WO1993009207A1 - Procede de traitement et de destruction de dechets domestiques et/ou industriels et combustible fabrique a partir de tels dechets - Google Patents

Procede de traitement et de destruction de dechets domestiques et/ou industriels et combustible fabrique a partir de tels dechets Download PDF

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WO1993009207A1
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    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the subject of the present invention is a process for the treatment and destruction of domestic and / or industrial waste and a fuel made from such waste.
  • the technical sector of the invention is that of installations, apparatus and processes used for the reception of household and industrial waste, the recovery of certain non-combustible products and the destruction of other waste, in particular household waste.
  • the incineration plants currently in operation therefore discharge gases and fumes from the combustion of said waste into the atmosphere, of which it is known that the most harmful and polluting are carbon monoxide and nitrogen oxides.
  • the present invention aims to provide a radical and ecological solution to the destruction of combustible household and industrial waste.
  • a first objective of the invention is to destroy domestic and industrial waste of all kinds, solid, liquid, pasty or gaseous, under conditions favorable to the environment, by discharging low-polluting gases into the atmosphere.
  • a second objective is to produce from said waste a fuel which, while allowing their destruction by combustion, ensures a calorific power such as to produce economically, an energy usable for domestic or industrial purposes.
  • Another objective is that this fuel is stable over time in order to allow its prolonged storage and handling, in particular by mechanized means.
  • waste by combustible or non-combustible category and the waste of each category is directed to a treatment station with a view to its recovery or destruction, in which and more particularly said solid, liquid and pasty waste, which can be destroyed by combustion eton grinds said combustible solid waste with a view to obtaining a ground material, characterized in that: - in parallel a portion of the plastic waste is liquefied, by immersing it in a solvent bath;
  • - Said ground material is mixed with said liquefied plastics and other toxic or non-toxic liquids to be destroyed, which are kneaded and which are triturated in order to obtain a pasty composition;
  • a plurality of elements, of generally cylindrical or tubular shape, or spherical, or ovoid, or annular, or in the form of a pellet, are produced from this pasty composition;
  • Said elements are dried by heating them in order to obtain a fuel coated in plastic material and which can be stored or handled mechanically;
  • said waste is weighed continuously on arrival and the values resulting from said weighing are introduced into the memory of a central computing unit;
  • the grinding of said combustible solid waste is carried out with a view to obtaining a ground material with a particle size passing to the mesh of between 0.01 and 6 millimeters;
  • the plastic waste of the polyvinyl chloride, polyethylene, polystyrene or other type is liquefied by immersing it in a solvent bath; - Introducing the said ground material, the said liquefied plastics and other toxic and non-toxic liquids to be destroyed, into a mixer-pulverizer according to weight percentages given by the said central calculation unit and kneading and grinding said ground materials and said liquids, to obtain a pasty composition;
  • This pasty composition is sent under pressure through an extruder-cutter, in order to obtain a plurality of elements;
  • a first grinding is carried out at a particle size passing to the mesh between 0.01 and 25 millimeters;
  • a first transformation of this ground material is carried out by adding to it powder of so-called hard plastic waste, at a rate of 0.8 ?. at 3.5% by weight and this ground material added with this powder is transferred to a crystallization oven and at the outlet of said oven, a second grinding of said crystallized ground material is carried out, to reduce it to a particle size passing to the mesh between 0 , 01 and 6 millimeters.
  • Said toxic and non-toxic liquids are introduced into the mixer-pulverizer in order to associate them with said ground material and with the liquefied plastic material.
  • For the elimination of waste oils there is incorporated into the ground material and the liquefied plastic material a value by weight * of such oils of between 5 and.
  • ground value of non-toxic or toxic liquids of between 2.5 and ⁇ % is incorporated into the ground material and the liquefied plastic material.
  • a hardener of the synthetic resin type is incorporated into the said pasty composition, at a rate of from 0.1% to 8%.
  • the said plastic materials are liquefied by immersing them in acetone or the like.
  • acetone or the like For the manufacture of said fuel, between 35 and 90% by weight of household and / or industrial waste and / or household waste is used and between 10 and 23% by weight of liquefied plastics are incorporated therein.
  • the fuel is then destroyed by pyrolysis and the gases resulting from the pyrolysis by combustion in a closed vessel and at high temperature, with the addition of atmospheric air or over-oxygenated.
  • said fuel is destroyed by pyrolysis and the gases resulting from pyrolysis by combustion in a closed vessel and at high temperature with the addition of pure oxygen, in order to minimize the nitrogen oxides produced by fuel components.
  • said fuel is destroyed in an oven by pyrolysis and the pyrolysis gas is destroyed by combustion in a boiler, to produce usable energy.
  • the pyrolysis gases are captured at the outlet of said oven and these gases are destroyed in said boiler by means of at least one burner on which the flow of atmospheric air or pure oxygen is continuously adapted oxidant, as a function of the flow rate and of the composition of the gases, in order to obtain stoichiometric combustion, in particular by combustion with pure oxygen.
  • the pyrolysis gas is destroyed with the addition of atmospheric or oxygenated air, by raising the combustion temperature between 1300 K and 2000 K.
  • the pyrolysis gas is destroyed with the addition of pure oxygen, by raising the combustion temperature between 2500 K and 2600 K.
  • the gases produced by the transformation of the waste are possibly captured, these gases are mixed with the pyrolysis gases and the resulting gases are destroyed by combustion.
  • the fuel according to the invention allowing in particular the implementation of the process, which fuel consists of 'solid and liquid or pasty household and / or industrial waste, of which said solid waste reduced to ground and mixed to said liquid and / or pasty waste, are agglomerated and linked together by a plastic binder which, in addition, coats the fuel.
  • Said plastic binder is plastic material of polyvinyl chloride, polyethylene, polystyrene or other type derived from said waste.
  • Said fuel can take any general cylindrical, or spherical, or ovoid, or annular, or tubular, shape or that of a pellet.
  • It is characterized by the fact that it comprises between 35 and 90% by weight of household and / or industrial waste and / or household waste, between 10 and 23% by weight of plastic material of polyvinyl chloride, polyethylene type, polystyrene or similar and has a density between 0.3 and 0.6. It also comprises a hardener of the synthetic resin type at a rate of 3% to 8% by weight.
  • the fuel comprises between 2 and 5% by weight of non-toxic or toxic liquids, other than draining oils.
  • the fuel comprises between 5 and 20% by weight of such oils.
  • said fuel consists of 80 to 90% by weight of household waste, including liquid waste and said hardener and from 10 to 20% by weight of plastics to release a calorific energy of the order from 13.5 to 16.5 MJ per kilogram.
  • it consists of 75% by weight of household waste including liquid waste and hardener, 20% by weight of plastic materials and 5% by weight of cardboard waste to release heat energy. around 17 MJ per kilogram.
  • it consists of 70% by weight of household waste including liquid waste and said hardener, 20% by weight of plastic materials and 10% by weight of paper waste to release a calorific energy of around 18 M per kilogram.
  • it consists of 65% by weight of household waste, including liquid waste and said hardener, 20% by weight of plastics, 10% by weight of paper waste and 5 # by weight of wood waste to release a heat energy of the order of 18.5 MJ per kilogram.
  • it consists of 60% by weight of household waste, including liquid waste and said hardener, of 20% by weight of plastic materials, of 5% by weight of waste tires, of h% by weight of wood waste, 1% by weight of textile waste and 10% by weight of cardboard waste to release a heat energy of 20 MJ per kilogram.
  • it consists of 55% by weight of household waste, including liquid waste and hardener, 20% by weight of plastics, 15% by weight of cardboard waste and 10% by weight of paper waste to release heat energy of the order of 20 MJ per kilogram.
  • it consists of 50% by weight of household waste, including liquid waste and hardener, 20% by weight of plastics, 5% by weight of tire waste, 5% by weight. weight of wood waste, 2% weight of textile waste, 10% by weight of paper waste, and 8% by weight of cardboard waste to release heat energy of the order of 21 MJ per kilogram.
  • it consists of 4% by weight of household waste, including liquid waste and hardener, 21% by weight of plastics, 15% by weight of cardboard waste, 11% by weight of paper waste, 2% by weight of wood waste, 1% by weight of tire waste, 1% by weight of textile waste and 3% by weight of dust and earth to release a calorific energy of around 21 MJ per kilogram.
  • it consists of 40% by weight of household waste, including liquid waste other than waste oil and hardener, 22% by weight of plastics, 15% by weight of cardboard waste, 12 % by weight of paper waste, 4% by weight of wood waste and 7% by weight of waste oils to release a heat energy of the order of 23.5 MJ per kilogram.
  • said fuel takes the form of a cylindrical tube, dcr the central duct establishes a circulation of gases and fuel outside the fuel to increase its speed of destruction by regular and rapid combustion of the pyrolysis .
  • the invention results in the elimination of solid and liquid, pasty or gaseous domestic and industrial waste, while respecting the environment by discharging little gases into the atmosphere. polluting or almost completely depolluted.
  • the invention also results in a fuel making it possible to produce, by implementing said method and economically, an energy usable for domestic or industrial purposes.
  • FIG. 2 is a perspective view on a large scale, of the fuel obtained by said method and for its implementation, in its preferred form;
  • FIG. 3 is a partial sectional view / external view of the fuel in FIG. 2.
  • the fuel production involves the use of plastic waste, such as that from beverage bottles, food packaging, various pipes or other products such materials based on polymers or copolymers of polyvinyl chloride, polyethylene, polystyrene, polyurethane or other ... these materials being capable of constituting on the one hand, a binder for the binding of waste and on the other hand forming , a protective covering guaranteeing the fuel's resistance over time to its storage and allowing its handling.
  • Such a fuel the initially polluting waste of which is embedded and coated in said plastic binder and hardened in its final manufacturing phase, also offers the advantage of being completely non-polluting, its components thus being "trapped" in the plastic .
  • FIG. 1 of the drawing relating to a block diagram giving the successive phases of said method: from the reception of the raw combustible waste to its destruction.
  • the item referenced 1 is therefore located downstream of the reception of the waste in its initial state, where a first selection is made at the entrance to the treatment site to direct the non-combustible recyclable products, such as for example ferrous metal products and non-ferrous and certain plastics, to a recovery center and combustible waste of any kind and origin to said station 1.
  • a first selection is made at the entrance to the treatment site to direct the non-combustible recyclable products, such as for example ferrous metal products and non-ferrous and certain plastics, to a recovery center and combustible waste of any kind and origin to said station 1.
  • the latter receives said bulk waste in its raw state. It can for example be constituted by a deposit area from which the waste is conveyed in the various circuits of the treatment chain.
  • the waste from station 1 is conveyed by means of, for example, a conveyor, to a sorting and weighing station 2. Weighing is carried out at this station as and when it arrives, by means of a or several electronic scales, after sorting the waste according to its nature.
  • the diagram gives an example of the variety of sorted products referenced 2a to 21, that is: plastics of all origins 2a, paper waste 2b, cardboard waste 2c, wood and vegetable waste 2d, dust and earth 2nd, waste oils 2f, textiles 2g, rubber and tires 2h, household waste 2j, PVC or similar plastics 2k, non-toxic and toxic liquid waste other than waste oil 21.
  • the values by weight of each type of waste are entered in the memory a central computing unit 3.
  • the central unit 3 controls the transfer means of each variety directly or through automata to bring them to the various stations of the fuel production chain.
  • the quantities of waste managed by said unit 3 are given in percentage by weight and transformed, for example, in a digital / analog converter to control the flow of materials at the various stations of the chain.
  • Solid waste from station 2 (2a to 2d and 2g to 2d) is routed to a grinding station comprising a first grinding unit 5. a crystallization furnace 6 and a second grinding unit 1.
  • a part of the so-called hard plastics that is to say thick pieces of polychloride of vinyl, polystyrene or based on polyester resin for example, are subject to a first grinding and screening at station 4 to reduce some of these powdered materials.
  • the ground waste undergoes a first transformation by adding plastic powder from station 4, for example at a rate of 1.5%, or 15 kgs of powder.
  • the ground material from unit 5 with this powder added is then passed through said crystallization oven 6, for about four minutes, at a temperature of the order of 180 ° C. On leaving this oven, the ground product is in the form of agglomerates of mechanical strength equivalent to that of very friable wafers.
  • the ground material from the crystallization furnace 6 is then introduced into a second grinding unit 7 to reduce it, for example, to a particle size passing to the mesh of 2 millimeters.
  • waste plastics with a thin or flexible or friable wall such as based on polyvinyl chloride, polyethylene or expanded polystyrene, for example bottles of food drinks, packaging of food products, plastic fabrics, box covers, flexible or rigid pipes and all other such waste , are transformed from their solid state to a liquid state by passing to the dissolution-liquefaction station 9.
  • said waste is immersed in a bath of a solvent such as acetone 10 or the like.
  • the liquefied plastics are then stored at station 11.
  • Said liquid waste coming from stations 2f, 21 and 11, are sent through a network of pipes and by means of pumping units, for example volumetric, in said mixer-pulverizer 8 in proportions defined by the central computing unit 3 by using digital / analog means, similar to those used for solid waste.
  • the pasty composition obtained is sent under a pressure of the order of 600 bars to an extrusion-cutting unit 13 which produces, at its outlet, a plurality of pasty elements 14 , which can take any shape, in particular cylindrical, tubular, ovoid, spherical, pellet-shaped, etc.
  • cylindrical tubular embodiment has been chosen.
  • Said pasty tubular elements are then conveyed by conveyor or any other means to a drying station 15 in order to obtain said combustible elements in their final constitution.
  • Said station 14 comprises for example a tunnel oven in which said elements have passed for for example five to six minutes, and in which their physical transformation from their pasty state to a solid state, is effected by thermosetting.
  • said fuels are stored in a reserve or an area 16, with a view to their destruction, the operational methods of which are explained below.
  • a fuel element according to the invention 17 is shown in external view in FIG. 2 and in partial section / external view in FIG. 3- It adopts a cylindrical tubular shape, the dimensions of which can vary depending on the capacities of the destruction means. .
  • the external diameter D can for example be between 8 and 30 millimeters, the internal diameter d of the central duct 17a, between 3 and 15 millimeters, the length 1 between 30 and 60 millimeters.
  • the dimensions of the fuel have been set at: - outside diameter D, 8 to 10 millimeters,
  • Its density is of the order of 0.3 to 0.6, including profusion.
  • each particle of the ground material is coated with plastic material 18, this plurality of particles being amalgamated by means of said agglomerant 19, to form a tubular element thus comprising an envelope of both external 19a and internal 19b protection, which completely isolates the waste particles from the external environment.
  • the fuel according to the invention makes it possible to achieve results and other advantages of a thermal order, for its use with a view to the production of an economic energy usable for domestic or industrial purposes by its destruction.
  • the central duct 17a has a specific function which makes it possible to carry out the circulation of the pyrolysis and oxidant gases at the internal and external periphery of the fuel, thereby exerting a very great influence on the speed of pyrolysis of the fuel.
  • a first result which the invention makes it possible to achieve is a perfectly homogenized and self-purifying pyrolysis gas using the outer burnt peripheral fuel layer as a purifying filter.
  • a second result obtained is perfect consumption, which results in the almost total elimination of unburnt materials and a significant reduction in residual ash of the order of 10 to 15% by weight of the tonnage of fuel put to destruction and in operation the nature of the waste composing it, especially when it includes non-combustible parts.
  • the fuel stored at station 16 is, according to the method, destroyed in a specific installation making it possible to produce usable energy.
  • Said fuel is thus destroyed by pyrolysis in an oven 20, the supply of which can be carried out continuously or discontinuously. It is the same for the unloading of the solid "skeleton" remaining after the pyrolysis.
  • this furnace at almost ambient pressure, only the fuel according to the invention and the gases it releases are present, which are based on more or less complex molecules, themselves constructed from carbon, hydrogen, nitrogen and oxygen, all these elements coming from the fuel itself to the exclusion of any external input.
  • the residual skeleton which is still hot can be reduced to powder and calcined or burned by combustion with air or with oxygenated air, in order to further reduce the mass of what constitutes irreducible solid waste.
  • the gases from pyrolysis 21 are collected at the outlet of the oven 20 and are destroyed by combustion through one or more burners 22, in a steam or water boiler 23, depending on the energy 24 required for use that one wants to make of it, such as for example the entrainment with steam of electric turbines or the collective heating of groups of buildings or greenhouses of cultures by production of hot water and 1'autoalimentation of the installations.
  • This combustion of the pyrolysis gases is carried out with the supply of atmospheric or oxygenated air 25, or even with the supply of pure oxygen from liquid storage 26.
  • the supply of the oxidant to the burner (s) 22 is carried out so automatic, where its flow is adapted in real time to the flow and the composition of the pyrolysis gases in order to achieve stoichiometric combustion.
  • the flow of pyrolysis gases 21 from the oven 20 is continuously captured, for example. samples of this gas which are sent to an electronic analyzer 27, associated with a programmable controller 28.
  • Said analyzer 27 includes a memory in which the parameters relating to the nature of the gas components and of the gas and oxidizing oxygen flow rates are stored, which analyzer compares the data taken at the emission of gases with said parameters and manages through said automaton 28 and a remote control 29, said pure oxygen supplied to the burner (s) 22.
  • the temperature of the gases is significantly higher than in the case of combustion in air, since there is no longer needlessly heating an enormous mass of nitrogen of the order of four fifths of the total mass of smoke.
  • the combustion temperature of the pyrolysis gases is raised to around 2500 K, this temperature however being able to be between 2500 K and 2600 K.
  • the reduction in the size of the devices decreases the area of convective exchange with hot gases. Furthermore, these are in less mass (no nitrogen) as set out below. However, the reduction in the cross section of the gas passages increases their speed, as does the average temperature difference between the flue gases and the walls.
  • the volume of smoke is reduced in a ratio of the order of three, compared to that of conventional installations, with all the spectacular consequences described above and relating to the economic production of energy and the protection of
  • the high thermal level of the oven allows a Carnot yield comparable, for an installation producing steam, to that of the best thermal power plants, and therefore an electricity production with an excellent yield of all the energy self-consumed by the installation.
  • This electricity can, moreover, be produced preferentially during peak hours of consumption.
  • the method according to the invention makes it possible to provide a solution to gaseous pollution favorable to the environment, by the rejection to the atmosphere of fumes which are very largely decontaminated.
  • nitrogen oxide the initial nitrogen of which comes from the combustion air in the conventional process, is not produced since, by definition, the oxidizer is pure oxygen.
  • the gases from the installation for example from the liquefaction of plastics at stations 9/11 "to the mixing of waste at station 8, can also be destroyed under the conditions which have just been exposed. gases emitted by liquids passing through stations 2f / 21, as well as residues of CFC-type gases from aerosol cans and other gases produced by the treatment installation.
  • All these gases are stored in a reserve 30 and are sent according to doses defined by the central computing unit 3. for example through volumetric valves, at the outlet of the oven 20, and are mixed with the pyrolysis gases from said oven to be destroyed by combustion.

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de traitement et d'élimination de déchets solides, liquides ou pâteux, combustibles (1) selon lequel on sélectionne lesdits déchets, on broie lesdits déchets solides combustibles (5/7), parallèlement on liquéfie une partie (2k) des déchets de matières plastiques en les immergeant dans un bain de solvant (10), on mélange le broyat avec lesdits plastiques liquéfiés (110 et autres liquides et, à partir de la composition pâteuse obtenue, on réalise une pluralité d'éléments (14) et on sèche ces éléments en les chauffant (15) en vue d'obtenir un combustible enrobé dans de la matière plastique, et on détruit ce combustible (16) en le brûlant en vase clos (20/23) à haute température, avec apport d'air atmosphérique (25) ou d'oxygène pur (26).

Description

Procédé de traitement et de destruction de déchets domestiques et/ou industriels et combustible fabriqué a partir de tels déchets.
DESCRIPTION. La présente invention a pour objet un procédé de traitement et de destruction de déchets domestiques et/ou industriels et un combustible fabriqué à partir de tels déchets.
Le secteur technique de l'invention est celui des installations, appareillages et des procédés mis en oeuvre pour la réception des déchets domestiques et industriels, la récupération de certains produits non combustibles et la destruction des autres déchets, notamment des ordures ménagères.
La destruction des déchets ménagers ou industriels constitue un problème bien connu, dont la solution actuellement appliquée est tout à la fois coûteuse et polluante, d'une part sur le plan des rejets gazeux de la combustion et, d'autre part sur le plan des déchets solides, non combustibles et non recyclables. Certains déchets ferreux, les aciers, ou à base de cuivre tels que les bronzes, les laitons ou d'autres non ferreux, tels que les alliages d'aluminium par exemple, peuvent être récupérés en vue de leur réutilisation.
Cette activité de récupération est bien connue de nos jours.
Les autres déchets non récupérables ne peuvent, dans une très large mesure, être recyclés et sont généralement déversés sur des aires de stockage en attente d'être brûlés. L'accumulation de ces déchets, dont la production est journalière, fait qu'ils deviennent dans le temps, particulièrement encombrants et polluants, notamment ceux réputés non biodégradables, tels que les matières plastiques ou les élastomères par exemple. La question des produits toxiques liquides ou pâteux très polluants, tels que les acides, les bitumes, goudrons et autres déchets de ce genre, posent également un problème majeur pour leur élimination.
On connait des centres dit d'incinération des ordures ménagères, dans lesquels on élimine par combustion les déchets combustibles. Mais les rejets de gaz et de fumées se font à l'atmosphère et, de ce fait, contribuent à la pollution atmosphérique et à la détérioration de l'environnement.
Les installations d'incinération actuellement en activité, rejettent donc à l'atmosphère des gaz et fumées issus de la combustion desdits déchets, dont on sait que les plus nocifs et polluants sont l'oxyde de carbone et les oxydes d'azote.
La présente invention vise à apporter une solution radicale et écologique à la destruction des déchets ménagers et industriels combustibles.
Un premier objectif de l'invention est de détruire les déchets domestiques et industriels de toutes natures, solides, liquides, pâteux ou gazeux, dans des conditions favorables à l'environnement, en rejetant à l'atmosphère des gaz peu polluants.
Un second objectif est de réaliser à partir desdits déchets un combustible qui, tout en permettant leur destruction par combustion, assure un pouvoir calorifique de nature à produire de façon économique, une énergie utilisable à des fins domestiques ou industrielles.
Un autre objectif est que ce combustible soit stable dans le temps en vue de permettre son stockage prolongé et sa manutention, notamment par des moyens mécanisés.
Ces objectifs sont atteints par le procédé selon l'invention pour le traitement et l'élimination de déchets solides, liquides ou pâteux d'origine domestique et/ou industrielle, dont une partie est constituée par des déchets de matières plastiques selon lequel on sélectionne lesdits déchets, par catégorie combustible ou non combustible et on dirige les déchets de chaque catégorie vers un poste de traitement en vue de leur récupération ou de leur destruction, dans lequel et plus particulièrement on sélectionne lesdits déchets solides, liquides et pâteux, destructibles par combustion eton broie lesdits déchets solides combustibles en vue d'obtenir un broyât, caractérisé en ce que : - parallèlement on liquéfie une partie des déchets de matières plastiques, en les immergeant dans un bain de solvant ;
- on mélange ledit broyât avec lesdits plastiques liquéfiés et autres liquides toxiques ou non toxiques à détruire, que l'on malaxe et que l'on triture en vue d'obtenir une composition pâteuse ; - on réalise à partir de cette composition pâteuse une pluralité d'éléments, de forme générale cylindrique ou tubulaire, ou sphêrique, ou ovoïde, ou annulaire, ou en forme de pastille ; - on sèche en les chauffant lesdits éléments pour obtenir un combustible enrobé dans de la matière plastique et pouvant être stocké ou manutentionné mécaniquement ;
- et on détruit ce combustible en le brûlant en vase clos à haute température, avec apport d'air atmosphérique ou d'oxygène pur.
Plus particulièrement, on pèse en continu à l'arrivage lesdits déchets et on introduit les valeurs issues dudit pesage dans la mémoire d'une unité centrale de calcul ;
- on effectue le broyage desdits déchets solides combustibles en vue d'obtenir un broyât d'une granulométrie passant à la maille comprise entre 0,01 et 6 millimètres ;
- parallèlement, on liquéfie les déchets de matière plastique de type polychlorure de vinyle, de polyéthylène, de polystyrène ou autres, en les plongeant dans un bain de solvant ; - on introduit ledit broyât, lesdites matières plastiques liquéfiées et autres liquides toxiques et non toxiques à détruire, dans un malaxeur-triturateur selon des pourcentages de poids donnés par ladite unité centrale de calcul et on malaxe et on triture lesdits broyats et lesdits liquides, en vue d'obtenir une composition pâteuse ;
- on envoie cette composition pâteuse sous pression à travers une extrudeuse-découpeuse, en vue d'obtenir une pluralité d'éléments ;
- on sèche lesdits éléments et on les durcit en les chauffant pour obtenir ledit combustible. Pour broyer les déchets solides on opère de la façon suivante :
- on effectue un premier broyage à une granulométrie passant à la maille comprise entre 0,01 et 25 millimètres ;
- on opère une première transformation de ce broyât en y ajoutant de la poudre de déchets de matières plastiques dites dures, à raison de 0,8?. à 3 , 5% en poids et on transfère ce broyât additionné de cette poudre dans un four à cristallisation et à la sortie dudit four, on effectue un second broyage dudit broyât cristallisé, pour le réduire à une granulométrie passant à la maille comprise entre 0,01 et 6 millimètres. On introduit dans le malaxeur-triturateur lesdits liquides toxiques et non toxiques pour les associer audit broyât et à la matière plastique liquéfiée. Pour l'élimination des huiles de vidange, on incorpore au broyât et à la matière plastique liquéfiée une valeur en poids* de telles huiles comprise entre 5 et. 20%, en fonction de la capacité d'absorption du broyât. Pour l'élimination des liquides toxiques ou non toxiques autres que des huiles de vidange, on incorpore au broyât et à la matière plastique liquéfiée une valeur en poids de liquides non toxiques ou toxiques comprise entre 2,5 et \%.
Afin d'accélérer le durcissement du combustible, on incorpore dans ladite composition pâteuse un durcisseur de type résine synthétique, à raison de _,% à 8%.
Pour amalgamer les déchets entre eux et les isoler du milieu extérieur dans une enveloppe de protection, on liquéfie lesdites matières plastiques en les plongeant dans de l'acétone ou similaire. Pour la fabrication dudit combustible, on utilise entre 35 et 90% en poids de déchets domestiques et/ou industriels et/ou d'ordures ménagères et on y incorpore entre 10 et 23% en poids de matières plastiques liquéfiées.
Selon le procédé et, dans le but de rejeter à l'atmosphère des gaz peu polluants, on détruit ensuite le combustible par pyrolysation et les gaz issus de la pyrolyse par combustion en vase clos et à haute température, avec apport d'air atmosphérique ou suroxygéné.
Pour une protection de l'environnement plus efficace, on détruit ledit combustible par pyrolysation et les gaz issus de la pyrolyse par combustion en vase clos et à haute température avec apport d'oxygène pur, pour limiter au maximum les oxydes d'azote produits par les composants du combustible.
Selon ledit procédé, on détruit ledit combustible dans un four par pyrolysation et l'on détruit le gaz de pyrolyse par combustion dans une chaudière, pour produire une énergie utilisable. Pour ce faire, on capte les gaz de pyrolyse à la sortie dudit four et l'on détruit ces gaz dans ladite chaudière au moyen d'au moins un brûleur sur lequel on adapte en continu le débit d'air atmosphérique ou d'oxygène pur comburant, en fonction du débit et de la composition des gaz, afin d'obtenir la combustion stoechiométrique, notamment par une combustion à l'oxygène pur.
Pour la mise en oeuvre du procédé en continu et automatique, on capte le débit de gaz de pyrolyse et on prélève des échantillons de ce gaz, on envoie les informations recueillies dans un analyseur électronique associé à un automate programmable et comportant une mémoire dans laquelle sont stockés les paramètres relatifs à la nature des composants du gaz et des débits de gaz et d'air comburant ou d'oxygène pur, lequel analyseur compare les données prélevées à l'émission des gaz auxdits paramètres et gère, à travers ledit automate et une télécommande, le débit d'air comburant ou d'oxygène pur apporté audit brûleur, afin d'atteindre la combustion stoechiométrique.
Selon le procédé, on détruit le gaz de pyrolyse avec apport d'air atmosphérique ou suroxygéné, en élevant la température de combustion entre 1300 K et 2000 K.
Dans un autre mode d'application du procédé, on détruit le gaz de pyrolyse avec apport d'oxygène pur, en élevant la température de combustion entre 2500 K et 2600 K.
On capte éventuellement les gaz produits par la transformation des déchets, on mélange ces gaz aux gaz de pyrolyse et on détruit les gaz résultant par combustion. Ces objectifs sont également atteints par le combustible selon l'invention, permettant notamment la mise en oeuvre du procédé, lequel combustible se compose de' déchets domestiques et/ou industriels solides, liquides ou pâteux, dont lesdits déchets solides réduits en tin broyât et mélangés auxdits déchets liquides et/ou pâteux, sont agglomérés et liés entre eux par un agglomérant plastique qui, en outre, enrobe le combustible.
Ledit agglomérant plastique est de la matière plastique de type polychlorure de vinyle, polyéthylène, polystyrène ou autres issue desdits déchets. Ledit combustible peut adopter toute forme générale cylindrique, ou sphérique, ou ovoïde, ou annulaire, ou tubulaire, ou celle d'une pastille.
Il se caractérise par le fait qu'il comporte entre 35 et 90% en poids de déchets domestiques et/ou industriels et/ou d'ordures ménagères, entre 10 et 23% en poids de matière plastique de type polychlorure de vinyle, polyéthylène, polystyrène ou similaire et est d'une densité comprise entre 0,3 et 0,6. Il comporte en outre un durcisseur de type résine synthétique à raison de 3% à 8% en poids.
Pour l'élimination de déchets liquides non toxiques ou toxiques comprenant ou non des huiles de vidange, le combustible comporte entre 2 et 5% en poids de liquides non toxiques ou toxiques, autres que des huiles de vidange.
Pour l'élimination des huiles de vidange, le combustible comporte entre 5 et 20% en poids de telles huiles.
Dans un mode d'exécution, ledit combustible se compose de 80 à 90% en poids de déchets ménagers, y compris les déchets liquides et ledit durcisseur et de 10 à 20% en poids de matières plastiques pour dégager une énergie calorifique de l'ordre de 13,5 à 16,5 MJ par kilogramme.
Dans un autre mode de réalisation, il se compose de 75% en poids de déchets ménagers y compris les déchets liquides et le durcisseur, de 20% en poids de matières plastiques et de 5% en poids de déchets de carton pour dégager une énergie calorifique de l'ordre de 17 MJ par kilogramme.
Dans un autre mode de réalisation, il se compose de 70 en poids de déchets ménagers y compris les déchets liquides et ledit durcisseur, de 20% en poids de matières plastiques et de 10% en poids de déchets de papier pour dégager une énergie calorifique de l'ordre de 18 M par kilogramme.
Dans encore un autre mode de réalisation, il se compose de 65% en poids de déchets ménagers, y compris les déchets liquides et ledit durcisseur, de 20% en poids de matières plastiques, de 10% en poids de déchets de papier et de 5# en poids de déchets de bois pour dégager une énergie calorifique de l'ordre de 18,5 MJ par kilogramme.
Dans un autre exemple de réalisation, il se compose de 60% en poids de déchets ménagers, y compris les déchets liquides et ledit durcisseur, de 20% en poids de matières plastiques, de 5% en poids de déchets de pneumatiques, de h% en poids de déchets de bois, de 1% en poids de déchets textiles et de 10% en poids de déchets de carton pour dégager une énergie calorifique de 20 MJ par kilogramme. Selon un autre exemple, il se compose de 55% en poids de déchets ménagers, y compris les déchets liquides et le durcisseur, de 20% en poids de matières plastiques, de 15% en poids de déchets de carton et de 10% en poids de déchets de papier pour dégager une énergie calorifique de l'ordre de 20 MJ par kilogramme.
Selon encore un autre exemple, il se compose de 50% en poids de déchets ménagers, y compris les déchets liquides et le durcisseur, de 20% en poids de matières plastiques, de 5% en poids de déchets de pneumatiques, de 5% en poids de déchets de bois, de 2% poids de déchets textiles, de 10% en poids de déchets de papier, et de 8% en poids de déchets de carton pour dégager une énergie calorifique de l'ordre de 21 MJ par kilogramme. Selon un autre exemple, il se compose de 4 % en poids de déchets ménagers, y compris les déchets liquides et le durcisseur, de 21% en poids de matières plastiques, de 15% en poids de déchets de carton, de 11% en poids de déchets de papier, de 2% en poids de déchets de bois, de 1% en poids de déchets de pneumatiques, de 1% en poids de déchets textiles et de 3% en poids de poussières et de terre pour dégager une énergie calorifique de l'ordre de 21 MJ par kilogramme.
Selon un autre exemple, il se compose de 40% en poids de déchets ménagers, y compris les déchets liquides autres que les huiles de vidange et le durcisseur, 22% en poids de matières plastiques, 15% en poids de déchets de carton, 12% en poids de déchets de papier, de 4% en poids de déchets de bois et de 7% en poids d'huiles de vidange pour dégager une énergie calorifique de l'ordre de 23,5 MJ par kilogramme.
Selon un autre exemple de réalisation, il se compose de 35% en poids de déchets ménagers, y compris les déchets liquides et le durcisseur, 23% en poids de matières plastiques, 20% en poids de boues de décantation, de 2% en poids de déchets de pneumatiques, de 4% en poids de déchets de bois, de 7% en poids d'huiles de vidange et de 9% en poids de déchets de carton pour dégager une énergie calorifique de l'ordre de 22,5 MJ par kilogramme. Selon un mode particulier de réalisation, ledit combustible adopte la forme d'un tube cylindrique, dcr le conduit central établit une circulation des gaz et de carburant l'extérieur du combustible pour accroître sa vitesse de destruction par une combustion régulière et rapide de la pyrolysation. L'invention a pour résultat l'élimination des déchets domestiques et industriels solides, liquides, pâteux ou gazeux, tout en respectant l'environnement en rejetant à l'atmosphère des gaz peu polluants ou presque totalement dépollués.
L'invention a également pour résultat un combustible permettant de produire, par la mise en oeuvre dudit procédé et de façon économique, une énergie utilisable à des fins domestiques ou industrielles.
D'autres avantages et les caractéristiques de l'invention ressortiront encore à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un tableau synoptique d'une installation mettant en oeuvre le procédé selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective à grande échelle, du combustible obtenu par ledit procédé et pour sa mise en oeuvre, dans sa forme préférentielle ; - la figure 3 est une vue en coupe partielle/vue extérieure du combustible de la figure 2.
Selon le procédé, l'élimination des déchets ménagers et industriels, y compris agricoles, passe par la mise en oeuvre d'un combustible et la destruction de ce combustible dans des conditions spécifiques telles qu'énoncées ci-dessus et qui seront exposées avec plus de détails au cours de la description donnée ci-après.
Quel que soit leur état, solide, liquide, pâteux ou gazeux, ou leur provenance, ménagère, agricole ou industrielle ou encore leur nature ou leur composition, matière plastique, caoutchouc, élastomère, bois, produits chimiques, papier et carton, textile, huile de vidange et autres, liquides toxiques ou non, boues de décantation, etc., de tels déchets destructibles par le feu sont de nature à produire une énergie calorifique que le procédé selon l'invention, tend à valoriser. Compte tenu de la grande variété de tels déchets et de leur provenance sur le lieu de traitement, de façon aléatoire, on comprend que les proportions et la nature des composants entrant dans la fabrication du combustible selon l'invention, peuvent varier dans une très large mesure. Les qualités physiques et caloriques du combustible découlent donc de la nature des déchets mis à la destruction et de la collecte au jour de leur arrivage sur le site de traitement. Néanmoins, il est possible malgré l'hétérogénéité des résidus urbains, agricoles ou industriels, d'établir une évaluation du pouvoir calorifique moyen de tels déchets, sur la base de statistiques faites sur une longue période de deux années et touchant la production de déchets d'une agglomération de l'ordre de 200.000 habitants.
De ces statistiques découle le fait que le pouvoir calorifique du tout venant en vrac à l'arrivée sur le site de traitement et avant transformation, s'établit entre 6,3 et 14,3 MJ, celui-ci étant bien entendu fonction des qualités et variétés des déchets pris en compte tels que les plastiques, les papiers et cartons par exemple qui, comme on le sait, peuvent être sujets à récupération.
L'usage de tels produits, dans le cadre du procédé, est donc tributaire du marché des matières premières de récupération et de la valeur économique de ces matières. Il est évident que si leur valeur marchande est insuffisante, une partie au moins de ces déchets pourront entrer dans la composition du combustible en en augmentant le pouvoir calorifique, celui-ci pouvant ainsi atteindre environ 23 MJ.
Dans le cas contraire, il sera ramené à environ 131 MJ, étant précisé que la fabrication du combustible implique l'utilisation de déchets de matières plastiques, telles que celles provenant des bouteilles de boisson, d'emballages alimentaires, de tuyaux divers ou autres produits de telles matières à base de polymères ou de copolymères de type polychlorure de vinyle, polyéthylène, polystyrène, polyuréthanne ou autres... ces matières étant susceptibles de constituer d'une part, un agglomérant pour la liaison des déchets et former d'autre part, une enveloppe protectrice garante de la tenue dans le temps du combustible en vue de son stockage et permettant sa manutention.
Un tel combustible, dont les déchets initialement polluants sont noyés et enrobés dans ledit agglomérant plastique et durci dans sa phase de fabrication finale, offre en outre l'avantage d'être totalement non polluant, ses composants étant ainsi "piégés" dans la matière plastique.
Un exemple non limitatif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est maintenant exposé en référence à la figure 1 du dessin relative à un synoptique donnant les phases successives dudit procédé : de la réception des déchets combustibles bruts jusqu'à leur destruction.
Le poste référencé 1 se situe donc en aval de la réception des déchets dans leur état initial, où une première sélection est faite à l'entrée du site de traitement pour diriger les produits recyclables non combustibles, tels que par exemple les produits métalliques ferreux et non ferreux et certains plastiques, vers un centre de récupération et les déchets combustibles de toute nature et origine vers ledit poste 1.
Celui-ci reçoit lesdits déchets en vrac à l'état brut. Il peut être par exemple constitué par une aire de dépôt à partir de laquelle les déchets sont convoyés dans les divers circuits de la chaîne de traitement.
Les déchets issus du poste 1 sont acheminés au moyen par exemple, d'un convoyeur, vers un poste de triage et de pesage 2. Le pesage est opéré à ce poste au fur et à mesure de l'arrivage, au moyen d'une ou plusieurs bascules électroniques, après triage des déchets suivant leur nature. Le synoptique donne un exemple de la variété des produits triés référencés 2a à 21, soit : matières plastiques de toutes origines 2a, déchets de papier 2b, déchets de carton 2c, déchets de bois et végétaux 2d, poussières et terres 2e, huiles de vidange 2f, textiles 2g, caoutchouc et pneumatiques 2h, ordures ménagères 2j, plastiques de type PVC ou similaires 2k, déchets liquides non toxiques et toxiques autres que des huiles de vidange 21. Les valeurs en poids de chaque nature de déchets sont introduites dans la mémoire d'une unité centrale de calcul 3. Qui a également en mémoire les différents paramètres relatifs aux diverses compositions possibles du combustible, en vue de sa fabrication. Après pesage, les déchets sont momentanément stockés. En fonction des variétés de déchets et de leur quantité à l'arrivage, l'unité centrale 3 commande directement ou à travers des automates les moyens de transfert de chaque variété pour les amener jusqu'aux différents postes de la chaîne de fabrication du combustible. Les quantités de déchets gérées par ladite unité 3 sont données en pourcentage en poids et transformées par exemple dans un convertisseur numérique/analogique pour commander le débit de matières aux différents postes de la chaîne.
Les déchets solides du poste 2 (2a à 2d et 2g à 2j) sont acheminés jusqu'à un poste de broyage comportant une première unité de broyage 5. un four à cristallisation 6 et une deuxième unité de broyage 1. Une partie des matières plastiques dites dures, c'est-à- dire des pièces épaisses de polychlorure de vinyle, de polystyrène ou à base de résine polyester par exemple, font l'objet d'un premier broyage et d'un criblage au poste 4 pour réduire une partie de ces matières en poudre.
On donne ci-après, à titre d'exemple, les pourcentages en poids desdits déchets solides pouvant entrer dans la fabrication d'une tonne de combustible :
- 10% de déchets de matières plastiques issus du poste 2a, soit 100 kgs,
- 10% de déchets de papiers issus du poste 2b, soit 100 kgs,
- 11% de déchets de cartons issus du poste 2c, soit 110 kgs, - 3% de déchets de bois issus du poste 2d, soit 30 kgs,
- 1% de déchets de textiles issus du poste 2g, soit 10 kgs,
- 1% de déchets de caoutchouc/pneumatiques issus du poste 2h, soit 10 kgs,
- 40% de déchets ménagers issus du poste 2j, soit 400 kgs. Tous ces déchets solides sont introduits dans l'unité de broyage 5 pour les réduire par exemple à une granulométrie passant à la maille de 2 millimètres. .
A la sortie de l'unité 5. les déchets broyés subissent une première transformation en y ajoutant de la poudre de matière plastique issue du poste 4, par exemple à raison de 1,5%, soit 15 kgs de poudre.
Le broyât issu de l'unité 5 additionné de cette poudre est ensuite passé à travers ledit four à cristallisation 6, pendant environ quatre minutes, à une température de l'ordre de 180°C. A la sortie de ce four, le broyât se présente sous la forme d'agglomérats d'une résistance mécanique équivalente à celle de gaufrettes très friables.
Le broyât issu du four à cristallisation 6 est ensuite introduit dans une seconde unité de broyage 7 pour le réduire, par exemple, à une granulométrie passant à la maille de 2 millimètres.
A la sortie de l'unité de broyage 7. le broyât ainsi réduit et les poussières résultant du broyage sont envoyés dans un malaxeur- triturateur 8.
Parallèlement auxdites opérations effectuées auxdits postes de broyage 5. 6, 7. les déchets de matières plastiques à paroi mince ou souple ou friable, . tels qu'à base de polychlorure de vinyle, de polyéthylène ou de polystyrène expansé, par exemple des bouteilles de boissons alimentaires, des emballages de produits alimentaires, des tissus plastiques, couvercles de boîtes, tuyaux souples ou rigides et tous autres déchets de ce genre, sont transformés de leur état solide en état liquide en passant au poste de dissolution-liquéfaction 9- A ce poste, lesdits déchets sont immergés dans un bain d'un solvant tel que l'acétone 10 ou similaire. Les matières plastiques liquéfiées sont ensuite stockées au poste 11.
Lesdits déchets liquides provenant des postes 2f, 21 et 11, sont envoyés à travers un réseau de conduites et au moyen d'unités de pompage par exemple volumétriques, dans ledit malaxeur-triturateur 8 selon des proportions définies par l'unité centrale de calcul 3. en mettant en oeuvre des moyens numériques/analogiques, similaires à ceux utilisés pour les déchets solides.
On introduit donc dans ledit malaxeur-triturateur 8, en vue de leur mélange avec lesdits déchets solides :
- 37» en poids de liquides toxiques, tels que des acides dilués dans d'autres déchets liquides issus du poste 21, soit 30 kgs,
- 6% en poids d'huiles de vidange issues du poste 2f, soit 60 kgs, - 10% en poids de plastiques liquéfiés issus du poste 11, soit 100 kgs.
On introduit également dans le malaxeur-triturateur :
- 2% de poussières et de terres issues du poste 2e, soit 20 kgs, ainsi que 3.5 % de durcisseur 12, soit 35 kgs. Le temps de malaxage est d'environ cinq à six minutes.
Au terme de ce malaxage-trituration au poste 8, la composition pâteuse obtenue est envoyée sous une pression de l'ordre de 600 bars dans une unité d'extrudage-découpage 13 qui produit, à sa sortie, une pluralité d'éléments pâteux 14, pouvant adopter toutes formes notamment cylindrique, tubulaire, ovoïde, sphérique, en forme de pastille...
De préférence et pour des raisons qui seront exposées plus loin, la forme de réalisation tubulaire cylindrique a été retenue.
Lesdits éléments tubulaires pâteux sont ensuite acheminés par convoyeur ou tout autre moyen jusqu'à un poste de séchage 15 en vue d'obtenir lesdits éléments combustibles dans leur constitution définitive.
Ledit poste 14 comporte par exemple un four-tunnel dans lequel sont passés lesdits éléments pendant par exemple cinq à six minutes, et dans lequel leur transformation physique de leur état pâteux à un état solide, s'opère par thermodurcissage. A la sortie dudit poste 15, lesdits combustibles sont stockés dans une réserve ou une aire 16, en vue de leur destruction dont les modalités opérationnelles sont exposées plus loin.
Un élément combustible selon l'invention 17, est représenté en vue extérieure à la figure 2 et en coupe partielle/vue extérieure à la figure 3- Il adopte une forme tubulaire cylindrique, dont les dimensions peuven varier en fonction des capacités des moyens de destruction. Ainsi, le diamètre D externe peut être par exemple compris entre 8 e 30 millimètres, la diamètre interne d du conduit central 17a, entre 3 et 15 millimètres, la longueur 1 entre 30 et 60 millimètres.
Pour des raisons pratiques inhérentes à des considérations économiques touchant l'équipement de pyrolyse/combustion mis en oeuvre par le procédé où un tel équipement est choisi de dimensions modestes, les dimensions du combustible ont été arrêtées à : - diamètre extérieur D, 8 à 10 millimètres,
- diamètre intérieur d, 3 à 4 millimètres,
- longueur 1, environ 30 millimètres.
Sa densité est de l'ordre de 0,3 à 0,6, foisonnement compris.
Les avantages d'un tel combustible découlant du procédé selon l'invention sont nombreux.
D'une part, l'adjonction au broyât de déchets solides et liquides, des matières plastiques dont une partie desdites matières a été liquéfiée, permet d'obtenir un combustible dont les déchets solides broyés 18 sont "piégés" dans cette matière 19. En effet, chaque particule du broyât est enrobée de matière plastique 18, cette pluralité de particules étant amalgamée au moyen dudit agglomérant 19, pour former un élément tubulaire comportant ainsi une enveloppe de protection aussi bien extérieure 19a qu'intérieure 19b, qui isole totalement les particules de déchets du milieu extérieur.
Une telle matière étant réputée non biodégradable, on conçoit que la conservation d'un tel combustible peut être de très longue durée. De plus, les déchets polluants étant isolés dans la matière plastique durcie, le stockage dudit combustible présente toutes les garanties de sécurité pour l'environnement.
Outre ces avantages écologiques, le combustible selon l'invention permet d'atteindre des résultats et autres avantages d'ordre thermique, pour son utilisation en vue de la production d'une énergie économique utilisable à des fins domestiques ou industrielles par sa destruction. Ainsi le conduit central 17a a une fonction spécifique qui permet de réaliser la circulation des gaz de pyrolyse et de comburant à la périphérie interne et externe du combustible, exerçant de ce fait une très grande influence sur la vitesse de pyrolysation du combustible.
Un premier résultat que permet d'atteindre l'invention est un gaz de pyrolyse parfaitement homogénéisé et s'auto-épurant en utilisant la couche de combustible périphérique extérieure non brûlée, comme filtre épurateur.
Un deuxième résultat obtenu est une parfaite consumation, ce qui se traduit par l'élimination quasi totale des imbrûlés et une réduction importante de cendres résiduelles de l'ordre de 10 à 15% en poids du tonnage de combustible mis à la destruction et en fonction de la nature des déchets le composant, notamment lorsqu'ils comportent des parties non combustibles.
On se reporte de nouveau au synoptique de la figure 1. Le combustible stocké au poste 16 est, selon le procédé, détruit dans une installation spécifique permettant de produire une énergie utilisable.
Ledit combustible est ainsi détruit par pyrolyse dans un four 20, dont l'alimentation peut être réalisée en continu ou en discontinu. Il en est de même pour le déchargement du "squelette" solide subsistant après la pyrolyse. Dans ce four, à la pression quasi ambiante, ne sont présents que le combustible selon l'invention et les gaz qu'il dégage, lesquels sont à base de molécules plus ou moins complexes, elles-mêmes construites à partir du carbone, de l'hydrogène, de l'azote et de l'oxygène, tous ces éléments provenant du combustible lui-même à l'exclusion de tout apport extérieur.
Le squelette résiduel encore chaud peut être réduit en poudre et calciné ou brûlé par combustion à l'air ou à l'air suroxygéné, afin de réduire encore la masse de ce qui constitue les déchets solides irréductibles.
Il est intéressant de noter que, compte tenu de leur traitement, ces déchets de la pyrolyse sont exempts de toute pollution bactériologique. Les cendres sont évacuées en 20a.
Les gaz issus de la pyrolyse 21 sont recueillis à la sortie du four 20 et sont détruits par combustion à travers un ou plusieurs brûleurs 22, dans une chaudière 23 à vapeur ou à eau, en fonction de l'énergie 24 nécessaire à l'utilisation que l'on veut en faire, tel que par exemple l'entraînement à la vapeur de turbines électriques ou le chauffage collectif de groupes d'immeubles ou de serres de cultures par production d'eau chaude et 1'autoalimentation des installations.
Cette combustion des gaz de pyrolyse est réalisée avec apport d'air atmosphérique ou suroxygéné 25, voire avec un apport d'oxygène pur issu de stockages liquides 26. L'apport du comburant au(x) brûleur(s) 22 est effectué de façon automatique, où son débit est adapté en temps réel au débit et à la composition des gaz de pyrolyse afin d'atteindre la combustion stoechiométrique.
On verra par la suite que l'usage de l'oxygène pur en tant que comburant de cette combustion permet, grâce à l'invention, de rejeter des gaz et fumées pratiquement dépollués, par ailleurs le volume des fumées est de trois à quatre fois inférieur à celui résultant d'une combustion à l'air ordinaire.
A titre d'exemple et, compte tenu de ces avantages, on expose donc ci-après les caractéristiques des moyens mis en oeuvre par le procédé pour la destruction des gaz de pyrolyse avec apport d'oxygène pur.
Pour réaliser l'apport de comburant au(x) brûleur(s) 22 de façon automatique, tel que cela a été évoqué ci-dessus, on capte par exemple en continu le débit des gaz de pyrolyse 21 issus du four 20 et on prélève des échantillons de ce gaz que l'on envoie dans un analyseur électronique 27, associé à un automate programmable 28. Ledit analyseur 27 comporte une mémoire dans laquelle sont stockés les paramètres relatifs à la nature des composants de gaz et des débits de gaz et d'oxygène comburant, lequel analyseur compare les données prélevées à l'émission des gaz auxdits paramètres et gère à travers ledit automate 28 et une télécommande 29, ledit oxygène pur apporté au(x) brûleur(s) 22.
Selon le procédé mis en oeuvre, la température des gaz est nettement plus élevée que dans le cas d'une combustion à l'air, puisque l'on n'a plus à chauffer inutilement une énorme masse d'azote de l'ordre des quatre cinquièmes de la masse totale des fumées.
Ainsi, selon l'invention, on élève la température de combustion des gaz de pyrolyse à environ 2500 K, cette température pouvant toutefois être comprise entre 2500 K et 2600 K.
Tous les gaz de combustion sont, dans ces conditions, actifs dans l'infrarouge et rayonnent vers les parois. Le flux surfacique thermique circulant vers les parois, telles que celles du four de pyrolyse 20 ou les tubes d'eau ou de vapeur de la chaudière 23 est considérablement augmenté par les trois processus suivants :
- augmentation du rayonnement du fait de l'élévation de la température ;
- augmentation du rayonnement indépendamment de la cause ci- dessus par l'augmentation du facteur d'émission des gaz, tous actifs dans l'infrarouge alors que l'azote ne l'est pas ;
- augmentation de la convection. Une diminution substantielle de la taille des appareils de chauffe, donc du coût de l'ensemble, résulte de cette conception.
Par ailleurs on peut, mais dans une proportion moindre que celle des deux effets radiatifs ci-dessus signalés, escompter une augmentation de la convection. A cet égard, il s'agit d'effets complexes.
La diminution de la taille des appareillages diminue la surface d'échange convectif avec les gaz chauds. Par ailleurs, ceux-ci sont en masse moindre (pas d'azote) tel qu'exposé ci-après. Mais la réduction de la section des passages des gaz augmente leur vitesse, de même qu'est augmentée la différence de température moyenne entre les fumées et les parois.
Un bilan global de ces différents aspects fait apparaître un gain convectif par rapport à la combustion à l'air.
Le volume des fumées est réduit dans un rapport de l'ordre de trois, en regard de celui des installations classiques, avec toutes les conséquences fastes exposées ci-dessus et relatives à la production économique d'une énergie et à la protection de
1'environnement..
Egalement le niveau thermique élevé du four permet un rendement de Carnot comparable, pour une installation produisant de la vapeur, à celui des meilleures centrales électriques thermiques, et donc une production d'électricité avec un excellent rendement de toute l'énergie auto-consommée par l'installation.
Cette électricité peut du reste être produite préférentiellement aux heures de pointe de la consommation.
Enfin, le procédé, selon l'invention, permet d'apporter une solution à la pollution gazeuse favorable à l'environnement, par le rejet à l'atmosphère de fumées en très grande partie dépolluées.
On a déjà exposé ci-dessus l'intérêt du procédé quant à la réduction des déchets solides issus de la pyrolyse qui peuvent encore être éventuellement réduits en cendres poudreuses par une combustion à l'oxygène et à la diminution substantielle de la masse des fumées.
On sait que les deux polluants gazeux les plus nocifs sont le C0 et les NOx.
En ce qui concerne le C0, sa disparition avec l'élévation de la température est classique et connue. En revanche, l'augmentation du niveau thermique est plutôt considérée comme étant favorable à la création des oxydes d'azote. Ainsi, l'azote de l'air, c'est-à-dire à partir de N2, doit être dissocié en N et N à des niveaux thermiques très élevés, par exemple à des températures caractéristiques de l'ordre de 2500 K, ces atomes N et N se combinent alors à l'oxygène de l'air pour donner des oxydes d'azote. Par contre, la dissociation des azotes liés dans les déchets, est déjà obtenue totalement à des températures de l'ordre de 1500 K que réalisent les combustions ordinaires à l'air, selon le processus suivant : N lié aux déchets - CN et HCN - NOx T° 1500 K en présence de 02. Dans ce processus, la combustion à l'oxygène même à température élevée, ne produit pas plus d'oxyde d'azote à partir des déchets que n'en produit la combustion à l'air ordinaire.
En revanche, l'oxyde d'azote dont l'azote initial vient de l'air comburant dans le processus classique, n'est pas produit puisque, par définition, le comburant est de l'oxygène pur.
En résumé, et concernant la question essentielle de la pollution gazeuse, on constate que l'élévation de la température à 2500 K à l'oxygène pur au lieu de 1500 K à l'air comburant, a pour effet :
- de supprimer totalement la formation de C0, - de ne pas produire les oxydes d'azote que produirait une combustion à l'air atmosphérique,
- de ne pas produire davantage d'oxyde d'azote à partir des déchets que n'en produit une combustion ordinaire.
On peut tout au contraire envisager une purge partielle de l'azote des gaz de pyrolyse avant leur emploi comme combustible dans le(s) brûleur(s) à oxygène comburant.
La contrepartie du rejet à l'atmosphère de gaz pratiquement dépollués, implique toutefois l'usage d'un tonnage d'oxygène liquide 26 égal à 1,5 ou 2 fois le tonnage de combustible solide obtenu par le procédé.
Outre les gaz de pyrolyse, peuvent être également détruits dans les conditions qui viennent d'être exposées, les gaz de l'installation provenant par exemple de la liquéfaction des matières plastiques aux postes 9/11» au malaxage des déchets au poste 8, également les gaz émis par les liquides transitant par les postes 2f/21, ainsi que les résidus de gaz de type CFC des bombes aérosols et autres gaz produits par l'installation de traitement.
Tous ces gaz sont stockés dans une réserve 30 et sont envoyés selon des doses définies par l'unité centrale de calcul 3. par exemple à travers des vannes volumétriques, à la sortie du four 20, et sont mélangés aux gaz de pyrolyse issus dudit four pour être détruits par combustion.
Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les parties qui viennent d'être décrites à titre d'exemple, pourront être remplacées par l'homme du métier par des parties équivalentes remplissant la même fonction.

Claims

REVENDICATIONS.
1. Procédé de traitement et d'élimination de déchets solides, liquides ou pâteux d'origine domestique et/ou industrielle, dont une partie est constituée par des déchets de matières plastiques selon lequel on sélectionne lesdits déchets, par catégorie combustible (1) ou non combustible et on dirige les déchets de chaque catégorie vers un poste de traitement en vue de leur récupération ou de leur destruction, dans lequel et plus particulièrement on sélectionne lesdits déchets solides, liquides et pâteux, destructibles par combustion (1) et on broie lesdits déchets solides combustibles (5/7). en vue d'obtenir un broyât, caractérisé en ce que :
- parallèlement on liquéfie une partie (2k) des déchets de matières plastiques, en les immergeant dans un bain de solvant (10);
- on mélange le broyât avec lesdits plastiques liquéfiés (11) et autres liquides toxiques ou non toxiques (2f/21) à détruire, que l'on malaxe (8) et que l'on triture en vue d'obtenir une composition pâteuse ;
- on réalise à partir de cette composition pâteuse une pluralité d'éléments (14), d'une forme générale cylindrique ou tubulaire, ou sphérique, ou ovoïde, ou annulaire, ou en forme de pastille ;
- on sèche en les chauffant (15) lesdits éléments (14) pour obtenir un combustible enrobé dans de la matière plastique (17). e pouvant être stocké ou manutentionné mécaniquement ;
- et on détruit ce combustible (16) en le brûlant en vase clos (20/23) à haute température, avec apport d'air atmosphérique (25) ou d'oxygène pur (26).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par les opérations suivantes :
- on pèse en continu à l'arrivage lesdits déchets (2a-21) et on introduit les valeurs issues dudit pesage dans la mémoire d'une unité centrale de calcul (3) ;
- on effectue le broyage desdits déchets solides combustibles (2a à 2d/2g à 2j) en vue d'obtenir un broyât d'une granulométrie passant à la maille comprise entre 0,01 et 6 millimètres ; - parallèlement, on liquéfie les déchets de matière plastique de type polychlorure de vinyle, de polyéthylène, de polystyrène ou autres (2k), en les plongeant dans un bain de solvant (9/10) ; - on introduit ledit broyât, lesdites matières plastiques liquéfiées (11) et autres liquides toxiques et non toxiques (2f/21) à détruire, dans un malaxeur-triturateur (8) , selon des pourcentages de poids donnés par ladite unité centrale de calcul (3) et on malaxe et on triture lesdits broyats et lesdits liquides, en vue d'obtenir une composition pâteuse Î
- on envoie cette composition pâteuse sous pression à travers une extrudeuse-découpeuse (13). en vue d'obtenir une pluralité d'éléments (14) ; - on sèche lesdits éléments (14) et on les durcit en les chauffant (15). pour obtenir ledit combustible (17)-
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour broyer les déchets solides (2a à 2d/2g à
2j), on opère de la façon suivante : - on effectue un premier broyage (5) à une granulométrie passant à la maille comprise entre 0,01 et 2 millimètres ;
- on opère une première transformation de ce broyât en y ajoutant de la poudre de déchets de matières plastiques dites dures (4), à raison de 0,8% à 3.5% en poids et on transfère ce broyât additionné de cette poudre dans un four à cristallisation (6) ;
- et, à la sortie dudit four (6) , on effectue un second broyage (7) dudit broyât cristallisé, pour le réduire à une granulométrie passant à la maille comprise entre 0,1 et 6 millimètres.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. caractérisé en ce que l'on introduit dans le malaxeur-triturateur (8) lesdits liquides toxiques et non toxiques (2f/21) pour les associer audit broyât et à la matière plastique liquéfiée (11).
5. Procédé selon la revendication 4, dont les liquides toxiques sont des huiles de vidange (2f) caractérisé en ce qu'on incorpore au broyât et à la matière plastique liquéfiée (11) une valeur en poids d'huile de vidange (2f) comprise entre 5 et 20%.
6. Procédé selon la revendication 4, dont les liquides toxiques comportent ou non des huiles de vidange, caractérisé en ce qu'on incorpore au broyât et à la matière plastique liquéfiée (11) une valeur en poids de liquides non toxiques ou toxiques (21) autres que des huiles de vidange (2f) , comprise entre 2 et 5%-
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on incorpore dans ladite composition pâteuse un durcisseur (12) de type résine synthétique à raison de 3% 8%.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on liquéfie lesdites matières plastiques (2k) en les plongeant dans de l'acétone ou similaire (10).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour la fabrication dudit combustible (17). on utilise entre 35 et 90% en poids de déchets domestiques et/ou industriels et/ou d'ordures ménagères.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. caractérisé en ce que pour la fabrication dudit combustible, on y incorpore entre 10 et 23% en poids de matières plastiques liquéfiées.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on détruit ledit combustible (17) par pyrolysation (20) et les gaz issus de la pyrolyse (21) par combustion en vase clos et à haute température, avec apport d'air atmosphérique (25) ou suroxygéné.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on détruit ledit combustible (17) par pyrolysation (20) et les gaz issus de la pyrolyse (21) par combustion en vase clos et à haute température avec apport d'oxygène pur (26), pour limiter au maximum les oxydes d'azote produits par les composants du combustible (17) •
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 11 ou 12, caractérisé en ce que l'on détruit ledit combustible (17) dans un four (20) par pyrolysation et que l'on détruit les gaz de pyrolyse (21) par combustion dans une chaudière (23), pour produire une énergie utilisable (24).
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on capte les gaz de pyrolyse (21) à la sortie dudit four (20) et que l'on détruit ces gaz dans ladite chaudière (23) au moyen d'au moins un brûleur (22) sur lequel on adapte en continu le débit d'air atmosphérique (25) ou d'oxygène pur comburant (26), en fonction du débit et de la composition des gaz (21), afin d'obtenir la combustion stoechiométrique.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'en continu, on capte le débit de gaz de pyrolyse (21) et on prélève des échantillons de ce gaz, en ce qu'on envoie les informations recueillies dans un analyseur électronique (27) associé à un automate programmable (28) et comportant une mémoire dans laquelle sont stockés les paramètres relatifs à la nature des composants du gaz (21) et des débits de gaz (21) et d'air comburant (25) ou d'oxygène pur (26), lequel analyseur (27) compare les données prélevées à l'émission des gaz (21) auxdits paramètres et gère, à travers ledit automate (28) et une télécommande (29), le débit d'air comburant (25) ou d'oxygène pur (26) apporté audit brûleur (22), afin d'atteindre la combustion stoechiométrique.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 11 à 15, caractérisé en ce que l'on détruit le gaz de pyrolyse (21) avec apport d'air atmosphérique (25) ou suroxygéné en élevant la température de combustion entre 1300 K et 2000 K.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 11 à 15, caractérisé en ce que l'on détruit le gaz de pyrolyse (21) avec apport d'oxygène pur (26), en élevant la température de combustion entre 2500 K et 2600 K.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que l'on capte les gaz (30) produits par la transformation des déchets, on mélange ces gaz (30) aux gaz de pyrolyse (21) et on détruit le gaz résultant par combustion.
19. Combustible (17) caractérisé en ce qu'il se compose de déchets domestiques et/ou industriels solides, liquides ou pâteux (2a à 21), dont lesdits déchets solides réduits en un broyât (18) et mélangés auxdits déchets liquides et/ou pâteux, sont agglomérés et liés entre eux par ton agglomérant plastique (19) qui, en outre, enrobe le combustible dont ledit agglomérant plastique (19) est de la matière plastique de type polychlorure de vinyle, polyéthylène, polystyrène ou autres (2k) issue desdits déchets, lequel combustible adopte une forme générale cylindrique, ou sphérique, ou ovoïde, ou annulaire, ou tubulaire, ou celle d'une pastille, caractérisé en ce qu'il comporte entre 35 et 90% en poids de déchets domestiques et/ou industriels et/ou d'ordures ménagères (2j) et est d'une densité comprise entre 0,3 et 0,6.
20 Combustible (17) selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte entre 10 et 23% en poids de matière plastique (2k) de type polychlorure de vinyle, polyéthylène, polystyrène ou similaire.
21. Combustible (17) selon l'une quelconque des revendications 19 et 20, caractérisé en ce qu'il comporte un durcisseur (12) de type résine synthétique à raison de 3% à 8% en poids.
22. Combustible (17) selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, dont une partie des déchets domestiques et/ou industriels sont des déchets liquides non toxiques ou toxiques (21) comprenant ou non des huiles de vidange (2f) , caractérisé en ce qu'il comporte entre 2 et W/. en poids de liquides non toxiques ou toxiques (21) , autres que des huiles de vidange (2f) .
23. Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, dont les liquides toxiques sont des huiles de vidange (2f) , caractérisé en ce qu'il comporte entre 5 et 20% en poids de telles huiles.
24. Combustible selon l'une quelconque des revendice ions 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 80 à 90% en poids de déchets ménagers, y compris les déchets liquides (21) et ledit durcisseur (12) et de 10 à 20% en poids de matières plastiques (2k) et dégageant une énergie calorifique de l'ordre de 13.5 à 16,5 MJ par kilogramme.
25. Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 75% en poids de déchets ménagers (2k) y compris les déchets liquides (21) et ledit durcisseur (12), de 20% en poids de matières plastiques (2k) et de 5% en poids de déchets de carton (2c) et dégageant une énergie calorifique de l'ordre de 17 MJ par kilogramme.
26. Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 70% en poids de déchets ménagers (2j) y compris les déchets liquides (21) et ledit durcisseur (12), de 20% en poids de matières plastiques (2k) et de 10% en poids de déchets de papier (2b) et dégageant une énergie calorifique de l'ordre de 18 MJ par kilogramme.
27. Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 65% en poids de déchets ménagers (2j), y compris les déchets liquides (21) et ledit durcisseur (12), de 20% en poids de matières plastiques (2k), de 10% en poids de déchets de papier (2b) et de 5% en poids de déchets de bois (2d) et dégageant une énergie calorifique de l'ordre de 18,5 MJ par kilogramme.
28. Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 60% en poids de déchets ménagers (2j) y compris les déchets liquides (21) et ledit durcisseur (12) , de 20% en poids de matières plastiques (2k) , de 57* en poids de déchets de pneumatiques (2h) , de 4% en poids de déchets de bois (2d) , de 1% en poids de déchets textiles (2g) et de 10% en poids de déchets de carton (2c) et dégageant une énergie calorifique de 20 MJ par kilogramme.
29. Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 55% en poids de déchets ménagers (2j), y compris les déchets liquides (21) et le durcisseur (12), de 20% en poids de matières plastiques (2k) , de 15% en poids de déchets de carton (2c) et de 10% en poids de déchets de papier (2b) et dégageant une énergie calorifique de l'ordre de 20 MJ par kilogramme.
30. Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 50% en poids de déchets ménagers (2j), y compris les déchets liquides (21) et le durcisseur (12) , de 20% en poids de matières plastiques (2k) , de 5% en poids de déchets de pneumatiques (2h) , de 5% en poids de déchets de bois (2d) , de 2% en poids de déchets textiles (2g) , de 10% en poids de déchets de papier (2b) , et de 8% en poids de déchets de carton (2c) et dégageant une énergie calorifique de l'ordre de 21 MJ par kilogramme.
31• Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 45% en poids de déchets ménagers (2j), y compris les déchets liquides (21) et le durcisseur (12) , de 21% en poids de matières plastiques (2k) , de 15% en poids de déchets de carton (2c) , de 11% en poids de déchets de papier (2b) , de 2% en poids de déchets de bois (2d) , de 1% en poids de déchets de pneumatiques (2h) , de 1% en poids de déchets textiles (2g) et de 3% en poids de poussière de terre (2e) et dégageant une énergie calorifique de l'ordre de 21 MJ par kilogramme.
32. Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 40% en poids de déchets ménagers (2j), y compris les déchets liquides (21) autres que les huiles de vidange et le durcisseur (12) , 22% en poids de matières plastiques (2k) , 15% en poids de déchets de carton (2c) , 12% en poids de déchets de papier (2b) , de 4% en poids de déchets de bois (2d) et de 7% en poids d'huiles de vidange (2f) dégageant une énergie calorifique de l'ordre de 23,5 MJ par kilogramme.
33- Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce qu'il se compose de 3 en poids de déchets ménagers (2j), y compris les déchets liquides (21) et le durcisseur (12) , 23% en poids de matières plastiques (2k) , 20% en poids de boues de décantation (21) et de 2% en poids de déchets de pneumatiques (2h) , de 4% en poids de déchets de bois (2d) , de 7% en poids d'huiles de vidange (2f) et de _,% en poids de déchets de carton (2c) dégageant une énergie calorifique de l'ordre de 22,5 MJ par kilogramme.
34. Combustible selon l'une quelconque des revendications 19 à 33. caractérisé en ce qu'il adopte la forme d'un tube cylindrique (17). dont le conduit central (17a) établit une circulation des gaz et de comburant à l'intérieur du combustible, pour accroître sa vitesse de destruction par une combustion régulière et rapide de la pyrolysation.
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