FR3095450A1 - Dispositif et procede de traitement de matieres notamment de matieres plastiques - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif de traitement de matières plastiques ou de résidus de caoutchouc, notamment des pneus, comportant un réacteur (1) pourvu de moyens de chauffage (3) en mesure de porter celui-ci à une température apte à assurer la pyrolyse des éléments de matière plastique à traiter, et une colonne à distiller (5) à l’étage inférieur (P1) de laquelle sont admis les gaz issus de ladite pyrolyse. Ce dispositif est caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de mise en communication (8, 53) de l’étage inférieur (P1) de la colonne à distiller (5) avec le réacteur (1), afin d’y recycler les « wax » récupérées dans la colonne lors de la distillation. Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
NOTAMMENT DE MATIERES PLASTIQUES
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de traitement de matières plastiques telles que notamment du polyéthylène ou du polypropylène, ou de résidus de caoutchouc, tels que notamment des pneus, en vue d’une part de leur élimination et d’autre part de leur transformation en carburant, et plus précisément en gas-oil, en essence et en méthane.
On connaît des procédés permettant, à partir de matières plastiques telles que notamment du polyéthylène ou du polypropylène, de fabriquer du carburant. Certains de ces procédés font appel à deux étapes successives, à savoir une première étape au cours de laquelle on réalise une pyrolyse des matières plastiques et au cours de laquelle on obtient des distillats lourds, dénommés ci-après dans le présent texte « wax », formés d’un pétrole lourd, suivie d’une seconde étape au cours de laquelle on réalise une distillation de la « wax », de façon à obtenir une fraction gas-oil, une fraction essence et une fraction gaz.
Une telle technique présente de notables inconvénients et notamment d’une part d’être d’une mise en œuvre longue et complexe en raison des deux opérations successives à effectuer et, d’autre part, de présenter un rendement en carburant particulièrement faible puisque environ soixante pour cent des matières plastiques initiales sont transformés en « wax », c’est-à-dire en un produit non utilisable et qui, de plus, représente un polluant pour l’environnement si bien que l’on est contraint ultérieurement de s’en débarrasser, ce qui reste une opération particulièrement problématique.
On a également proposé de faire appel à des catalyseurs de la famille des zéolites qui présentent l’avantage de générer une amélioration du rendement en carburant. Cependant on a constaté qu’une telle utilisation conduisait d’une part à une augmentation de la fraction essence aux dépends de la fraction diésel et d’autre part à un encrassement du catalyseur par du carbone conduisant à un colmatage des zones actives de celui-ci, ce qui impliquait alors sa régénération par une combustion en présence d’oxygène.
La présente invention a pour but de proposer un procédé de traitement des matières plastiques et notamment des polyoléfines telles que notamment du polyéthylène ou du polypropylène ainsi que certains produits caoutchouteux tels que des pneus, qui soit facile et rapide à mettre en œuvre et qui, de plus, d’une part soit d’un rendement en carburant acceptable et qui, d’autre part, ne produise pas de déchets toxiques tels que les « wax » précédemment mentionnées.
La présente invention a ainsi pour objet un dispositif de traitement de matières plastiques ou de résidus de caoutchouc comportant un réacteur pourvu de moyens de chauffage en mesure de porter celui-ci à une température apte à assurer la pyrolyse des éléments de matière plastique à traiter, et une colonne à distiller à l’étage inférieur de laquelle sont admis les gaz issus de ladite pyrolyse, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de mise en communication de l’étage inférieur de la colonne à distiller avec le réacteur, afin d’y recycler les « wax » récupérées dans la colonne lors de la distillation.
Le dispositif de traitement suivant l’invention peut comporter en partie haute de la colonne à distiller, un condenseur pourvu d’une sortie haute fournissant un gaz combustible, notamment du méthane.
Dans un mode de mise en œuvre préférentiel de l’invention la colonne à distiller sera disposée à un niveau situé au-dessus du réacteur et préférentiellement directement au-dessus de celui-ci de façon que d’une part les gaz issus de la pyrolyse montent directement dans la colonne à distiller et que, d’autre part, les distillats lourds issus de la distillation soient réinjectés dans le réacteur par gravité.
Par ailleurs les moyens de chauffage du réacteur pourront être assurés par au moins un brûleur hybride, ce dernier étant préférentiellement apte à bruler le gaz récupéré en partie haute du condenseur et/ou de l’essence sous pression. Cette pressurisation de l’essence pouvant être assurée par le gaz issu de la distillation.
Dans un mode de mise en œuvre de l’invention, la colonne à distiller pourra être disposée à côté du réacteur et pourra comporter des moyens aptes à récupérer les distillats lourds issus de celle-ci et à les réinjecter dans le réacteur.
La colonne à distiller pourra comporter des moyens de récupération de distillats, notamment de carburants. Ces moyens pourront comprendre un siphon constitué d’un récipient externe dont le fond sera en communication avec un réservoir de récupération et d’un récipient interne de plus petit volume recevant les distillats et formant trop plein, le fond du récipient interne comportant un conduit de recyclage d’une partie des distillats vers la colonne avec interposition de moyens de contrôle de la proportion de distillats recyclés.
Dans un mode de mise en œuvre de l’invention les moyens de récupération de distillats pourront comprendre une chambre dans laquelle sera disposée une cloche à l’intérieur de laquelle débouchera un conduit formant avec la cloche un siphon, la base de ce conduit formant un coude.
La sortie du conduit coudé pourra déboucher sur plusieurs tuyaux de façon à séparer le flux de liquide sortant dudit conduit coudé en plusieurs parties, égales ou inégales, ces différentes parties du flux étant recueillies dans des chambres, en vue de leur récupération ultérieure dans des proportions souhaitées de distillat à recycler dans la colonne et de carburant à récupérer.
Cette proportion des distillats recyclés sera avantageusement de l’ordre de 1/3.
La présente invention a également pour objet un procédé de traitement de matières plastiques ou de résidus de caoutchouc comportant les étapes consistant à réaliser dans un réacteur une pyrolyse de ces matières suivie d’une distillation des gaz obtenus lors de la pyrolyse, caractérisé en ce que, lors de la distillation, on recycle dans le réacteur les distillats lourds, ou « wax », obtenus lors de celle-ci.
On décrira ci-après, à titre d’exemple non limitatif, des formes d’exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel :
On a représenté sur les figures 1 à 7 un schéma d’un premier mode de mise en œuvre d’un dispositif de traitement de matières plastiques ou de résidus de caoutchouc suivant l’invention. Ce dernier comporte un réacteur 1 qui est alimenté en carburant à sa partie inférieure par une rampe à gaz 3 qui est en mesure de porter la température interne du réacteur 1 à une valeur nécessaire pour assurer la pyrolyse des matières plastiques ou de résidus de caoutchouc à traiter, notamment de l’ordre de 450°C.
Le réacteur 1 est surmonté d’une colonne à distiller 5 comportant neuf plateaux P1 à P9, ou étages. Le plateau inférieur P1, dénommé étage bas, est en communication avec l’intérieur du réacteur 1 par un premier conduit 7 par lequel les vapeurs issues de la pyrolyse sont admises dans la colonne 5 et par un second conduit 8 par lequel les « wax » qui seront générées en cours de distillation seront recyclées dans le réacteur 1. Un siphon 9 est interposé entre le réacteur 1 et la colonne 5 afin d’empêcher une remontée par ce conduit des vapeurs émises dans le réacteur.
Les étages P1 à P9 de la colonne 5 sont de quatre constitutions différentes :
- L’étage P1, ou étage bas, est constitué, ainsi que représenté sur la figure 4, d’un élément tubulaire cylindrique 10 pourvu à ses parties inférieure et supérieure de deux brides 11 qui permettent de le fixer respectivement au réacteur 1 et à l’étage P2 qui lui est superposé. Le conduit 7 débouche au centre de l’étage bas P1 et est coiffé d’une calotte 13 dont la base comporte des fentes qui permettent de le mettre en communication avec l’intérieur de l’étage. Ce denier comporte par ailleurs une paroi verticale 15, ouverte à sa base, qui permet de créer entre celle-ci et l’élément tubulaire 10 un volume formant un débordoir 17 qui est destiné à recueillir les « wax » provenant de l’étage supérieur, ces « wax » étant ensuite recyclées vers le réacteur 1 par le conduit 8.
- les étages standards, à savoir les étages P2, P3, P4, P6, et P7, sont représentés sur la figure 3. Pour des raisons de clarté on reprendra dans la suite de la description les mêmes références numériques pour les éléments de nature identique ou similaire. Ces étages sont en communication avec les étages respectifs immédiatement inférieurs par un conduit central inférieur 19 pourvu d’une calotte 13 qui permet l’admission du gaz dans ces étages. Ces derniers comportent également un débordoir 17 et une paroi verticale 21 de faible hauteur qui est disposée à l’opposé de la paroi 15 du débordoir 17 et qui forme avec la paroi 10 une cuvette 24 dont le fond est en communication par une ouverture avec les débordoirs 17 respectifs des étages immédiatement inférieurs. On notera que les conduits d’admission et de sortie des distillats sont ainsi disposés en quinconce.
- l’étage haut, à savoir l’étage P9, qui est représenté sur la figure 6, est en communication avec l’étage immédiatement inférieur par un conduit central inférieur 19 pourvu d’une calotte 13 et qui permet l’admission du gaz dans cet étage. Ce dernier comporte également un débordoir 17 et une paroi verticale de faible hauteur 21 diamétralement opposée à la paroi 15 du débordoir 17 et qui forme une cuvette 24 dont le fond est en communication par une ouverture avec le débordoir 17 de l’étage immédiatement inférieur, à savoir l’étage P8. Cet étage P9, ainsi que représenté sur la figure 5, est fermé à sa partie supérieure par un couvercle 23 qui est serré sur les brides 11. Ce couvercle est traversé par un conduit central supérieur 25 dont la sortie est reliée à une entrée 26 d’un condenseur 27, ainsi que représenté sur la figure 1. L’étage haut P9 comporte par ailleurs des sorties 31 qui sont destinées à être reliées éventuellement à des capteurs de température et de pression.
- les étages de prélèvement des carburants produits en cours de distillation, qui sont représentés sur la figure 2, à savoir d’une part l’étage P8 où l’on prélève de l’essence et l’étage P5 où l’on prélève du gas-oil, comportent comme les précédents un conduit inférieur central 19 qui les mettent en communication avec les étages respectifs immédiatement inférieurs, à savoir les étages standards P7 et P4. Ces étages ne comportent pas de débordoir mais une chambre supérieure 33 qui recueille les distillats en provenance de l’étage immédiatement supérieur et qui les envoie, par un conduit 35a, vers des moyens de récupération du carburant concerné qui seront décrits ci-après. Ils comportent également deux conduits latéraux qui sont respectivement reliés à un siphon à débordement 39, à savoir un conduit 41 d’égalisation de la pression et un conduit 43 de reflux de ce siphon 39, ainsi qu’expliqué ci-après. Ces étages de prélèvement comportent également une paroi verticale 21 de faible hauteur et qui forme avec la paroi 10 une cuvette 24 dont le fond est en communication par une ouverture avec le débordoir 17 des étages respectifs immédiatement inférieurs.
Le condenseur 27, ainsi que représenté sur la figure 1, comporte un conduit supérieur 45 de sortie de gaz par lequel on récupère le méthane produit lors de la distillation. Il comporte également une sortie basse 30 du liquide de reflux du condenseur 27 par laquelle ce dernier retourne au débordoir 17 de l’étage haut P9 par un conduit 29. Le refroidissement du condenseur 27 est assuré par une circulation d’eau qui est admise dans celui-ci par un conduit 49 et qui en ressort par un conduit 51.
La colonne à distiller 5 est pourvue de dispositifs permettant de récupérer les carburants liquides produits lors de son fonctionnement, à savoir le gas-oil et l’essence.
Ainsi que représenté sur la figure 7, ce dispositif de récupération du carburant qui est situé en aval du conduit 35a des étages de prélèvement respectifs P8 et P5 comprend un coude en U 36 qui forme un siphon et qui est destiné à éviter une remontée des gaz par ce conduit, qui est suivi d’un conduit 35b dont la sortie débouche en partie supérieure du siphon à débordement 39.
Ce siphon à débordement 39 comprend un premier récipient cylindrique 39a à l’intérieur duquel est disposé un second récipient cylindrique 39b de plus petites dimensions dont le fond est relié au conduit de reflux 43 des plateaux de prélèvement respectifs P8 et P5 de la colonne 5, avec interposition d’une vanne de contrôle de débit 28 suivie d’un regard 48 permettant de visualiser le débit liquide. Le fond du récipient 39a est également relié par un conduit 42 à un réservoir 44 de récupération du carburant produit avec interposition d’un regard 52 permettant de visualiser le flux du carburant dirigé vers le réservoir 44. Le fond de ce dernier comporte un conduit de sortie 46 par lequel on récupère le carburant.
Afin de réaliser un équilibre de pression entre le siphon à débordement 39 et la colonne 5, l’intérieur du récipient 39a est relié d’une part, par le conduit 41 à l’étage de prélèvement concerné et, d’autre part, par un conduit 47 au réservoir 44.
Dans ces conditions le fonctionnement du dispositif suivant l’invention s’effectue ainsi que décrit ci-après. On a représenté dans la suite du texte le déplacement des éléments gazeux au moyen de flèches en traits simples et le déplacement des distillats au moyen de flèches en traits gras.
On introduit à l’intérieur du réacteur 1 des matières plastiques, notamment de type polyoléfines, ainsi que par exemple du polyéthylène et/ou du polypropylène, ou des résidus de caoutchouc, que l’on a préférentiellement préalablement broyés et que l’on chauffe dans le réacteur 1 au moyen de la rampe à gaz 3 à une température nécessaire pour provoquer le cracking de ces molécules, à savoir une température de l’ordre de 450°C pour le polyéthylène et le polypropylène. La vapeur ainsi obtenue monte directement par le conduit 7 dans la colonne 5 et elle monte de plateau en plateau, via les canaux 19 d’admission de ces derniers, de façon à séparer, de façon connue, les produits de distillation suivant leurs poids moléculaires respectifs. En haut de colonne les fractions les plus légères sont admises dans le condenseur 27 par le conduit 25 et traversent celui-ci où, à la sortie on sépare le gaz et le distillat. On recueille ainsi à la sortie supérieure 45 le méthane produit et, à la sortie inférieure 30, on récupère le distillat qui retourne, via le conduit 29, au débordoir 17 de l’étage haut P9.
Ce distillat, lorsque son niveau dépasse le sommet de la paroi 21 du plateau haut P9, s’écoule dans la cuvette 24 de celui-ci, d’où il gagne la chambre 33 du plateau immédiatement inférieur soit le plateau de prélèvement P8. A partir de la chambre 33 de celui-ci le distillat, à savoir dans le cas présent de l’essence, s’écoule dans le système de récupération par le conduit 35a. Il traverse ainsi le siphon 36 puis arrive par le conduit 35b dans le récipient 39b du siphon à débordement 39.
On règlera la vanne de contrôle de débit 28 à une certaine position de façon qu’une partie seulement du liquide admis dans le récipient 39b sorte de ce dernier par le conduit 43, et que l’autre partie déborde de ce récipient pour s’écouler par le conduit 42 dans le réservoir de récupération 44. On notera que la proportionαdu liquide recyclé par rapport au liquide admis dans le récipient 39b constitue un paramètre important dans la mesure où elle conditionne le bon fonctionnement du système. En effet on comprend que si la vanne de contrôle de débit 28 est totalement ouverte, autrement dit si on recycle la totalité du liquide admis dans le récipient 39b, la colonne fonctionnera correctement mais que l’on ne récupérera pas de carburant. A l’inverse, si la vanne 28 est totalement fermée, on récupère la totalité du carburant mais la colonne ne peut bien entendu pas fonctionner.
Dans le cas où le système suivant l’invention traite des matières plastiques telles que du polyéthylène ou du polypropylène, la demanderesse a établi que le fonctionnement était optimal pour une proportionαdu carburant recyclé égale sensiblement aux deux tiers du liquide admis dans le récipient 39b, le tiers restant constituant le carburant récupéré.
Le réglage de cette proportion de recyclageαpeut se faire avec des moyens de réglage manuels. On peut ainsi prévoir, ainsi que représenté sur les figures 1 et 7, des regards transparents 48 et 52 respectivement disposés sur la conduite 43 en aval de la vanne de contrôle de débit 28 et sur la conduite 42 en sortie du siphon à débordement 39. Ces regards transparents permettent à un opérateur d’ajuster la position de la vanne de réglage 28 en fonction des débits de liquides respectifs qu’il perçoit au travers de ces derniers. Bien entendu, suivant l’invention on peut prévoir d’automatiser un tel réglage de la proportionαdu distillat recyclé en disposant des débitmètres sur les conduites 42 et 43 et un dispositif de gestion de ces derniers, notamment au moyen d’un microcontrôleur. On peut également mettre en œuvre un dispositif de pilotage tel que celui décrit ci-après en regard de la figure 13.
Le distillat en sortie de la conduite 43 retourne à l’étage de prélèvement d’où, via la cuvette 24 il gagne le débordoir du plateau inférieur, en l’espèce le plateau standard P7 et ainsi de suite. Après avoir traversé le plateaux standard P6 il arrive dans la chambre 33 de l’étage de prélèvement inférieur, à savoir l’étage P5, d’où il est dirigé, via le conduit de sortie 35a vers le dispositif de récupération du carburant, à savoir, à cet étage, du gas-oil, le fonctionnement étant en tout point identique à celui décrit précédemment à l’étage P8.
Le reflux en provenance du siphon à débordement 39 est admis par le conduit 43 à la base de l’étage de prélèvement P5 où, via la cuvette 24 il est admis dans le débordoir 17 de l’étage immédiatement inférieur, à savoir l’étage P4 et, après avoir traversé les étages standards P3 et P2, il arrive à l’étage bas P1
Enfin, le distillat en sortie de cet étage bas qui est constitué par des « wax » retourne au réacteur 1, via le conduit 8 et le siphon 9 pour être de nouveau pyrolysé.
Dans une variante de réalisation de l’invention, on pourra disposer la colonne à distiller 5 non pas au-dessus du réacteur 1 mais à côté de celui-ci, ainsi que représenté sur la figure 8.
A cet effet on disposera à côté de la colonne à distiller 5 des moyens de pompage 53 qui récupéreront les « wax » dans l’étage bas P1 de celle-ci pour les réinjecter dans le réacteur 1 via le conduit 8, les gaz de pyrolyse en sortie du réacteur 1 par le conduit 7 seront amenés par un conduit 55 à l’étage bas P1 de la colonne 5. Un tel mode de mise en œuvre de l’invention est intéressant en ce qu’il permet de diminuer l’encombrement en hauteur du dispositif de traitement et de le rendre ainsi plus maniable en vue par exemple d’un transport.
Bien entendu les étages décrits précédemment pourront, tout en restant dans le cadre de la présente invention, être d’une constitution mécanique différente.
On a ainsi représenté sur les figures 9 à 12 un second mode de réalisation des étages standard et de prélèvement suivant l’invention. Sur ces figures, pour des raisons de clarté, on a conservé les mêmes références chiffrées que dans l’exemple précédent pour des éléments identiques ou assurant la même fonction, affectées de la désignation ‘.
Dans ce mode de mise en œuvre, les étages bas et haut sont constitués par des étages standards, si bien que l’ensemble des plateaux constituant la colonne à distiller sont simplement de deux types, à savoir un type standard et un type de prélèvement, une telle standardisation limitant le coût de l’installation.
- les étages standards, à savoir les étages P1, P2, P3, P4, P6, P7 et P9 sont représentés sur les figures 10 à 12. Ces étages sont constitués de corps tubulaires 10’ pourvus, à leur partie supérieure et à leur partie inférieure, de brides de fixation 11’. Ils comportent une paroi supérieure 56 sur laquelle sont fixés six conduits de sortie 19’ surmontés chacun par une calotte 13’. Les gaz sont admis par la totalité de la surface de base de l’enveloppe 10’ et sortent par les six conduits de sortie 19’ pour gagner le plateau immédiatement supérieur et ainsi de suite de plateau en plateau. La paroi supérieure 56 est également traversée par un débordoir 17’ formé d’un tube 21’ qui s’engage dans un récipient 24’ duquel débordent les distillats recueillis dans le débordoir, ces distillats gagnant ensuite le plateau immédiatement inférieur.
- les étages de prélèvement, à savoir les étages P5 et P8, sont représentés sur la figure 9. Ils comportent également des corps tubulaires 10’ pourvus, à leur partie supérieure et à leur partie inférieure, de brides de fixation 11’. Ils comportent une paroi supérieure 56 sur laquelle sont fixés six conduits de sortie 19’ surmontés chacun par une calotte 13’. Les gaz sont admis par la totalité de la surface de base de l’enveloppe 10’ et sortent par les six conduits de sortie 19’ pour gagner le plateau immédiatement supérier et ainsi de suite de plateau en plateau.
La paroi supérieure 56 est ouverte sur une chambre 33’ qui recueille les distillats et qui les évacue, via un conduit 35a’ vers un système de récupération identique à celui précédemment décrit.
Cet étage comporte également un conduit 41’ d’égalisation de pression avec le siphon à débordement 39 et un conduit de retour 43’ des distillats provenant de celui-ci.
Le fonctionnement de ce mode de mise en œuvre est identique au précédent. Son avantage réside dans sa simplification sur le plan mécanique qui en rend la fabrication plus standardisée, dans la mesure où on n’est contraint de fabriquer seulement deux plateaux différents. Il est par ailleurs plus simple et donc plus facile à construire si bien qu’il est plus économique.
Par ailleurs, dans une variante de mise en œuvre de la présente invention, le carburant utilisé pour alimenter la rampe de chauffage 3 pourra être constitué, en totalité ou en partie, par le gaz et ou par l’essence produits par le dispositif suivant l’invention au cours de la distillation et qui seront récupérés sur la colonne à distiller. A cet effet le brûleur, ou rampe à gaz 3, pourra être de type hybride c’est-à-dire qu’il aura la capacité de brûler du gaz, et notamment le méthane récupéré à la sortie 45 du condenseur 27, ou de l’essence sous forme de vapeur. Pour ce faire on pourra réaliser la pressurisation de l’essence au moyen du méthane récupéré.
Cette variante de mise en œuvre de l’invention est particulièrement intéressante puisqu’elle permet de rendre le dispositif suivant l’invention complètement autonome en ce qui concerne sa consommation en énergie.
Le recyclage des « wax » récupérées par la distillation dans le réacteur a permis d’atteindre des rendements particulièrement intéressants puisque, à partir de 100 kg de matières plastiques telles que du polyéthylène et/ou du polypropylène on a obtenu 65 kg de gas-oil, 17 kg d’essence et 13 kg de gaz méthane.
Dans un mode de mise en œuvre de la présente invention on peut piloter le système de façon automatique de façon que les proportions du distillat recyclé réinjecté dans l’étage de prélèvement de la colonne 5 et du distillat recueilli en tant que carburant dans le réservoir de récupération 44 soient obtenus dans une proportion déterminée.
Ainsi que représenté de façon schématique sur la figure 13, on fait appel pour ce faire à un siphon doseur et à des moyens de répartition qui sont réglés dans le présent exemple, pour prélever 2/3 de distillat à recycler et 1/3 de distillat récupéré sous forme de carburant.
Dans ce mode de mise en œuvre, en sortie 35a d’un étage de prélèvement, P5 ou P8, le distillat traverse le coude en U 36 et est admis dans une chambre 60 par le conduit 35b. La chambre 60 comporte une cloche 62, dont la base se trouve à un niveau Nb, à l’intérieur de laquelle débouche un conduit 64, ces deux éléments formant ainsi un siphon 65. La base du conduit 64 se termine par un coude en U 66 dont la sortie débouche sur trois conduits respectifs de même diamètre 67, 68 et 69. Les sorties de ces trois conduits débouchent dans une chambre 70 de récupération des distillats qui comporte une cloison de séparation 71 disposée de façon telle que deux des conduits, à savoir les conduits 67 et 68 débouchent dans une première section 70a de la chambre et que le conduit 69 débouche dans une section 70b de celle-ci. Le fond de la section 70a de la chambre 70 est relié par un conduit 72 de recyclage de distillat à l’étage de prélèvement de la colonne à distiller 5 et celui de la section 70b est relié par un conduit 73 au réservoir 44 de récupération de carburant.
Dans ces conditions le fonctionnement s’établit ainsi que décrit ci-après. Lorsque le siphon 65 est plein de liquide, le reflux de distillat arrivant de l’étage de prélèvement concerné, soit P5 ou P8, après avoir traversé le coude 36 arrive dans le récipient 60 par le conduit 35b et s’écoule dans celui-ci jusqu’à ce que le liquide dépasse le sommet de la cloche 62 pour atteindre un niveau hautNh. Ce niveauNhest égal au niveau basNbaugmenté de la hauteureexistant entre le bas de la cloche 62 et le haut du tube 64 augmenté de la hauteurhégale à la hauteur du coude en U 66 et plus précisément à la hauteur existant entre le bas du coude 66 et le basSde la tige de siphon 64, ainsi que représenté sur la figure 13.
A cet instant le siphon 65 s’amorce et le conduit 64 se remplit de distillat. Ce flux de distillat se scinde alors, en sortie du coude 66, en trois parties égales, qui sont prélevées par les conduits 67, 68 et 69, deux parties étant recueillies dans la section 70a de la chambre 70 et une partie étant recueillie dans la section 70b.
Suite à l’amorçage du siphon 65, lorsque le distillat atteint le niveau basNble siphon 65 se désamorce et le cycle se poursuit de façon automatique. On a relié l’intérieur du conduit 64 à environ 5 mm au-dessus du niveauNbde la chambre 60 par un conduit 75 qui assure un désamorçage sûr du siphon 65 lorsque le niveau de liquide dans la chambre 60 atteint le niveauNb.
Le présent mode de mise en œuvre est intéressant en ce qu’il permet de recycler de façon entièrement automatique vers la colonne 2/3 du distillat et de récupérer en tant que carburant 1/3 de celui-ci. Bien entendu on pourrait adapter le présent dispositif pour obtenir toute autre proportionαsouhaitée entre le distillat recyclé et le carburant récupéré.
La présente invention est ainsi particulièrement intéressante à différents titres :
- le dispositif objet de l’invention est d’une constitution particulièrement simple et économique à réaliser,
- elle permet d’éliminer des matières plastiques ou des résidus de caoutchouc qui constituent des déchets dont, à notre époque, on considère qu’il est particulièrement intéressant de se débarrasser et qui polluent notre environnement dans la mesure où leur faible valeur explique le désintéressement dont elles sont l’objet,
- l’élimination de ces déchets s’effectue sans créer de pollution,
- le fonctionnement du dispositif est totalement autonome en énergie dans la mesure où il peut consommer, si on le souhaite, une partie du carburant qu’il produit,
- le rendement en carburant est suffisamment élevé pour, en raison de la quantité de carburant produit, rendre intéressante la collecte des matières plastiques, et par voie de conséquence contribuer grandement à l’élimination de ce type de pollution.
Claims (15)
- Dispositif de traitement de matières plastiques ou de résidus de caoutchouc, notamment des pneus, comportant un réacteur (1) pourvu de moyens de chauffage (3) en mesure de porter celui-ci à une température apte à assurer la pyrolyse des éléments de matière à traiter, et une colonne à distiller (5) à l’étage inférieur (P1) de laquelle sont admis les gaz issus de ladite pyrolyse, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de mise en communication (8, 53) de l’étage inférieur (P1) de la colonne à distiller (5) avec le réacteur (1), afin d’y recycler les « wax » récupérées dans ladite colonne à distiller lors de la distillation.
- Dispositif de traitement suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comporte en partie haute de la colonne à distiller (5), un condenseur (27) pourvu d’une sortie haute (45) fournissant un gaz combustible, notamment du méthane.
- Dispositif de traitement suivant l’une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la colonne à distiller (5) est disposée à un niveau situé au-dessus du réacteur (1).
- Dispositif de traitement suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la colonne à distiller (5) est disposée directement au-dessus du réacteur (1) de façon que d’une part les gaz issus de la pyrolyse montent directement dans la colonne à distiller (5) et que, d’autre part, les distillats lourds issus de la distillation soient réinjectés dans le réacteur (1) par gravité.
- Dispositif de traitement suivant l’une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que les moyens de chauffage (3) du réacteur (1) sont assurés par au moins un brûleur hybride (3).
- Dispositif de traitement suivant la revendication 5 caractérisé en ce que le brûleur hybride est apte à bruler le gaz récupéré en partie haute du condenseur (27).
- Dispositif de traitement suivant l’une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que le brûleur hybride (3) est apte à bruler de l’essence sous pression.
- Dispositif de traitement suivant la revendication 7 caractérisé en ce que la pressurisation de l’essence est assurée par le gaz issu de la distillation.
- Dispositif de traitement suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la colonne à distiller (5) est disposée à côté du réacteur (1) et comporte des moyens (53) aptes à récupérer les distillats lourds issus de celle-ci et à les réinjecter dans le réacteur (1).
- Dispositif de traitement suivant l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la colonne à distiller (5) comporte des moyens de récupération de distillats, notamment de carburants.
- Dispositif de traitement suivant la revendication 10 caractérisé en ce que les moyens de récupération de distillats comprennent un siphon à débordement (39) constitué d’un récipient externe (39a) dont le fond est en communication avec un réservoir de récupération (44) et d’un récipient interne de plus petit volume (39b) recevant les distillats et formant trop plein, le fond du récipient interne (39b) comportant un conduit de recyclage d’une partie des distillats vers la colonne (5) avec interposition de moyens de contrôle (48, 28) de la proportion de distillats recyclés.
- Dispositif de traitement suivant la revendication 10 caractérisé en ce que les moyens de récupération de distillats comprennent une chambre (60) dans laquelle est disposée une cloche (62) à l’intérieur de laquelle débouche un conduit (64) formant avec la cloche (62) un siphon (65), la base de ce conduit formant un coude (66).
- Dispositif de traitement suivant la revendication 12 caractérisé en ce que la sortie du conduit coudé (64) débouche sur plusieurs conduits (67, 68, 69) de façon à séparer le flux de liquide sortant dudit conduit coudé (64) en plusieurs parties, égales ou inégales, ces différentes parties du flux étant recueillies dans des chambres (70a, 70b), en vue de leur récupération ultérieure dans des proportions souhaitées (α) de distillat à recycler dans la colonne (5) et de carburant à récupérer.
- Dispositif de traitement suivant l’une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la proportion (α) des distillats recyclés est de l’ordre de 2/3.
- Procédé de traitement de matières plastiques ou de résidus de caoutchouc comportant les étapes consistant à réaliser dans un réacteur (1) une pyrolyse de ces matières suivie d’une distillation des gaz obtenus lors de la pyrolyse, caractérisé en ce que, lors de la distillation, on recycle dans le réacteur (1) les distillats lourds, ou « wax », obtenus lors de celle-ci.
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| WO2023078965A1 (fr) | 2021-11-04 | 2023-05-11 | Earthwake Entreprise | Dispositif d'alimentation en continu d'un systeme de pyrolyse des matieres plastiques |
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| EP3311969A1 (fr) * | 2015-06-22 | 2018-04-25 | Bondarenko, Oleksandr Mykolaiovych | Dispositif pour la destruction thermique de déchets de polyéthylène et de polypropylène |
| US20180355256A1 (en) * | 2015-11-23 | 2018-12-13 | Integrated Green Energy Singapore Pte Ltd | Production of hydrocarbon fuels from plastics |
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| SCREENOCEAN AND THOMSON REUTERS: "French inventor develops machine that turns plastic waste into fuel", SCREENOCEAN, 18 December 2018 (2018-12-18), pages 5 pp., XP054980121, Retrieved from the Internet <URL:https://reuters.screenocean.com/record/1368765> [retrieved on 20200110] * |
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| WO2023078965A1 (fr) | 2021-11-04 | 2023-05-11 | Earthwake Entreprise | Dispositif d'alimentation en continu d'un systeme de pyrolyse des matieres plastiques |
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