WO1995035354A1 - Procede de fabrication d'une matiere combustible solide a partir de dechets - Google Patents

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WO1995035354A1
WO1995035354A1 PCT/CH1994/000124 CH9400124W WO9535354A1 WO 1995035354 A1 WO1995035354 A1 WO 1995035354A1 CH 9400124 W CH9400124 W CH 9400124W WO 9535354 A1 WO9535354 A1 WO 9535354A1
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WO
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waste
mass
grinding
plastics
particles
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PCT/CH1994/000124
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Bertrand Jaccard
Carlo Luini
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Ecomat S.A.
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    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/06—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/46—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on sewage, house, or town refuse
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for manufacturing a combustible, solid, rot-proof material from waste such as household waste, according to which at least part of the waste is placed in the form of a homogeneous mass of material. divided state, this mass is mixed with at least one mineral material chosen from quicklime and materials containing calcium oxide in the free state or in the form of a chemical combination, the mixture thus obtained is subjected to a densification under pressure and the densified material resulting from this latter operation is heated to a temperature and for a duration sufficient to react said mineral material with the waste and reduce the moisture content of the mixture to a predetermined value.
  • Swiss patent No 665.785 describes a process for transforming waste into solid, inert and water-insoluble materials, according to which a mass of household waste is subjected to a first coarse grinding, carried out before or after a magnetic sorting intended for the elimination of ferromagnetic metallic materials, the mass of garbage is dried, then subjected to a second grinding so as to reduce it to a fine powder, quicklime is incorporated into the powder thus obtained, the resulting mixture is subjected to granulation under pressure, so as to put it in the form of small cylindrical granules, and they are subjected to a heat treatment comprising a heating phase at a temperature between 250 and 300 ° C.
  • US Pat. No. 4,898,615 describes a cement manufacturing process, according to which the product resulting from the heat treatment, at a temperature of 130 to 230 ° C., is used as an additional solid fuel in a clinker manufacturing oven. , of a mixture of garbage, crushed and stripped of their metallic constituents, and of calcium oxide or of a material containing calcium oxide, this mixture possibly also containing various additives, and in particular clay and binders as well as agents modifying the rheological properties, and being put in the form of granules prior to this heat treatment.
  • the object of the invention is in particular to obtain, from a mass of waste such as household waste or other waste of similar physical and chemical composition, this waste being by its nature heterogeneous and of variable composition, in particular according to the origin of the waste as well as the season, of a solid, homogeneous, biologically stable, well storable and transportable combustible material of practically constant composition, having a calorific value included within narrow and predetermined limits, by means of a process allowing, on an industrial scale, to achieve a large processing capacity for a given installation, a lifetime high machines used and reduced maintenance and energy consumption costs.
  • the method according to the invention is characterized in that the operation of placing the waste in the divided state is carried out in at least two successive stages, the first of which consists of shredding, and at least one of the steps subsequent to this shredding consists of grinding and that at least one operation for extracting batteries and at least one operation for extracting ferrous metals are carried out before said grinding.
  • the product resulting from the grinding is subjected to at least one operation making it possible to separate therefrom the particles of glass and ceramic materials as well as the particles of non-ferrous metals possibly present in this product.
  • said separation operation consists of a densimetric sorting.
  • the product resulting from the grinding is subjected before or after said operation allowing the separation of the particles of glass and ceramic material as well as the particles of non-ferrous metals, at least one operation of extraction of at least part of the plastics.
  • said operation for extracting plastics is followed by the partial and controlled reincorporation of at least part of the plastics, into the mass of waste, so as to adjust the content of plastics in this mass.
  • the present process makes it possible to recover the waste and to make its components usable.
  • the extraction of the mentioned components can be carried out with a high quality of separation, which allows a very high recycle rates, up to 98 to 99%.
  • the quality of separation obtained allows storage of materials and / or extracted materials, which are clearly distinct, homogeneous and clearly identified, for subsequent recycling and / or recovery.
  • the extraction can be carried out entirely mechanically and automatically, requiring no manual intervention, so that the process has a particularly favorable aspect from the economic point of view and from the hygienic point of view for the personnel. operating.
  • This process also has an important ecological aspect, in particular because the batteries represent the main polluting constituent of household waste in relation to the percentage and the total mass of pollutants present.
  • plastics make it possible to adjust the corresponding chemical composition and the calorific value (PCI) of the combustible product obtained. This is all the more important as plastics are highly energetic and of a chemical composition which can cause problems if they are concentrated at a certain time during combustion.
  • PCI calorific value
  • Fig. 1 is a block diagram illustrating the different stages of the implementation of the method according to the invention.
  • household waste which may come from collection by municipal dump trucks and possibly subject to the usual sorting operations, in order to separate the recoverable and / or recyclable objects as such, in particular objects and parts of large objects , are discharged into one or more receiving hoppers (not shown) and sent to a shredder 1.
  • This shredder which can be of any suitable type, in particular of a type known per se, makes it possible, in particular, to open the plastic bags containing garbage, reduce large fractions present and in particular to tear materials textiles as well as plastic sheets. It should be noted that the mechanical energy required for the operation of such a shredder is much lower, for a given material flow, than that of a primary mill, as used in the processes of the prior art.
  • an extraction device 2 which can also be of any suitable type, such as, for example, a device comprising means for detecting residual electric currents.
  • the mass of garbage is subjected to grinding, in a grinder 4.
  • a rotary hammer mill is used, making it possible to reduce the mass of garbage into particles having dimensions not exceeding 25 to 30 mm.
  • first shredding instead of primary grinding, results in several very important advantages.
  • the capacity of the installation, for a given mechanical power is considerably increased, while the energy consumption of the assembly consisting of the shredder and the shredder placed downstream thereof is greatly reduced for a throughput overall given.
  • a particle size sorting operation After passing through the grinding device 4, the mass of garbage is subjected to a particle size sorting operation in a sorting device 5 which can be of any suitable type.
  • This device separates the particles into two fractions, namely a fraction whose particle size is greater than a predetermined value, for example 25 mm, which is recycled upstream of the shredder 1 (or possibly upstream of the shredder 4 or the either of the extraction devices 2 and 3), and a fraction whose particle size is less than said value, which is sent to a sorting device 6.
  • This sorting device can be a densimetric device making it possible to separate the particles of glass and ceramic as well as fractions of heterogeneous inert materials of other nature, and also include an eddy current device allowing the separation of metals and non-ferrous metallic materials from the rest of the mass of crushed garbage. Glass and ceramics as well as heterogeneous inert materials thus separated can be recovered and recycled separately.
  • the mass of garbage is then subjected to a sorting operation of plastics in a device 7, the plastics thus extracted from the mass of garbage being sent into a buffer silo 8.
  • the sorting device 7 can be of any type suitable, and it is advantageously chosen so as to make it possible to extract at least 80%, by weight, of the total amount of plastics contained in the mass of garbage, for example using the electrostatic properties of plastics.
  • All or part of the mass of plastics collected in the buffer silo 8 can be reinjected into the mass of garbage downstream of the sorting device 7 at a determined rate or in defined quantities, the rest being able to be evacuated from the installation , for the recycling of these plastics.
  • Adjusting the content of the mass of plastic waste to a constant value allows a significant improvement in the characteristics of this mass required for obtaining the final combustible product.
  • a quantity of calcium oxide is then incorporated into the mass of garbage in the form of quicklime or of a material containing calcium oxide, or else of a mixture of several materials containing calcium oxide in the free state or in the form of a chemical combination.
  • an intimate mixing of the mass of garbage and the material or materials to be added, coming from a feed silo 9, is carried out in a mixing device 10.
  • the proportion of quicklime added to the mass of garbage is advantageously of the order of 3 to 10%, by weight, relative to the weight of garbage, and preferably from 4 to 5%, by weight.
  • garbage other substances in particular one or more substances, mineral or organic, intended to serve as binder for the subsequent granulation of the mass of mixture of garbage and calcium oxide.
  • mineral or organic intended to serve as binder for the subsequent granulation of the mass of mixture of garbage and calcium oxide.
  • clay materials such as calcium bentonite and sodium bentonite can be used.
  • organic binder it is possible, for example, to use cellulosic materials, such as methylcellulose and carboxymethylcellulose, or starches or starches, for example, cassava starch.
  • binder in particular a synthetic resin, such as a urea-formaldehyde resin, a melamine-formaldehyde resin or a phenolic resin, polyvinyl alcohol, or else potassium or sodium silicate.
  • a synthetic resin such as a urea-formaldehyde resin, a melamine-formaldehyde resin or a phenolic resin, polyvinyl alcohol, or else potassium or sodium silicate.
  • the homogeneous mixture of garbage, calcium oxide (or mineral material (s) containing calcium oxide) and optionally at least one binder and / or at least one additional substance are then subjected, mentioned above, in a compression operation, for example in a granulation installation 1 1, so as to put this mixture in the form of granules which may consist of small cylinders having a length of 5 to 20 mm and a diameter of 3 to 15 mm.
  • a granulation installation 1 an industrial type granulating machine is used as the granulation installation, making it possible to granulate under a pressure of the order of 150 to 900 bars.
  • the product can be shaped into briquettes of appropriate size.
  • the product can take the form of a fluff.
  • a heating device 12 comprises a rotary tubular oven having an axis slightly inclined relative to the horizontal, provided with a burner whose flame is directed in the axis of the oven, in the direction or against the current of the material flow subjected to the heat treatment.
  • This treatment is preferably carried out for a period of the order of 15 to 45 minutes and so that the temperature of the product at the outlet of the oven is of the order of 100 to 150 ° C.
  • the treatment temperature must be sufficiently low to avoid pyrolysis of the constituents of household waste.
  • the product of this treatment consists of a combustible material, biologically stable and, in particular, rot-proof when it is stored away from the weather. It is thus able to be stored and transported without alteration and, in particular without release of gaseous substances, and practically without odor.
  • the calorific value of the product thus obtained is substantially constant and its value, adjustable according to the operating conditions for a given average composition of the starting waste, is of the order of 3000 to 4000 kcal / kg.
  • This product can be used as it is, as a solid fuel, on leaving the heat treatment installation, or it can be stored and transported to a place of use, such as a cement kiln or a thermal power plant, far from the fuel product manufacturing plant.
  • the ashes resulting from the combustion of this product are fully incorporated into the mixture of starting materials (lime and clay) from the manufacture of a cement clinker, without significant modification of the composition of the clinker finally obtained. Consequently, the use of the product as fuel for a cement kiln constitutes a very attractive potential outlet for this. product.
  • the ashes can be completely eliminated, without risk of pollution, by incorporating into the mixture of the raw materials of the manufacture of a cement clinker, or as a hydraulic binder to replace part of the cement fraction in products such as bricks, for example.
  • Such modifications may in particular consist in reversing the order in which certain operations are carried out, as well as in the repetition of some of these operations.
  • the order of execution of the operations for extracting the batteries 2 and the operation for extracting the ferrous metals 3 could be reversed and these two operations, or only one of them, could be carried out. prior to the shredding operation 1.
  • the grinding operation 4 could be carried out in several stages, each allowing a reduction in the particle size of the pieces or particles of the materials compared to the previous grinding step.
  • the densimetric sorting operation could be carried out not before, but after the sorting of plastics 7.
  • the reinjection into the mass of garbage of a part of the plastic materials collected in the silo 8 is an optional operation, and one could also adjust the content of plastic in the mass of garbage before its introduction into the device mixture 10, simply by acting on the operating conditions for sorting plastics 7.
  • waste subjected to treatment one could use not only household waste, but also other solid waste of comparable nature, for example, agricultural and forestry waste, waste from gardening, waste from certain industries or crafts, for example, cardboard or stationery scraps, waste from the leather industry, etc.
  • the present process allows optimal recycling and recovery of inert fractions and combustible fractions under economically profitable conditions.
  • the fuel obtained requires less complex and less expensive energy recovery plants than those used in industrialized countries to incinerate unsorted urban waste.
  • the combustion of this solid fuel results in residues whose composition allows recovery and whose reduced quantity leads to a significant lowering of the costs of a possible final storage, in addition to a simplification of the corresponding technique.
  • the present process thus also offers an alternative to the problematic and costly disposal of ashes and other residues originating from the incineration of unsorted urban waste.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Les ordures sont d'abord envoyées dans un déchiqueteur (1), puis soumises à une opération d'extraction des piles dans un dispositif (2) permettant la séparation de la quasi-totalité de celles-ci en vue de la récupération ultérieure des matières premières qu'elles contiennent. Ensuite, les ordures passent dans un broyeur (4) après extraction des métaux ferreux au moyen d'un dispositif de tri magnétique (3). On soumet ensuite les ordures aux opérations successives suivantes: tri granulométrique (5), tri densimétrique (6), séparation des matières plastiques (7), incorporation de chaux vive dans un mélangeur (10), granulation sous pression (11) et traitement thermique (12). On obtient ainsi une matière combustible, biologiquement stable, ayant un pouvoir calorifique dont la valeur est réglable et peut être maintenue constante, même en cas de variation de la composition de la masse initiale de déchets.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE MATIERE COMBUSTIBLE SOLIDE
A PARTIR DE DECHETS
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une matière combustible, solide, imputrescible, à partir de déchets tels que des ordures ménagères, selon lequel on met au moins une partie des déchets sous forme d'une masse homogène de matière à l'état divisé, on mélange cette masse avec au moins un matériau minéral choisi parmi la chaux vive et les matériaux contenant de l'oxyde de calcium à l'état libre ou sous forme d'une combinaison chimique, on soumet le mélange ainsi obtenu à une densification sous pression et on chauffe la matière densifiée résultant de cette dernière opération à une température et pendant une durée suffisantes pour faire réagir ledit matériau minéral avec les déchets et réduire la teneur en humidité du mélange à une valeur prédéterminée.
Il a déjà été proposé de fabriquer une matière combustible solide, stable et notamment imputrescible, à partir de déchets, par un procédé comprenant la mise en réaction des déchets, préalablement broyés et débarrassés d'au moins une partie des matières non-combustibles et/ou éventuellement réutilisables, tels que les métaux, avec de la chaux vive ou une matière contenant de l'oxyde de calcium à l'état libre ou sous forme d'une combinaison chimique, cette réaction étant effectuée avant ou après densification de la masse de déchets broyés et intimement mélangés avec la chaux vive ou la matière contenant de l'oxyde de calcium.
Des procédés de ce genre sont, notamment, décrits dans la demande de brevet allemand DE-A-3.226.798 ainsi que dans la demande de brevet internationale WO-A-84/00976.
D'autre part, le brevet suisse No 665.785 décrit un procédé de transformation de déchets en matériaux solides, inertes et insolubles dans l'eau, selon lequel on soumet une masse d'ordures ménagères à un premier broyage grossier, effectué avant ou après un tri magnétique destiné à l'élimination des matières métalliques ferromagnétiques, on fait sécher la masse d'ordures, on la soumet ensuite à un second broyage de façon à la réduire en poudre fine, on incorpore de la chaux vive dans la poudre ainsi obtenue, on soumet le mélange résultant à une granulation sous pression, de façon à le mettre sous, forme de petits granulés cylindriques, et on soumet ces derniers à un traitement thermique comprenant une phase de chauffage à une température comprise entre 250 et 300° C.
Le brevet US No 4.898.615 décrit un procédé de fabrication de ciment, selon lequel on utilise comme combustible solide d'appoint, dans un four de fabrication de clinker, le produit résultant du traitement thermique, à une température de 130 à 230° C, d'un mélange d'ordures, broyées et débarassées de leurs constituants métalliques, et d'oxyde de calcium ou d'un matériau contenant de l'oxyde de calcium, ce mélange pouvant en outre contenir divers additifs, et notamment de l'argile et des liants ainsi que des agents modificateurs des propriétés rhéologiques, et étant mis sous forme de granulés préalablement à ce traitement thermique.
Ces procédés visent à apporter une solution au problème de l'élimination des déchets solides hétérogènes, partiellement putrescibles, tels que . les ordures ménagères, en évitant les inconvénients bien connus des méthodes classiques telles que le dépôt des ordures en décharge ou leur incinération dans des fours de pyrolyse.
Cependant, les procédés connus ne permettent pas une mise en oeuvre industrielle dans des conditions économiquement rentables et avec une qualité suffisamment régulière des produits obtenus.
L'invention a notamment pour but l'obtention, à partir d'une masse de déchets tels que les ordures ménagères ou d'autres déchets de composition physique et chimique similaire, ces déchets étant de par leur nature hétérogènes et de composition variable, notamment selon l'origine des déchets ainsi que la saison, d'une matière combustible solide, homogène, biolbgiquement stable, bien stockable et transportable et de composition pratiquement constante, ayant un pouvoir calorifique compris dans des limites étroites et prédéterminées, au moyen d'un procédé permettant, à l'échelle industrielle, d'atteindre une grande capacité de traitement pour une installation donnée, une durée de vie élevée des machines utilisées et des frais d'entretien et de consommation d'énergie réduits.
A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on effectue l'opération de mise des déchets à l'état divisé en au moins deux étapes successives, dont la première consiste en un déchiquetage, et au moins l'une des étapes consécutives à ce déchiquetage consiste en un broyage et qu'au moins une opération d'extraction de piles et au moins une opération d'extraction de métaux ferreux sont effectuées avant ledit broyage.
Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux, on soumet le produit résultant du broyage à au moins une opération permettant d'en séparer les particules de verre et de matières céramiques ainsi que les particules de métaux non ferreux éventuellement présentes dans ce produit.
De préférence, ladite opération de séparation consiste en un tri densimétrique.
Selon une forme de mise en oeuvre particulièrement avantageuse, l'on soumet le produit résultant du broyage avant ou après ladite opération permettant la séparation des particules de verre et de matière céramiques ainsi que des particules de métaux non ferreux, à au moins une opération d'extraction d'au moins une partie des matières plastiques.
Avantageusement, ladite opération d'extraction des matières plastiques est suivie de la réincorporation partielle et contrôlée d'au moins une partie des matières plastiques, dans la masse de déchets, de façon à régler la teneur en matières plastiques dans cette masse.
Le présent procédé permet de valoriser les déchets et de rendre leurs composants utilisables. En particulier, l'extraction des constituants mentionnés peut s'effectuer avec une grande qualité de séparation, ce qui permet un, taux de recyclage très élevé, pouvant atteindre 98 à 99%. Dans le cas où des filières de recyclage des produits inertes feraient défaut, la qualité de séparation obtenue permet un stockage des matières et/ou matériaux extraits, qui sont nettement distincts, homogènes et clairement identifiés, en vue d'un recyclage et/ou d'une valorisation ultérieurs. Il est à noter également, que l'extraction peut être réalisée de façon entièrement mécanique et automatique, ne demandant aucune intervention manuelle, de sorte que le procédé présente un aspect particulièrement favorable du point de vue économique et du point de vue hygiénique pour le personnel d'exploitation.
Ce procédé comporte en outre un aspect écologique important, notamment du fait que les piles représentent le principal constituant polluant des déchets ménagers par rapport au pourcentage et à la masse totale des polluants en présence.
L'extraction et la réincorporation contrôlée des matières plastiques permet de régler la composition chimique correspondante et le pouvoir calorifique (PCI) du produit combustible obtenu. Ceci est d'autant plus important que les matières plastiques sont hautement énergétiques et d'une composition chimique pouvant poser des problèmes si elles se trouvent concentrées à un certain moment au cours de la combustion.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée qui va suivre, d'un exemple non limitatif illustré par le dessin annexé, dans lequel:
La Fig. 1 est un schéma-bloc illustrant les différentes étapes de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Conformément à l'exemple de la Fig. 1 , des ordures ménagères pouvant provenir du ramassage par les camions-bennes municipaux et éventuellement soumises aux opérations usuelles de tri, afin d'en séparer les objets récupérables et/ou recyclables tels quels, notamment les objets et parties d'objets de grandes dimensions, sont déchargées dans une ou plusieurs trémies de réception (non représentées) et envoyées dans un déchiqueteur 1. Ce déchiqueteur, qui peut être de tout type approprié, notamment d'un type connu en soi, permet, en particulier, d'ouvrir les sacs en matière plastique contenant les ordures, de réduire les grosses fractions présentes et notamment de déchirer les matières textiles ainsi que les feuilles de matière plastique. Il est à noter que l'énergie mécanique requise pour le fonctionnement d'un tel déchiqueteur est bien inférieure, pour un débit de matière donné, à celle d'un broyeur primaire, tel qu'utilisé dans les procédés de l'art antérieur.
Après déchiquetage, la masse d'ordures est soumise à une opération d'extraction des piles, dans un dispositif d'extraction 2, qui peut également être de tout type approprié, tel que, par exemple, un dispositif comprenant des moyens pour détecter des courants électriques résiduels.
La quasi-totalité des piles peut ainsi être séparée de la masse des ordures et envoyée dans une installation de recyclage, alors que la masse d'ordures débarrassée des piles passe dans un dispositif d'extraction des métaux ferreux 3, tel qu'un dispositif de tri magnétique.
Ensuite, la masse d'ordures est soumise à un broyage, dans un broyeur 4. Avantageusement, on utilise un broyeur rotatif à marteau, permettant de réduire la masse d'ordures en particules ayant des dimensions n'excédant pas 25 à 30 mm.
Il est à remarquer que le fait d'effectuer d'abord un déchiquetage, au lieu d'un broyage primaire, se traduit par plusieurs avantages très importants. En particulier, la capacité de l'installation, pour une puissance mécanique donnée, est considérablement augmentée, alors que la consommation d'énergie de l'ensemble composé du déchiqueteur et du broyeur placé en aval de celui-ci est fortement réduite pour un débit global donné.
En outre, on améliore considérablement la régularité de la granulométrie des particules de matière à la sortie du broyeur, tout en augmentant la durée de vie de celui-ci et en espaçant les opérations d'entretien nécessaires.
D'autre part, le remplacement de l'opération de broyage primaire par un déchiquetage permet la récupération ultérieure des métaux sous forme directement recyclable. Il est également à noter que le déchiquetage et l'extraction des métaux ferreux avant le broyage permettent d'éviter les risques occasionnés, dans les procédés de l'art antérieur, par le broyage primaire, notamment la projection de blocs de matière dure de dimensions relativement grandes et la rupture mécanique des éléments du broyeur, ainsi que de diminuer notablement les risques d'explosion et d'incendie qui existent lors d'un broyage de déchets ménagers non triés.
Il est généralement avantageux d'utiliser au moins deux broyeurs fonctionnant alternativement pour éviter des arrêts de la chaîne de traitement pendant les opérations d'entretien et de remplacement de pièces d'usure.
Après son passage à travers le dispositif de broyage 4, la masse d'ordures est soumise à une opération de tri granulométrique dans un dispositif de tri 5 qui peut être de tout type approprié. Ce dispositif effectue une séparation des particules en deux fractions, à savoir une fraction dont la granulométrie est supérieure à une valeur prédéterminée, par exemple 25 mm, qui est recyclée en amont du déchiqueteur 1 (ou éventuellement en amont du broyeur 4 ou de l'un ou l'autre des dispositifs d'extraction 2 et 3), et une fraction dont la granulométrie est inférieure à ladite valeur, qui est envoyée dans un dispositif de tri 6. Ce dispositif de tri peut être un dispositif densimétrique permettant de séparer les particules de verre et de céramique ainsi que des fractions de matériaux inertes hétérogènes d'autre nature, et comporter également un dispositif à courants de Foucault permettant la séparation des métaux et matériaux métalliques non-ferreux du reste de la masse d'ordures broyées. Le verre et les céramiques ainsi que les matériaux inertes hétérogènes ainsi séparés peuvent être récupérés et recyclés séparément.
La masse d'ordures est ensuite soumise à une opération de tri des matières plastiques dans un dispositif 7, les matières plastiques ainsi extraites de la masse d'ordures étant envoyées dans un silo tampon 8. Le dispositif de tri 7 peut être de tout type approprié, et il est avantageusement choisi de manière à permettre d'extraire au moins 80%, en poids, de la quantité totale de matières plastiques contenues dans la masse d'ordures, par exemple en utilisant les propriétés électrostatiques des matières plastiques.
Tout ou partie de la masse de matières plastiques recueillie dans le silo tampon 8 peut être réinjectée dans la masse d'ordures en aval du dispositif de tri 7 à un débit déterminé ou dans des quantités définies, le reste pouvant être évacué de l'installation, en vue du recyclage de ces matières plastiques.
On obtient ainsi une masse d'ordures débarrassée de la presque totalité des métaux ainsi que du verre et des céramiques et des autres matériaux inertes contenus dans la masse d'ordures initiale.
Le réglage de la teneur de la masse d'ordures en matières plastiques à une valeur constante permet une amélioration importante des caractéristiques de cette masse requises pour l'obtention du produit combustible final . En particulier, il permet d'optimaliser et de régulariser la composition chimique e. le pouvoir calorifique de ce produit.
On incorpore ensuite, dans la masse d'ordures, une certaine quantité d'oxyde de calcium sous forme de chaux vive ou d'une matière contenant de l'oxyde de calcium, ou encore d'un mélange de plusieurs matières contenant de l'oxyde de calcium à l'état libre ou sous forme de combinaison chimique.
A cet effet, dans le présent exemple, on effectue un mélange intime de la masse d'ordures et de la matière ou des matières à ajouter, provenant d'un silo d'alimentation 9, dans un dispositif de mélange 10.
La proportion de chaux vive ajoutée à la masse d'ordures est avantageusement de l'ordre de 3 à 10%, en poids, par rapport au poids d'ordures, et de préférence de 4 à 5%, en poids.
L'adjonction de CaO et son mélange intime avec l'ensemble des fractions combustibles de la masse d'ordures rend celle-ci biologiquement stable, ce qui est essentiel pour la stockabilité du produit obtenu, améliore l'inflammabilité et optimalise la réaction du produit pendant la combustion épurant ainsi notablement les fumées produites.
En plus de la chaux vive ou de la matière ou des matières contenant de l'oxyde de calcium, on peut éventuellement ajouter aux ordures d'autres substances et notamment une ou plusieurs substances, minérales ou organiques, destinées à servir de liant en vue de la granulation ultérieure de la masse de mélange d'ordures et d'oxyde de calcium. Comme substance minérale supplémentaire, on peut, par exemple, utiliser des matières argileuses, telles que de la bentonite calcique et de la bentonite sodique. Comme liant organique, on peut, par exemple, utiliser des matières cellulosiques, telles que de la méthylcellulose et de la carboxyméthylcellulose, ou encore des fécules ou amidons, par exemple, de la fécule ou de l'amidon de manioc. On peut également utiliser tout autre liant approprié, notamment une résine synthétique, telle qu'une résine urée-formol, une résine mélamine-formol ou une résine phénolique, de l'alcool polyvinylique, ou encore du silicate de potassium ou de sodium.
On soumet ensuite le mélange homogène d'ordures, d'oxyde de calcium (ou de matière(s) minérale(s) contenant de l'oxyde de calcium) et éventuellement au moins un liant et/ou au moins une substance additionnelle, comme mentionné ci-dessus, à une opération de compression, par exemple dans une installation de granulation 1 1 , de manière à mettre ce mélange sous forme de granulés pouvant consister en petits cylindres ayant une longueur de 5 à 20 mm et un diamètre de 3 à 15 mm. Avantageusement, on utilise, comme installation de granulation, une machine à granuler de type industriel permettant d'effectuer la granulation sous une pression de l'ordre de 150 à 900 bars. Avec un autre type de presse, on peut donner au produit la forme de briquettes de taille appropriée. Selon une autre variante, le produit peut prendre la forme de fluff.
On peut, par ailleurs, combiner les opérations de mélange et de granulation qui viennent d'être mentionnées, en une seule opération effectuée dans un dispositif approprié réunissant les fonctions des installations 10 et 11. Après granulation, la matière est soumise à un traitement thermique dans un dispositif de chauffage 12. Avantageusement, celui-ci comporte un four tubulaire rotatif ayant un axe légèrement incliné par rapport à l'horizontale, muni d'un brûleur dont la flamme est dirigée dans l'axe du four, dans le sens ou à contre-courant du flux de matière soumise au traitement thermique.
Ce traitement est de préférence effectué pendant une durée de l'ordre de 15 à 45 minutes et de façon que la température du produit à la sortie du four soit de l'ordre de 100 à 150° C. La température de traitement doit être assez basse pour éviter la pyrolyse des constituants des ordures ménagères.
Le produit de ce traitement consiste en une matière combustible, biologiquement stable et, en particulier, imputrescible lorsqu'elle est stockée à l'abri des intempéries. Elle est ainsi apte à être conservée et transportée sans altération et, en particulier sans dégagement de substances gazeuses, et pratiquement sans odeur.
Le pouvoir calorifique du produit ainsi obtenu est sensiblement constant et sa valeur, réglable selon les conditions opératoires pour une composition moyenne donnée des déchets de départ, est de l'ordre de 3000 à 4000 kcal/kg.
Ce produit peut être utilisé tel quel, comme combustible solide, à sa sortie de l'installation de traitement thermique, ou bien être emmagasiné et transporté vers un lieu d'utilisation, tel qu'un four de cimenterie ou une centrale thermique, éloigné de l'usine de fabrication du produit combustible.
Il est à remarquer que les cendres résultant de la combustion de ce produit s'incorporent intégralement au mélange des matières de départ (chaux et argile) de la fabrication d'un clinker de ciment, sans modification notable de la composition du clinker finalement obtenu. Par conséquent, l'utilisation du produit comme combustible pour un four de cimenterie constitue un débouché potentiel très intéressant pour ce produit. D'autre part, dans le cas où le produit est utilisé comme combustible dans un autre genre d'installation, par exemple une centrale thermique, les cendres peuvent être intégralement éliminées, sans risque de pollution, par incorporation au mélange des matières premières de la fabrication d'un clinker de ciment, ou comme liant hydraulique en substitution d'une partie de la fraction ciment dans des produits tels que des briques, par exemple.
On peut apporter, tout en restant dans le cadre de l'invention, des modifications de détails au procédé qui vient d'être décrit.
De telles modifications peuvent notamment consister en l'interversion de l'ordre dans lequel certaines opérations sont effectuées, ainsi que dans la répétition de certaines de ces opérations.
Par exemple, l'ordre d'exécution des opérations d'extraction des piles 2 et de l'opération d'extraction des métaux ferreux 3 pourrait être inversé et ces deux opérations, ou seulement l'une d'entre elles, pourraient être effectuées préalalablement à l'opération de déchiquetage 1.
L'opération de broyage 4 pourrait être effectuée en plusieurs étapes, permettant chacune une réduction de la granulométrie des morceaux ou particules des matières par rapport à l'étape de broyage précédente.
L'opération de tri densimétrique pourrait être effectuée non pas avant, mais après le tri des matières plastiques 7.
La réinjection dans la masse d'ordures d'une partie des matières plastiques recueillies dans le silo 8 est une opération facultative, et l'on pourrait également régler la teneur en matière plastique dans la masse d'ordures avant son introduction dans le dispositif de mélange 10, simplement en agissant sur les conditions opératoires du tri des matières plastiques 7.
En ce qui concerne la nature des déchets soumis au traitement, on pourrait utiliser non pas uniquement des ordures ménagères, mais également d'autres déchets solides de nature comparable, par exemple, des déchets agricoles et forestiers, des déchets provenant du jardinage, des déchets provenant de certaines industries ou artisanats, par exemple, des chutes de cartonnerie ou papeterie, des déchets provenant de l'industrie du cuir, etc.
Dans tous les cas d'application, le présent procédé permet un recyclage et une valorisation optimaux des fractions inertes et des fractions combustibles dans des conditions économiquement rentables.
Le combustible obtenu demande des installations de valorisation énergétique moins complexes et moins onéreuses que celles utilisées dans les pays industrialisés pour incinérer les déchets urbains non triés. De la combustion de ce combustible solide résultent des résidus dont la composition permet une valorisation et dont la quantité réduite conduit à un abaissement sensible des coûts d'un éventuel stockage définitif, en plus d'une simplification de la technique correspondante. Le présent procédé offre ainsi également une alternative à l'élimination problématique et coûteuse des cendres et autres résidus provenant de l'incinération des déchets urbains non triés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'une matière combustible solide imputrescible à partir de déchets tels que des ordures ménagères, selon lequel on met au moins une partie des déchets sous forme d'une masse homogène de matière à l'état divisé, on mélange cette masse avec au moins un matériau minéral choisi parmi la chaux vive et les matériaux contenant de l'oxyde de calcium à l'état libre ou sous forme d'une combinaison chimique, on soumet le mélange ainsi obtenu à une densification sous pression et on chauffe la matière densifiee résultant de cette dernière opération à une température et pendant une durée suffisantes pour faire réagir ledit matériau minéral avec les déchets et réduire la teneur en humidité du mélange à une valeur prédéterminée, caractérisé par le fait que l'on effectue l'opération de mise des déchets à l'état divisé en au moins deux étapes successives, dont la première consiste en un déchiquetage, et au moins l'une des étapes consécutives à ce déchiquetage consiste en un broyage, et qu'au moins une opération d'extraction de piles et au moins une opération d'extraction de métaux ferreux sont effectuées avant ledit broyage.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que l'on soumet le produit résultant du broyage à au moins une opération permettant d'en séparer les particules de verre et de matières céramiques ainsi que les particules de métaux non ferreux éventuellement présentes dans ce produit.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite opération de séparation consiste en un tri densimétrique.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on soumet le produit résultant du broyage avant ou après ladite opération permettant la séparation des particules de verre et de matière céramiques ainsi que des particules de métaux non ferreux, à une opération d'extraction d'au moins une partie des matières plastiques.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite opération d'extraction des matières plastiques est suivie de la réincorporation partielle et contrôlée d'au moins une partie de ces matières plastiques dans la masse de déchets, de façon, à régler la teneur en matières plastiques dans cette masse.
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