) préférablement cylindrique et de dimensions suffisantes et compatibles avec le dispositif de l’invention. (Voir Fig 1).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen mobile de broyage-pompage dit « Broyeur mobile » (105) est mobile à l’intérieur de la zone de mixage (004) du caisson principal (101) sur au moins un axe notamment un axe vertical et le long d’au moins un mât (011) de manière à permettre la variation de son positionnement en cours de fonctionnement selon la qualité et la consistance des déchets traités. (Voir Fig 1).
ίο
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen mobile de broyage-pompage dit « broyeur mobile» (105) est animé en rotation par au moins un moteur électrique (012) de puissance suffisante, préférablement placé à l’extérieur du « caisson principal » (101). (Voir Fig 1 et 3).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention le moyen de récupération des éléments indésirables dit « récupérateur » (106) est constitué d’une trappe (013) disposée à un endroit précis du fond de la zone de mixage (004) vers laquelle les déchets indésirables sont conduits par le mouvement de la vis sans fin (007) du « mixeur-démêleur » (104) et la configuration du fond de ladite zone de mixage (004) du «caisson principal »(101), notamment et au moins un plan incliné vers la trappe (013) du récupérateur (106). (Voir Fig 1 et 3).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen de transfert du lieu de broyage vers la cuve de stockage dit « conduit de transfert » (107) est constitué d’une canalisation (010) de préférence cylindrique et de dimensions adaptées et compatibles avec la forme, les dimensions, la consistance et l’état physique des déchets traités, dont une des extrémités est reliée à la sortie du moyen mobile de broyage-pompage dit « broyeur mobile» (105) et l’orifice de déversement (014) de l’autre des extrémités est relié en partie haute d’une des parois (015) de la cuve de stockage (108) du « caisson principal » (101) ou d’une des parois d’un digesteur. (Voir Fig 1et 3)
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen de stockage de matière traitée dit « cuve de stockage » (108) est constitué d’un espace libre préférablement en extrémité du volume intérieur du « caisson principal » (101) et de préférence séparé en continuité de la zone de mixage (004) par au moins une paroi fixe (015), ledit espace est non muni de moyen de démêlage « mixeur-démêleur » (104) ou autre moyen technique excepté un accès (016) de prélèvement des déchets traités. (Voir Fig 1 et 3).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, ie moyen de pesage pour le contrôle et le remplissage des quantités chargées dit « contrôleur-peseur » (109) est constitué d’un dispositif capable de recevoir et traiter d’une part les informations de poids des déchets solides introduits, par comparaison entre le poids initial de tout ou partie du « caisson principal » (101) lorsque la zone de mixage (004) est vide de tout déchet solide et lorsque celle-ci a reçu un volume maximum de déchets solides et d’autre part les informations de poids des déchets traités par comparaison entre le poids des déchets introduits et le poids des déchets après traitement. Les informations obtenues et analysées issues de capteurs (017) placés sous tout ou partie du «caisson principal» (101), sont transmises il automatiquement au moyen numérique de gestion et de contrôle de commande dit « zone de commande » (110). (Voir Fig 1).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le moyen numérique de gestion et de contrôle de commande dit « zone de commande » (110) est constitué par un tableau (018) préférablement situé à une des extrémités du «caisson principal» (101), réunissant et regroupant tous les indicateurs de fonctions du dispositif et notamment les informations issues du « contrôleur-peseur » (109), le début et le terme de chaque opération, les moyens d’agir sur la vitesse de rotation et la mobilité du moyen de broyage-pompage (105), ainsi que toutes les informations de sécurité, de contrôle et d’alerte nécessaires au bon fonctionnement. (Voir Fig 1 et 3).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif peut être utilisé selon des cycles à durée limitée et successifs ou en cycle continu selon les approvisionnements en déchets à traiter et les prélèvements des déchets traités destinés à alimenter le ou les digesteurs d’installations de méthanisation. Le mode d’utilisation obéit à une gamme d’opérations définie comme suit :
Une quantité définie de déchets solides contrôlée et limitée à partir du « contrôleurpeseur» (109) et affichée sur le tableau (018) est introduite dans le « bacincorporateur» (102) du «caisson principal» (101), lesdits déchets solides rejoignant la zone de mixage (004) à l’intérieur du « caisson principal » (101). (Voir Fig 1 et 2)
Les déchets solides sont alors automatiquement traités par la vis sans fin à filet continu coupant (007) du « mixeur-démêleur » (104) qui par sa rotation procède à leur démêlage, les vitesse et durée de rotation étant déterminées et affichées à partir du tableau (018) de la « zone de commande » (110). (Voir Fig 1 et 2).
Des déchets liquides en quantité déterminée par la « zone de commande » (110) sont introduits dans la zone de mixage (004) à l’intérieur du « caisson principal » (101) au terme de l’opération de démêlage, sur intervention manuelle de l’opérateur ou de manière automatique programmée, par la canalisation (005) d’«alimentation effluents » (103). (Voir Fig 1 et 2),
Le broyage-pompage est alors opéré par le « broyeur mobile » (105) sur intervention manuelle de l’opérateur ou de manière automatique programmée à partir de la «zone de commande» (110), il est activé de manière à traiter et préparer le substrat et se déplace par exemple de haut en bas et de bas en haut à l’intérieur du substrat. Au terme de l’opération de broyage, le substrat ainsi traité est transféré par le «conduit de transfert» (107) jusqu’à la «cuve de stockage» (108) où il est maintenu prêt à être prélevé pour rejoindre le digesteur d’une installation extérieure ou transféré dans celui-ci. (Voir Fig 1).
Claims (12)
- REVENDICATIONS.1. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, caractérisé en ce qu’il réunit et associe fonctionnellement dans un même caisson principal (101) fabriqué en totalité ou partiellement en matériau solide tel que métal ou tout autre matériau compatible, des aménagements et moyens techniques coopérant entre eux pour réceptionner, stocker et traiter des déchets solides et liquides afin de les rendre plus facilement assimilables par un digesteur d’installation de méthanisation extérieur, dont :a) Un caisson modulé dit « caisson principal » (101),b) Un bac démêleur à arbre lent à double effet dit « bac incorporateur », (102),c) Un moyen d’incorporation de déchets organiques fluides dit « alimentation effluents » (103),d) Un moyen de mélange et de démêlage des déchets organiques solides dit « mixeur-démêleur » (104),e) Un moyen mobile de broyage-pompage dit « broyeur mobile » (105),f) Un moyen de récupération des éléments indésirables dit « récupérateur » (106),g) Un moyen de transfert de la zone de mixage â la cuve de stockage dit « conduit de transfert » (107),h) Un moyen de stockage de la matière traitée dit « cuve de stockage » (108),i) Un moyen pour le contrôle et le pesage des quantités de déchets chargés et traités dit « contrôleur-peseur » (109),j) Un moyen de commande de toutes les fonctions dit « zone de commande » (110).
- 2. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le « bac incorporateur» (102) placé sur la partie supérieure du « caisson principal » (101), est fabriqué en matériau solide tel que métal ou tout autre matériau compatible et placé sur la partie supérieure du «caisson principal» (101), ledit «bac incorporateur» 102 étant constitué d’un espace destiné à recevoir un volume déterminé de déchets solides et assimilables, limité par un plan arrière incliné (020), deux plans latéraux (021), un plan supérieur ouvert (001) constituant l’accès du « bac incorporateur» (102) et un plan inférieur (002) incliné pour conduire les déchets solides vers un arbre tournant dit « arbre broyeur » (023) muni d’« ailettes coupantes » (024) et animé dans les deux sens de rotation par un moteur électrique (non représenté), lesdits déchets broyés par ledit « arbre broyeur » (023) rejoignant par une ouverture (025) et par gravité la zone de mixage (004) du « caisson principal » (101).
- 3. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées â la méthanisation, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d’incorporation des déchets organiques fluides dit « alimentation effluents » (103) est constitué par un conduit (005) notamment cylindrique et de dimensions adaptées pour que l’orifice de déversement (006) dudit conduit (005) soit ouvert dans la zone de mixage (004) à un endroit proche du système mobile de broyage-pompage dit « broyeur mobile » (105).
- 4. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de démêlage des déchets organiques solides dit « mixeur- démêleur » (104) est constitué d’une vis sans fin à filet continu coupant (007), animée en rotation par un moteur électrique (008), sur tout ou partie de la longueur de la zone de mixage (004) entre deux paliers tournants, chacun desdits paliers étant placé sur l’une et l’autre des parois opposées de ladite zone de mixage.
- 5. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen mobile de Broyage-pompage dit « Broyeur mobile» (105) est constitué d’au moins une unité de broyage-pompage (009) placée à l’intérieur de la zone de mixage (004) du «caisson principal » (101), en charge d’une part de transformer les agglomérats préalablement traités par le « mixeur-démêleur » (104) à l’intérieur de la zone de mixage (004), en résidus de forme, dimensions, consistance et état physique à même de faciliter leur transfert par conduit et d’autre part transférer lesdits résidus vers une cuve de stockage (108) par l’intermédiaire d’un « conduit de transfert » (107) notamment cylindrique et de dimensions suffisantes et compatibles avec le dispositif de l’invention.
- 6. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen mobile de broyage-pompage dit « Broyeur mobile » (105) est mobile à l’intérieur de la zone de mixage (004) du caisson principal (101) sur au moins un axe notamment un axe vertical et le long d’au moins un mât (011) de manière à permettre la variation de son positionnement en cours de fonctionnement selon la qualité et la consistance des déchets traités et animé en rotation par au moins un moteur électrique (012) de puissance suffisante, préférablement placé à l’extérieur du « caisson principal » (101).
- 7. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon l’une quelconque des revendications 1, 5, et 6 caractérisé en ce que le moyen de transfert du lieu de broyage vers la cuve de stockage dit « conduit de transfert » (107) est constitué d’une canalisation (010) notamment cylindrique et de dimensions adaptées et compatibles avec la forme, les dimensions, la consistance et l’état physique des déchets traités, dont une des extrémités est reliée à la sortie du moyen mobile de broyage-pompage dit « broyeur mobile» (105) et l’orifice de déversement (014) de l’autre des extrémités est relié en partie haute d’une des parois (015) de la cuve de stockage (108) du « caisson principal » (101).
- 8. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon l’une quelconque des revendications 1 et 7, caractérisé en ce que le moyen de stockage de matière traitée dit « cuve de stockage » (108) est constitué d’un espace libre notamment placé en extrémité du volume intérieur du « caisson principal » (101) et séparé en continuité de la zone de mixage (004) par au moins une paroi fixe (015), ledit espace étant non muni de moyen de démêlage « mixeur- démêleur» (104) ou autre moyen technique excepté un accès (016) de prélèvement des déchets traités.
- 9. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de récupération des éléments indésirables dit « récupérateur» (106) est constitué d’une trappe (013) disposée à un endroit précis du fond de la zone de mixage (004) vers laquelle les déchets indésirables sont conduits par le mouvement de la vis sans fin (007) du « mixeurdémêleur» (104) et la configuration du fond de ladite zone de mixage (004) du «caisson principal »(101), notamment et au moins un plan incliné vers la trappe (013) du récupérateur (106).
- 10. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de pesage pour le contrôle et le remplissage des quantités chargées dit « contrôleur-peseur » (109) est constitué d’un dispositif capable de recevoir et traiter d’une part les informations de poids des déchets solides introduits, par comparaison entre le poids initial de tout ou partie du « caisson principal » (101) lorsque la zone de mixage (004) est vide de tout déchet solide et lorsque celle-ci a reçu un volume maximum de déchets solides et d’autre part les informations de poids des déchets traités par comparaison entre le poids des déchets introduits et le poids des déchets après traitement, les informations obtenues étant issues de capteurs (017) placés sous tout ou partie du « caisson principal » (101) et transmises automatiquement au moyen numérique de gestion et de contrôle de commande dit « zone de commande » (110).
- 11. Dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon l’une quelconque des revendications 1 et 10, caractérisé en ce que le moyen numérique de gestion et de contrôle de commande dit « zone de commande » (110) est constitué par un tableau (018) situé à une des extrémités du « caisson principal » (101), réunissant et regroupant tous les indicateurs de fonctions du dispositif et notamment les informations issues du « contrôleur-peseur » (109), le début et le terme de chaque opération, les moyens d’agir sur la vitesse de rotation et la mobilité du moyen de broyage-pompage (105), ainsi que toutes les informations de sécurité, de contrôle et d’alerte nécessaires au bon fonctionnement.
- 12. Procédé pour la mise en œuvre du dispositif pour la préparation des biomasses destinées à la méthanisation, selon la revendication 1, caractérisé en ce que : Premièrement, une quantité de déchets solides contrôlée et limitée par le «contrôleur-peseur» (109) et affichée sur le tableau (018) de la «zone de commande» (110), est introduite dans la zone de mixage (004) par le «bac incorporateur » (102) du « caisson principal » (101), pour être traitée par la vis sans fin à filet coupant (007) du « mixeur-démêleur » (104),Deuxièmement, une quantité de déchets organiques liquides est incorporée dans ladite zone de mixage (004) du « caisson principal » (101) sur commande manuelle ou automatique programmée de la « zone de commande » (110), par la canalisation (005) de r«alimentation effluents » (103),Troisièmement, le substrat obtenu est soumis au broyage-pompage par le « broyeur mobile » (105), pour être transformé en résidus de forme, dimensions, consistance et état physique à même de faciliter son transfert par conduit,Quatrièmement, le résidu obtenu est transféré par le « conduit de transfert » (107) jusqu’à la « cuve de stockage » (108) où il est maintenu prêt à être prélevé pour rejoindre le digesteur d’une installation de méthanisation extérieure.0240250122/2
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| FR1601081A Withdrawn FR3053698A1 (fr) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Dispositif pour la preparation des biomasses destinees a la methanisation et sa mise en oeuvre |
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| FR (1) | FR3053698A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3120234A1 (fr) | 2021-02-26 | 2022-09-02 | Méthamax | Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2480305A1 (fr) * | 1980-04-15 | 1981-10-16 | Campolo Antoine | Unite de production de methane en continu |
| EP1541239A1 (fr) * | 2003-11-07 | 2005-06-15 | Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH | Dispositif pour déchirer de matière solide, ajouter du fluide et transporter de la suspension à une installation |
-
2016
- 2016-07-11 FR FR1601081A patent/FR3053698A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| FR2480305A1 (fr) * | 1980-04-15 | 1981-10-16 | Campolo Antoine | Unite de production de methane en continu |
| EP1541239A1 (fr) * | 2003-11-07 | 2005-06-15 | Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH | Dispositif pour déchirer de matière solide, ajouter du fluide et transporter de la suspension à une installation |
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|---|---|---|---|---|
| FR3120234A1 (fr) | 2021-02-26 | 2022-09-02 | Méthamax | Dispositif pour cuve ou pré-fosse de production de biogaz avec pompe multifonctions |
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