FR3091185A1 - Procédé et Installation de valorisation de déchets verts - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de dépollution de déchets verts comportant dans l’ordre les étapes suivantes : traitement des déchets verts par flottation, pour récupérer la matière végétale flottante, séchage mécanique de la matière végétale, afin de chasser au moins une partie de l’eau retenue par ladite matière végétale lors de l’étape de flottation, collecte de la matière végétale obtenue. La présente invention concerne également une installation de dépollution de déchets verts spécialement conçue pour mettre en œuvre un procédé de dépollution selon l’invention. Figure de l’abrégé : Figure n° 1
Description
Description
Titre de l'invention : Procédé et Installation de valorisation de déchets verts
[0001] La présente invention se situe dans le domaine de la valorisation de déchets verts.
[0002] Pour valoriser des déchets verts, il est nécessaire de les dépolluer, en retirant toutes sortes de produits qui y sont mélangés. Les éléments polluants peuvent être de la terre, des cailloux ou pierres, de la poussière, ou des sacs, fils ou films plastiques, ou encore des métaux, des mousses, du papier, etc....
[0003] Par ailleurs, une fois dépollué, la matière végétale obtenue présente une valeur calorifique d’autant plus élevée qu’elle est moins humide. Elle est donc de préférence séchée et/ou broyée en petites particules, plus facilement utilisables comme combustible.
[0004] Le document EP2255893 divulgue une solution de dépollution des déchets verts par un flux latéral d’air, qui emporte la matière végétale, et laisse en place les polluants plus lourds, comme les pierres ou les métaux. Un tel procédé permet d’obtenir une efficacité de séparation de l’ordre de 85 à 90%, et il reste de 10 à 15% de polluants lourds dans le produit final.
[0005] Le document ER2909006 divulgue une solution de dépollution de déchets verts par flottation et décantation. Ce procédé permet d’obtenir une meilleure efficacité de séparation, mais présente l’inconvénient d’augmenter l’humidité de la matière végétale obtenue. Cela rend plus difficile son utilisation ultérieure, et pour cette raison, un tel procédé n’est pas utilisé en pratique.
[0006] Un objet de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de dépollution de déchets verts qui soient efficaces, et aptes à rendre les déchets verts exploitables comme combustibles avec un coût acceptable.
[0007] Un autre objet de la présente invention est de proposer une installation modulable, adaptable à la nature des déchets verts à traiter et aux contraintes d’espace du lieu où elle est installée.
[0008] Un autre objet de la présente invention est de proposer une installation facile à transporter d’un site à l’autre.
[0009] La présente invention a pour objet de répondre au moins en partie aux objets précités en proposant un procédé associant une dépollution par flottation et un séchage mécanique permettant d’enlever au moins une partie de l’eau emmenée par les matières végétales lors de la flottation. A cet effet, elle propose un procédé de dépollution de déchets verts comportant dans l’ordre les étapes suivantes :
- traitement des déchets verts par flottation, pour récupérer la matière végétale flottante,
- séchage mécanique de ladite matière végétale, afin de chasser au moins une partie de l’eau retenue par ladite matière végétale lors de l’étape de flottation,
- collecte de la matière végétale obtenue.
[0010] Grâce à ces dispositions, l’eau emportée par la matière végétale lors de l’étape de flottation peut être retirée au moyen d’un minimum d’énergie, sans avoir besoin de l’évaporer ; les matières obtenues peuvent alors être facilement broyées, et/ou utilisées pour de la combustion ou de la gazéification.
[0011] Selon d’autres caractéristiques :
- le procédé de dépollution peut comporter une étape de broyage de la matière végétale après l’étape de collecte, en particulier ladite étape de broyage étant associée à un tamisage et redirection des gros vers l’étape de broyage ; cela permet d’obtenir des matières végétales de taille réduite, plus facilement utilisables ensuite,
- le procédé de dépollution peut comporter une étape de criblage des déchets verts avant l’étape de flottation, afin d’éliminer les petites particules d’impuretés présentes dans les déchets verts,
- le procédé de dépollution peut comporter une étape de séparation aéraulique des déchets verts avant l’étape de flottation, afin d’éliminer les matières légères non végétales présentes dans les déchets verts,
- l’étape de flottation peut présenter une durée inférieure à 60 s, ce qui permet d’éviter que les déchets verts n’absorbent trop d’humidité,
- le séchage mécanique peut être un séchage à lames d’air, ce qui est un mode de réalisation de l’invention efficace et simple à mettre en œuvre.
- le séchage mécanique peut être à air comprimé chaud, ce qui permet d’ajouter les avantages du séchage mécanique à ceux d’un séchage thermique, et ainsi de mieux préparer la matière végétale à sa valorisation ultérieure.
[0012] La présente invention concerne également une installation de dépollution de déchets verts spécialement conçue pour mettre en œuvre un procédé de dépollution selon l’invention, ladite installation comportant une unité de flottation et une unité de séchage mécanique.
[0013] Grâce à ces dispositions, l’eau emportée par la matière végétale lors de son séjour dans l’unité de flottation peut être retirée au moyen d’un minimum d’énergie, sans avoir besoin de l’évaporer, les matières pouvant être ensuite facilement utilisées pour de la combustion ou de la gazéification.
[0014] Selon d’autres caractéristiques :
- ladite installation de dépollution peut comporter en outre une unité de criblage et/ou une unité de séparation aéraulique et/ou une unité de broyage et/ou une unité de tamisage, afin d’améliorer les performances de dépollution de l’installation,
- lesdites unités peuvent être disposées sur des structures en cadre, de sorte à faciliter leur modularité et/ou leur transport d’un site à l’autre, l’installation étant ainsi modulable et adaptable à des applications diverses, à différents types de déchets verts et peut être mise en place dans différents types d’espaces.
[0015] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui fait suite, en référence aux figures annexées dans lesquelles :
[0016] [fig.l] est une vue schématique d’une installation de dépollution selon un mode de réalisation préféré de l’invention.
[0017] Dans le cadre de la présente invention, on entend par « déchet vert » tout déchet de type végétal (bois, plantes, ...) susceptible de servir de matière première pour produire un combustible. Un tel déchet vert est dépollué, c’est-à-dire séparé de ses divers polluants, et on appellera « matière végétale » la matière obtenue après dépollution.
[0018] Le procédé selon l’invention comporte une étape de dépollution des déchets verts par flottation et décantation. On introduit alors les déchets verts dans une unité de flottation 1. Cette étape permet de séparer les matières en fonction de leur densité. L’unité de flottation comporte par exemple une cuve, ou un bac, ou encore un bassin, remplie d’un fluide pour séparer les matières par flottation et décantation. Les matières dont la masse volumique est plus élevée que celle de l’eau coulent (par exemple les pierres, cailloux, mottes, métaux, verres, ...), alors que les autres matières dont la masse volumique est moins élevée que celle de l’eau, flottent sur la surface. La séparation se fait selon le principe de la poussée d’Archimède. Les matières végétales à la surface de l’eau peuvent être brassées par des agitateurs, enlevant ainsi les particules fines telles que le sable et la terre.
[0019] Le temps de passage des matières végétales dans l’unité de flottation est de préférence inférieur à 60 secondes, afin que le taux d’humidité des matières végétales ne soit pas trop élevé en sortie, et que l’eau emportée par ces matières végétales n’ait pas le temps de diffuser dans la masse des matières végétales.
[0020] Avant l’introduction des déchets verts dans l’unité de flottation 1, le procédé selon l’invention peut comporter des étapes de criblage et/ou de séparation aéraulique, en particulier lorsque les déchets verts sont chargés en terre, poussières et/ou cailloux, ou contiennent des sacs ou fils en plastiques, du papier, des feuilles, des résidus fibreux ou encore des mousses par exemple en polyuréthane. Les étapes de criblage et de séparation aéraulique peuvent être réalisées successivement dans un ordre ou dans un autre, par une unité de criblage 2 et une unité de séparation aéraulique 3, ou par une seule unité de criblage-séparation aéraulique qui regroupe les deux unités 2,3.
[0021] Le passage des déchets verts par une unité de criblage 2 permet d’éliminer les petites particules présentes dans les déchets verts (poussières, terre, cailloux, ...). Différentes technologies peuvent être utilisées pour le criblage, par exemple un crible trommel, un crible à étoile, ou encore un tamis vibrant. Le criblage peut par exemple retirer les particules inférieures à 40 mm, ou seulement celles inférieures à 20 mm, le réglage de la dimension de coupe étant à la portée de l’homme du métier.
[0022] Une étape de séparation aéraulique peut également être mise en œuvre. L’unité de séparation aéraulique 3 peut être constituée d’une partie « soufflerie » et d’une partie « aspiration », ou seulement d’une partie « aspiration ». On peut par exemple amener les matières végétales sur un transporteur, à bande ou à chaîne, puis appliquer une soufflerie et/ou une aspiration à l’endroit d’une chute des matières végétales d’un transporteur à l’autre. Les matières légères telles que les sacs, films et fils en plastiques, les mousses, ainsi que le papier, sont soufflées puis aspirées ou seulement directement aspirées à cet endroit, et sont écartées.
[0023] En sortie de l’unité de flottation 1, la matière végétale est récupérée puis subit un séchage mécanique, par exemple en étant introduite dans une unité de séchage mécanique 4, afin de chasser l’eau retenue par la matière végétale lors de son passage dans l’unité de flottation 1.
[0024] L’expression « séchage mécanique » doit être comprise comme tout moyen de séchage visant à retirer l’eau à la surface des produits à sécher, comme par exemple par le passage d’une éponge sur la surface des produits à sécher, ou encore par l’envoi d’un jet de gaz comprimé, en particulier de l’air comprimé, dans lequel le caractère comprimé sert à mettre le gaz en mouvement pour qu’il passe près de la surface des produits à sécher, se charge de l’eau présente en surface et l’emporte. L’expression « séchage mécanique » exclut un simple égouttage, et implique la mise en œuvre d’un moyen de mise en mouvement volontaire, autre que la simple gravité. Cela n’empêche pas ledit moyen d’être complété par un autre moyen de séchage tel qu’un moyen de chauffage visant à évaporer l’eau à la surface et/ou en profondeur des produits à sécher. Le taux d’humidité des matières végétales peut par exemple être abaissé de 65% en entrée de l’unité de séchage mécanique 4 à entre 45 et 55% en sortie, et ainsi retrouver un taux d’humidité proche de celui observé avant la flottation. Le taux d’humidité des déchets verts avant flottation peut être plus ou moins élevé, par exemple selon les saisons.
[0025] Le séchage mécanique peut, dans certains cas, abaisser le taux d’humidité de la matière végétale sous sa valeur avant flottation. C’est notamment le cas lorsqu’il est très long, et qu’il est ainsi couplé à un séchage naturel par évaporation.
[0026] A l’inverse, le séchage mécanique peut abaisser le taux d’humidité en le maintenant au-dessus de sa valeur avant flottation. C’est notamment le cas lorsqu’un tel taux d’humidité en sortie de séchage mécanique est suffisant pour passer à l’étape suivante de broyage, et qu’un séchage mécanique plus complet n’est donc pas requis.
[0027] Exemple : la matière végétale rentre dans le procédé avec un taux d’humidité de 50%. Elle prend pendant la flottation 20% d’humidité, cela donne un taux d’humidité de la matière en sortie de la flottation égal à 70%. En passant dans l’unité de séchage mécanique, le taux d’humidité pourrait baisser de 15-18%. On obtient donc un taux d’humidité de 52 à 55%.
[0028] L’unité de séchage mécanique 4 peut être une unité de séchage à lames d’air. L’unité de séchage à lames d’air 4 est alimenté par une soufflante, qui met sous pression l’air ambiant (sans nécessité de chauffage) dans un collecteur. Cet air sous pression sort par des fentes à une grande vitesse, sous la forme d’un rideau d’air laminaire, ou de plusieurs rideaux alignés, et est projeté vers les matières végétales, conduisant ainsi à l’entrainement de l’eau collée sur la surface des matières végétales. Ce système de séchage présente des avantages importants : faible consommation énergétique, installation facile et sans danger, niveaux sonores peu élevés, frais d’investissement et de maintenance très bas.
[0029] L’unité de séchage mécanique 4 peut comporter un tunnel de séchage. La matière végétale entre alors dans le tunnel de séchage, et de l’air est insufflé dans le tunnel par des fentes pour sécher la matière.
[0030] En sortie de l’unité de séchage mécanique 4, la matière végétale peut être broyée, par exemple dans une unité de broyage 5, pour réduire la taille de ses éléments. L’unité de broyage 5 est par exemple constituée d’un broyeur à marteaux ou couteaux, centrifuge ou à galets, qui percutent et éclatent ou coupent les grosses matières végétales, afin d’obtenir des matières de tailles plus réduites, selon l’exigence de l’application visée. A travers les frottements provoqués par le broyage, le taux d’humidité de la matière végétale peut encore être abaissé, par exemple de 5%.
[0031] On peut observer que ce broyage est rendu possible, ou en tous cas économiquement et techniquement plus accessible grâce à l’étape de séchage mécanique. En effet, une matière végétale trop humide est difficile à broyer, et il est donc préférable de broyer une matière végétale qui présente une humidité qui ne soit pas supérieure à celle avant la flottation.
[0032] En sortie de l’unité de broyage 5, le broyât peut être tamisé, par exemple dans une unité de tamisage 6, pour être calibré. Les fractions fines sont alors évacuées, tandis que les grosses fractions sont réacheminées vers l’unité de broyage 5 pour un broyage supplémentaire.
[0033] Le tamisage peut également permettre d’éliminer les petites particules obtenues à l’issue du broyage et/ou les résidus de poussières et terre, de telles particules pouvant être problématiques pour la qualité de la combustion dans un dispositif de combustion de la matière végétale.
[0034] La matière végétale ainsi traitée peut alors être collectée et utilisée pour la combustion ou la gazéification, sous formes de plaquettes, granulés ou bûchettes.
[0035] Le procédé de dépollution selon l’invention permet d’obtenir une dépollution avec une efficacité supérieure à 99%, sans augmenter le taux d’humidité de la matière végétale, ou en l’augmentant suffisamment peu pour pouvoir envoyer la matière végétale dans une unité de broyage et/ou Γ utiliser dans un procédé de combustion ou de gazéification.
[0036] Le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre par l’intermédiaire d’une installation de dépollution comportant une unité de flottation 1 et une unité de séchage mécanique 4.
[0037] L’unité de séchage mécanique 4 peut être une unité de séchage à air comprimé, par exemple une unité de séchage à lames d’air. On peut aussi prévoir que l’unité de séchage soit à air comprimé chaud. Un air chaud est considéré ici comme un air plus chaud que l’air ambiant, impliquant nécessairement un moyen technique de chauffage. L’installation de dépollution peut par exemple comporter une unité de chauffage de l’air, utilisé ensuite pour le séchage mécanique.
[0038] Les unités comprises dans l’installation de dépollution peuvent être posées sur des structures en cadre, de façon à ce que l’installation de dépollution soit entièrement modulable, et bénéficie d’un agencement flexible.
[0039] Dans le cadre de la présente invention, une structure en cadre est une structure permettant de facilement transporter les unités, et de grouper certaines d’entre elles par bloc. La structure en cadre peut être en forme de parallélépipède rectangle. La structure en cadre peut être un châssis, ou un caisson par exemple métallique qui peut optionnellement comporter une isolation phonique, dans lequel sont disposées une ou plusieurs unités. Alternativement, la structure en cadre peut comprendre une simple base rectangulaire, sur laquelle sont disposées une ou plusieurs unités. Enfin, la structure en cadre peut être une plateforme inférieure, surmontée d’un cadre parallélépipédique, ce qui permet de superposer une autre structure en cadre sur ladite structure en cadre.
[0040] Afin de favoriser leur transport et leur assemblage dans l’installation, les structures en cadre peuvent comporter un moyen d’accroche qui peut par exemple être une accroche ampliroll, et/ou une accroche pour levée par chaîne ou par câble et/ou un ensemble de trous pour le passage de fourches.
[0041] L’installation de dépollution est ainsi adaptable à différentes applications, et peut prendre différentes formes afin de pouvoir être installée dans différents types d’espaces. De plus les structures en cadre permettent de faciliter le transport de l’installation de dépollution.
[0042] Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de réalisation particuliers, elle n’est nullement limitative de la portée de l’invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par substitution d’équivalents techniques ou par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques développées ci-dessus.
Claims (1)
-
Revendications [Revendication 1] Procédé de dépollution de déchets verts comportant dans l’ordre les étapes suivantes : - traitement des déchets verts par flottation, pour récupérer la matière végétale flottante, - séchage mécanique de la matière végétale, afin de chasser au moins une partie de l’eau retenue par ladite matière végétale lors de l’étape de flottation, - collecte de la matière végétale obtenue. [Revendication 2] Procédé de dépollution selon la revendication précédente, comportant une étape de broyage de la matière végétale après l’étape de collecte, en particulier ladite étape de broyage étant associée à un tamisage et redirection des gros vers l’étape de broyage. [Revendication 3] Procédé de dépollution selon l’une des revendications précédentes, comportant une étape de criblage des déchets verts avant l’étape de flottation. [Revendication 4] Procédé de dépollution selon l’une des revendications précédentes, comportant une étape de séparation aéraulique des déchets verts avant l’étape de flottation. [Revendication 5] Procédé de dépollution selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de flottation présente une durée inférieure à 60 s. [Revendication 6] Procédé de dépollution selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le séchage mécanique est un séchage à lames d’air. [Revendication 7] Procédé de dépollution selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le séchage mécanique est à air comprimé chaud. [Revendication 8] Installation de dépollution de déchets verts spécialement conçue pour mettre en œuvre un procédé de dépollution selon l’une des revendications précédentes, ladite installation comportant une unité de flottation (1) et une unité de séchage mécanique (4). [Revendication 9] Installation de dépollution selon la revendication précédente, comportant en outre une unité de criblage (2) et/ou une unité de séparation aéraulique (3) et/ou une unité de broyage (5) et/ou une unité de tamisage (6). [Revendication 10] Installation de dépollution selon l’une des revendications 8 à 9, dans lequel lesdites unités (1, 2, 3, 4, 5, 6) sont disposées sur des structures en cadre, de sorte à faciliter leur modularité et/ou leur transport d’un site à l’autre.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20200703 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20200914 |