WO2000050537A1 - Installation de traitement thermolytique de dechets avec des fumees a faible teneur en oxygene libre - Google Patents

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WO2000050537A1
WO2000050537A1 PCT/FR1999/000428 FR9900428W WO0050537A1 WO 2000050537 A1 WO2000050537 A1 WO 2000050537A1 FR 9900428 W FR9900428 W FR 9900428W WO 0050537 A1 WO0050537 A1 WO 0050537A1
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thermolysis
chamber
combustion
gases
waste
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PCT/FR1999/000428
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Philippe Milles
Lionel Pasquinucci
Tamim Dabbagh
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Nexus Technologies
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Definitions

  • the present invention relates to the thermolytic treatment of waste, such as for example industrial and / or urban waste.
  • thermolysis reactor which operates in a vertical moving bed.
  • the waste is introduced into the upper part of the thermolysis reactor and passes by gravity into the substantially vertical reactor.
  • the hot gases are introduced at the base of the reactor, percolate in an ascending current through the waste bed and gradually transfer their energy to the solids.
  • These hot gases are, according to one embodiment of the installation (installation in FIG. 2 of the aforementioned document), essentially constituted by effluents resulting from combustion of thermolysis effluents in a fluidized bed, the oxygen content of which is controlled. This oxygen content control is carried out using a servo loop.
  • the hot solids essentially made up of coke and mineral matter, are evacuated from the reactor by a line located at the bottom of the latter. According to this document, certain wastes have a very heterogeneous character, which causes significant fluctuations in the calorific value of the thermolysis gases. The combustion of such products with burners would therefore lead to problems of flame stability.
  • part of the fumes produced by the reactor operating in a fluidized bed is directed to the waste thermolysis reactor, the other part serving to preheat the combustion air.
  • the quantity of combustion air introduced into the reactor operating in a fluidized bed is therefore adjusted so as to permanently maintain a low oxygen content for the thermolysis gases, as has already been said.
  • the oxygen content of the hot gases used for thermolysis is less than 10%, preferably less than 4%, by volume.
  • the present invention aims to improve this type of installation. To this end, it offers an installation for thermolytic treatment of waste comprising: - a chamber for thermolysis of waste by direct contact with a hot gaseous fluid, a line for introducing hot gaseous fluid into the chamber, an extraction line gases present in the chamber, a combustion chamber fluidly connected to the extraction line so as to be able to burn gases from the thermolysis chamber and to the introduction line to supply it with combustion gases from the combustion of gases from the thermolysis chamber, characterized by a turbulence burner mounted on the combustion chamber and connected to the extraction line to burn the gases from the thermolysis chamber, an afterburner chamber, fluidly connected to the combustion chamber and suitable for subjecting part of the combustion gases produced in the combustion chamber to afterburning, the other part of these gases z of combustion being introduced into the introduction line, - a line for supplying oxidizing oxidizer preheated to a predetermined temperature, for the burner, and means for adjusting the quantity of oxygen supplied to the burner of the combustion chamber, to produce at the outlet
  • thermolysis chamber it is possible to optimally manage the oxygen content of the combustion gases sent to the thermolysis chamber.
  • the turbulence burner allows optimal mixing and, therefore, optimal combustion of oxidizing oxygen with combustible thermolysis gases diluted in a very large volume of inert combustion fumes from the previous treatment cycle. It is therefore possible to best adjust, with the adjusting means, the quantity of oxidizing oxygen supplied to this burner so that the combustion gases intended to be reinjected into the thermolysis chamber are practically free of free oxygen.
  • thermolysis chamber Furthermore, post-combustion makes it possible to complete the combustion poor in oxygen having taken place in the combustion chamber for the part of combustion gases or fumes not reinjected into the thermolysis chamber.
  • a heat exchanger is placed on the introduction line to preheat the combustion air to a temperature between 600 and 800 ° C; the burner is also supplied with propane or natural gas; - The combustion gases entering the thermolysis chamber are maintained at a temperature between 450 ° C and 750 ° C, preferably around 650 ° C; the thermolysis chamber is maintained at a constant pressure of between 100 mbar and 1.2 bar; - the afterburner chamber supplies a steam generator; solid residues from the thermolysis chamber are sorted and the fraction of solid carbonaceous residues resulting therefrom is conveyed to another combustion chamber to be burned there, this other combustion chamber also supplying another steam generator; the vapor fractions from each of the steam generators are aggregated to be used as energy for the production of electricity.
  • thermolysis chamber can be of the horizontal type, in which the products are carried by carriages moved through the thermolysis chamber by a mechanical assembly.
  • fluid connection means adapted to establish a temporary fluid connection between the introduction line and a connection zone provided on the carriage and communicating with the zone for receiving the solid products from the carriage, are provided.
  • thermolysis chamber is constituted by a charging oven comprising: an opening for loading waste which can be sealed, an opening for emptying solid residues from thermolysis from the oven, which can be sealed, means for receiving a stationary load of waste in the oven, means for introducing recycled thermolysis gas, constituting the hot gases, into the oven and directly into the stationary load to perform thermolysis by direct contact of the waste with these hot gases, and means for exiting the thermolysis gases formed in the furnace by thermolytic treatment of the waste.
  • Such an oven is particularly advantageous in that it makes it possible to treat bulky waste, such as tires. More particularly, such an oven solves the problem of blocking the introduction and extraction systems. of products existing in the case of vertical fluidized bed ovens, such as that which is the subject of the abovementioned document EP-A1-0 524 847, when the products are heterogeneous, that is to say of non-constant particle size.
  • the receiving means are mounted movable between a position for receiving the waste during the thermolytic treatment and a position for emptying the solid residues of thermolysis through the emptying opening; the receiving means are provided with means for passing hot gases to the stationary load of waste; the introduction means introducing the hot gases under the receiving means; cooling means are provided under the oven to cool the solid residues of thermolysis.
  • FIG. 1 is a schematic view of an installation in accordance with a preferred embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic elevational view in longitudinal section of a thermolysis charge furnace according to the invention.
  • Figure 1 illustrates a preferred embodiment of the installation according to the present invention.
  • the waste to be treated is conveyed in a crusher 9 and then loaded into a carriage 11 by a conveyor system 10.
  • the carriages 11 used in the installation of FIG. 1 can for example be of the type of those described in international patent application WO-98/16594 and which allow an injection of hot gases directly into the load of waste to be treated.
  • thermolysis chamber or oven 12 equipped, for this purpose, with a sealed entry door 13. waterproof inlet 13.
  • the carriage 11 can be brought to the oven 12 by a charger (not shown), in which the carriage 11 has been placed under an inert atmosphere.
  • a charger not shown
  • means for establishing a sealed connection between the oven 12 and the charger such as a bellows, are deployed, to effect a transfer from the carriage 11 to the oven 12 under an inert atmosphere.
  • the installation comprises a line 14 for introducing the hot gaseous fluid into the thermolysis furnace 12.
  • this hot gaseous fluid consists of combustion gases resulting from the combustion of thermolysis previously extracted from the thermolysis oven 12.
  • This introduction line has several branches 14a-14i each ending in fluid connection means (for example a telescopic bellows, not shown in FIG. 1) to establish a temporary fluid connection between the introduction line 14 and a zone connection provided on each of the carriages 11 and communicating with a waste reception area of these carriages 11. As has already been said, this allows the hot gaseous fluid to be injected directly into the waste charge to perform thermolysis.
  • fluid connection means for example a telescopic bellows, not shown in FIG.
  • Hot gaseous fluid combustion gases, also called
  • the waste is first of all dehydrated and then brought to their thermolysis temperature as each carriage 11 advances in the thermolysis oven 12 and is connected to the successive branches 14a-14i of the introduction line 14.
  • each carriage 11 loaded with solid residues is recovered, under an inert atmosphere, for example by means of the aforementioned charger, at the location of a sealed exit door 15 from the oven 12.
  • thermolysis gases formed in the furnace 12 are extracted therefrom by an extraction line 16 with several branches 16a-16i. This extraction is carried out using pumping means placed on the extraction line 16. These means have not been shown in FIG. 1 and can, for example, be constituted by a booster.
  • the introduction lines 14 and extraction lines 16 are preferably insulated to, on the one hand, bring the thermolysis gases to high temperature in a combustion chamber described below and, on the other hand, keep at high temperature the hot gaseous fluid to be introduced into the thermolysis furnace 12.
  • the thermolysis gases coming from the thermolysis furnace 12 are brought by the extraction line 16 to a dust separator 17. After being freed of their dust, the thermolysis gases are supplied to a burner 18 from a combustion chamber 19, via a line 20.
  • This burner 18 is a swirl burner, of the type sold by the company BLOOM.
  • the burner 18 has, moreover, an inlet 21 of propane or natural gas making it possible in particular to make a make-up, to provide a support or pilot flame, and to start the thermolysis process.
  • An oxidizing oxygen supply line 22 is also connected to this burner 18.
  • the oxidizing oxygen can be pure oxygen or come from air or from air enriched with oxygen.
  • this oxidizing oxygen is preheated to a temperature between 600 and 800 ° C.
  • the supply line 22 passes through two heat exchangers 23, 24 before serving an afterburner chamber 25 then the burner 18.
  • this oxygen supply line 22 oxidizer is connected, on the one hand, to an auxiliary burner 26 of the afterburner chamber 25 and to a hearth 27 of this chamber 25, which is connected to an outlet 28 of the combustion chamber 19.
  • a smoke transfer line could separate the hearth 27 and, consequently, the afterburner chamber 25, from the outlet 28 of the combustion chamber 19.
  • the burner 26 is also equipped with a propane or natural gas inlet 29, which can be connected to the same source as the inlet 21 of the burner
  • It may for example be an oxygen meter 30 placed on the introduction line 14, at the outlet of the combustion chamber 19, and connected to a system of servo-controlled valves, shown diagrammatically at 31 and placed on the line supply 22 of oxidizing oxygen.
  • the connection between the oxygen meter 30 and the servo valve system 31 has not been shown in FIG. 1, for the sake of clarity.
  • Part of the combustion gases or smoke from the combustion chamber 19 therefore leave it via the line 14 fitted, for this purpose, with a pumping unit 32.
  • the other part of the smoke, not used for recycling in the thermolysis oven 12 is sent to the post-combustion chamber 25, to improve the combustion before being upgraded as described below.
  • the fumes from the combustion chamber 19 and the afterburner chamber 25 pass through the exchangers 23 and 24 respectively to preheat the combustion air to a temperature between 600 and one of its ends to an oxygen source 33, followed by a pumping group 34, passes through the exchangers 23 and 24 before serving the burners 18 and 26.
  • FIG. 1 aimed at treating on site all of the products of thermolysis, the fumes leaving the afterburner chamber
  • a line 35 which passes through the exchanger 24, to a steam generator 36, for example of the double circulation boiler type supplied with water (37).
  • the steam produced supplies the turbo-alternator unit 38 for the production of electricity.
  • the condensed water produced by this unit is evacuated via line 39.
  • the cooled fumes are extracted from the generator 36 by a line 40 equipped with a pumping group 41, and sent in a bag filter 42 to separate the solid particles therefrom, before these fumes are discharged into the atmosphere by a chimney 43.
  • the pumping unit 41 constituted for example by an extraction fan, also regulates the separation between the fumes intended for the furnace 12 and those intended for the afterburner chamber 25, the flow rate being controlled by the pressure in the furnace 12.
  • a Safety procedure notably involving pumping groups or fans 32 and 41, also makes it possible to avoid the passage of oxygen from the afterburner 25 to the combustion chamber 19.
  • Each carriage 11 loaded with solid thermolysis residues is brought by the aforementioned charger to a cooling unit 44, also equipped to prevent penetration of free oxygen into this charger. equipped to avoid penetration of free oxygen into this charger.
  • the carriage 11 is poured onto a conveyor which passes the solid residues into a swimming pool 45 to cool them.
  • the densest materials (metals 7) are collected at the bottom of the basin and sent to 52 for separation.
  • the less dense materials (carbon fractions) are recovered at the top of the tank 56 and brought into a grinder 57 where they are reduced to a size less than 0.8 mm.
  • the silo 51 feeds a dense fluidized bed oven 58 intended to burn the carbonaceous or coal fraction stored in the silo 51.
  • the fumes produced in this oven 58 pass through a steam generator 59 supplied with water (60).
  • the fraction of steam leaving this generator 59 is supplied, with that leaving the generator 36, to the turbo-alternator unit 38.
  • the fumes produced in the oven 58 also pass through an economizer 61 which preheats the oxidizing oxygen intended for the oven 58.
  • This oxidizing oxygen is brought to the oven 58 by a line 62 connected to a source 63 of pure oxygen, of pure air or of air enriched with oxygen and equipped with a pumping group 64.
  • the fumes leaving the economizer 61 are brought by a line 65, equipped with a pumping group 66, to the bag filter 42.
  • the ashes collected at the bottom of the oven 58 are collected and evacuated at 67, while the ashes collected at the top of the oven 58 are recycled therein via a line 68.
  • This line 68 is, moreover, also connected to the bottom of the bag filter 42.
  • the rest of the evacuation residues leaving through the bottom of the bag filter 42 is evacuated at 69.
  • thermolysis chamber consists of a charge thermolysis oven 112.
  • This oven 112 is vertical and sealed in its upper and lower ends, during the thermolytic treatment, by panels 170, 171 movable in translation in a horizontal plane.
  • the panel 170 makes it possible to close the loading opening of the oven 112, which is substantially transverse to the longitudinal axis of this same oven 112, while the panel 171 is intended to close the emptying opening of this oven 112, which, for its part, also extends substantially transversely to the aforementioned axis.
  • the drain opening opens onto a buried pool 172 for recovering solid thermolysis residues.
  • a fixed tank 173 is mounted in the oven 112, between the panels 170 and 171.
  • This tray 173 is provided with a bottom consisting of a grid in two parts 174.
  • Each of the two parts of the grid 174 is pivotally movable between a horizontal position in which they are in line with one another to receive a load of waste and a position away from one another and emptying through the emptying opening, after removal of the panel 171.
  • a side inlet 175 of recycled thermolysis gas opens into the oven 112 under the grid 174. This inlet is connected to the introduction line 14 of the installation of FIG. 1, when the oven 112 replaces the horizontal oven 12 of the Figure 1.
  • the recycled thermolysis gases enter the waste charge after passing through the grid 174 to perform thermolysis by direct contact of hot gases with a stationary charge of waste to be treated.
  • thermolysis gases formed in the oven 112 are extracted therefrom by a lateral outlet 176 connected, in the case where the oven 112 is used within the framework of the installation of FIG. 1, to the extraction line 16 .
  • the furnace 112 is supplied with waste by gravity by means of a feeder 177 movable horizontally above this furnace 112.
  • a tray 178 similar to tray 173, is installed in the charger 177. It will be observed in this regard that the lower end of the charger 177 is not closed.
  • the charger can be replaced by a charger supplying the oven by a lateral opening, by means of a conveyor belt.
  • Such a charger can also be mounted movable in translation to serve a battery of thermolysis ovens.

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Abstract

L'installation comporte: une chambre de thermolyse (12), une chambre de combustion (19) raccordée à la chambre de thermolyse pour brûler des gaz de thermolyse et pour l'alimenter en gaz de combustion, un brûleur (18) à turbulence monté sur la chambre de combustion (19) pour brûler les gaz issus de la chambre de thermolyse (12), une chambre de postcombustion (25) raccordée à la chambre de combustion (19) pour soumettre une partie des gaz de combustion produits dans celle-ci à une postcombustion, l'autre partie de ces gaz étant introduite dans la chambre de thermolyse (12), une ligne d'alimentation (22) en oxygène comburant préchauffé pour le brûleur (18), et des moyens de réglage de la quantité d'oxygène fournie au brûleur (18) de la chambre de combustion (19), pour produire en sortie de celle-ci des gaz de combustion pratiquement dépourvus d'oxygène libre.

Description

Installation de traitement thermolvtique de déchets avec des fumées à faible teneur en oxygène libre
La présente invention concerne le traitement thermolytique de déchets, tels que par exemple des déchets industriels et/ou urbains.
On connaît déjà, d'après le document EP-A-0 524 847, une installation de traitement de déchets industriels et/ou urbains, comprenant notamment un réacteur de thermolyse qui fonctionne en lit mobile vertical.
Plus précisément, les déchets sont introduits en partie haute du réacteur de thermolyse et transitent gravitairement dans le réacteur sensiblement vertical. Les gaz chauds sont introduits à la base du réacteur, percolent en courant ascendant au travers du lit de déchets et cèdent progressivement leur énergie aux solides. Ces gaz chauds sont, selon un mode de réalisation de l'installation (installation de la figure 2 du document précité), essentiellement constitués par des effluents issus d'une combustion des effluents de thermolyse en lit fluidisé dont la teneur en oxygène est contrôlée. Ce contrôle de teneur en oxygène est effectué grâce à une boucle d'asservissement.
Les solides chauds, essentiellement constitués de coke et de matières minérales, sont évacués du réacteur par une ligne située au bas de celui-ci. D'après ce document, certains déchets présentent un caractère très hétérogène, ce qui entraîne des fluctuations importantes du pouvoir calorifique des gaz de thermolyse. La combustion de tels produits avec des brûleurs conduirait donc à des problèmes de stabilité de flamme.
C'est pourquoi un lit fluidisé a été choisi, car il permet, grâce à son importante inertie thermique, d'assurer une combustion stable des gaz de thermolyse, même lorsque le pouvoir calorifique des gaz à brûler baisse sensiblement.
Comme cela a déjà été mentionné supra, une partie des fumées produites par le réacteur fonctionnant en lit fluidisé est dirigée vers le réacteur de thermolyse des déchets, l'autre partie servant à préchauffer l'air de combustion. La quantité d'air de combustion introduite dans le réacteur fonctionnant en lit fluidisé est donc ajustée de façon à conserver en permanence une faible teneur en oxygène pour les gaz de thermolyse, comme il a déjà été dit.
D'après ce document, la teneur en oxygène des gaz chauds utilisés pour la thermolyse est inférieure à 10 %, de préférence inférieure à 4 %, en volume.
La présente invention vise à améliorer ce type d'installation. Elle propose, à cet effet, une installation de traitement thermolytique de déchets comportant : - une chambre de thermolyse des déchets par contact direct avec un fluide gazeux chaud, une ligne d'introduction de fluide gazeux chaud dans la chambre, une ligne d'extraction des gaz présents dans la chambre, une chambre de combustion raccordée fluidiquement à la ligne d'extraction de manière à pouvoir brûler des gaz issus de la chambre de thermolyse et à la ligne d'introduction pour l'alimenter en gaz de combustion issus de la combustion des gaz provenant de la chambre de thermolyse, caractérisée par un brûleur à turbulence monté sur la chambre de combustion et raccordé à la ligne d'extraction pour brûler les gaz issus de la chambre de thermolyse, une chambre de postcombustion, raccordée fluidiquement à la chambre de combustion et adaptée à soumettre une partie des gaz de combustion produits dans la chambre de combustion à une postcombustion, l'autre partie de ces gaz de combustion étant introduite dans la ligne d'introduction, - une ligne d'alimentation en oxygène comburant préchauffé à une température prédéterminée, pour le brûleur, et des moyens de réglage de la quantité d'oxygène fournie au brûleur de la chambre de combustion, pour produire en sortie de cette chambre de combustion des gaz de combustion pratiquement dépourvus d'oxygène libre. Grâce à de telles dispositions, il est possible de gérer de façon optimale la teneur en oxygène des gaz de combustion envoyés à la chambre de thermolyse. En particulier, le brûleur à turbulence . permet un mélange optimal et, partant, une combustion optimale de l'oxygène comburant avec des gaz de thermolyse combustibles dilués dans un volume très important de fumées de combustion inertes provenant du cycle précédent de traitement. II est donc possible d'ajuster au mieux, avec les moyens de réglage, la quantité d'oxygène comburant fournie à ce brûleur pour que les gaz de combustion destinés à être réinjectés dans la chambre de thermolyse soient pratiquement dépourvus d'oxygène libre.
Par ailleurs, la postcombustion permet de parfaire la combustion pauvre en oxygène ayant eu lieu dans la chambre de combustion pour la partie de gaz de combustion ou fumées non réinjectée dans la chambre de thermolyse.
On dispose donc en sortie de la chambre de postcombustion de gaz de combustion ou fumées dont l'énergie thermique est directement valorisable, sans traitement additionnel.
Suivant des dispositions préférées, éventuellement combinées : un échangeur de chaleur est placé sur la ligne d'introduction pour préchauffer l'air comburant jusqu'à une température comprise entre 600 et 800°C ; le brûleur est également alimenté en gaz propane ou naturel; - les gaz de combustion pénétrant dans la chambre de thermolyse sont maintenus à une température comprise entre 450°C et 750°C, de préférence aux environs de 650°C ; la chambre de thermolyse est maintenue à une pression constante comprise entre 100 mbars et 1 ,2 bars ; - la chambre de postcombustion alimente un générateur de vapeur ; les résidus solides provenant de la chambre de thermolyse sont triés et la fraction de résidus solides carbonés en résultant est acheminée vers une autre chambre de combustion pour y être brûlée, cette autre chambre de combustion alimentant également un autre générateur de vapeur ; les fractions de vapeurs issues de chacun des générateurs de vapeur sont globalisées pour être valorisées sous forme énergétique pour la production d'électricité.
Ces dernières dispositions permettent de brûler sur site l'ensemble des produits combustibles issus des déchets, en vue de la production de vapeur et, partant, d'électricité. La chambre de thermolyse peut être du type horizontal, dans laquelle les produits sont portés par des chariots déplacés au travers de la chambre de thermolyse par un ensemble mécanique. Dans ce cas, des moyens de raccordement fluidique, adaptés à établir un raccord fluidique temporaire entre la ligne d'introduction et une zone de raccordement prévue sur le chariot et communiquant avec la zone de réception des produits solides du chariot, sont prévus.
Selon un autre aspect, original en soi, la chambre de thermolyse est constituée par un four à charge comportant : une ouverture de chargement de déchets qui peut être fermée de façon étanche, une ouverture de vidange des résidus solides de thermolyse du four, qui peut être fermée de façon étanche, des moyens de réception d'une charge stationnaire de déchets dans le four, des moyens d'introduction de gaz de thermolyse recyclés, constituant les gaz chauds, dans le four et directement dans la charge stationnaire pour réaliser une thermolyse par contact direct des déchets avec ces gaz chauds, et des moyens de sortie des gaz de thermolyse formés dans le four par traitement thermolytique des déchets.
Un tel four est particulièrement intéressant en ce qu'il permet de traiter des déchets encombrants, tels que des pneus. Plus particulièrement un tel four résout le problème du bouchage des systèmes d'introduction et d'extraction de produits existant dans le cas des fours à lits fluidisés verticaux, tels que celui faisant l'objet du document EP-A1-0 524 847 précité, lorsque les produits sont hétérogènes, c'est-à-dire de granulométrie non constante. De préférence : - les moyens de réception sont montés mobiles entre une position de réception des déchets lors du traitement thermolytique et une position de vidange des résidus solides de thermolyse par l'ouverture de vidange ; les moyens de réception sont pourvus de moyens de passage de gaz chauds vers la charge stationnaire de déchets; les moyens d'introduction introduisant les gaz chauds sous les moyens de réception ; des moyens de refroidissement sont prévus sous le four pour refroidir les résidus solides de thermolyse.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique d'une installation conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention ; et la figure 2 est une vue schématique en élévation avec coupe longitudinale d'un four de thermolyse à charge selon l'invention. La figure 1 illustre un mode de réalisation préféré de l'installation conforme à la présente invention.
Dans cette installation, les déchets à traiter sont acheminés dans un broyeur 9 et, ensuite, chargés dans un chariot 11 par un système à convoyeur 10. Les chariots 11 utilisés dans l'installation de la figure 1 peuvent être par exemple du type de ceux décrits dans la demande de brevet internationale WO-98/16594 et qui permettent une injection de gaz chauds directement dans la charge de déchets à traiter.
Les chariots 11 chargés de déchets sont ensuite amenés, un par un, dans une chambre ou four de thermolyse 12 équipé, à cet effet, d'une porte d'entrée étanche 13. d'entrée étanche 13.
Afin d'éviter la pénétration d'oxygène au sein du four de thermolyse 12 lors du transfert d'un chariot à l'intérieur de celui-ci, le chariot 11 peut être amené au four 12 par un chargeur (non représenté), dans lequel le chariot 11 a été mis sous atmosphère inerte. Lors du transfert du chariot 11 dans le four 12, des moyens pour établir un raccord étanche entre le four 12 et le chargeur, tels qu'un soufflet, sont déployés, pour effectuer un transfert du chariot 11 vers le four 12 sous atmosphère inerte.
L'installation comporte une ligne d'introduction 14 du fluide gazeux chaud dans le four de thermolyse 12. Comme cela sera décrit plus en détails ci- dessous, ce fluide gazeux chaud est constitué par des gaz de combustion issus de la combustion de gaz de thermolyse extraits préalablement du four de thermolyse 12.
Cette ligne d'introduction comporte plusieurs ramifications 14a-14i se terminant chacune par des moyens de raccordement fluidique (par exemple un soufflet télescopique, non représenté sur la figure 1) pour établir un raccord fluidique temporaire entre la ligne d'introduction 14 et une zone de raccordement prévue sur chacun des chariots 11 et communiquant avec une zone de réception des déchets de ces chariots 11. Comme il a déjà été dit, cela permet d'injecter le fluide gazeux chaud directement dans la charge de déchets pour effectuer la thermolyse.
Le fluide gazeux chaud (gaz de combustion, également appelés
"fumées" ci-après) est injecté à une température comprise entre 450°C et 750°C, de préférence à une température de l'ordre de 650°C dans le four de thermolyse 12 qui est maintenu à une pression constante comprise entre 100 mbars et 1 ,2 bars.
Ainsi, les déchets sont tout d'abord déshydratés puis portés à leur température de thermolyse au fur et à mesure que chaque chariot 11 avance dans le four de thermolyse 12 et est raccordé aux ramifications successives 14a-14i de la ligne d'introduction 14.
Après traitement, chaque chariot 11 chargé de résidus solides est récupéré, sous atmosphère inerte, par exemple au moyen du chargeur précité, à l'emplacement d'une porte de sortie étanche 15 du four 12.
Le traitement de ces résidus solides sera, lui aussi, décrit plus en détails ci-après. Les gaz de thermolyse formés dans le four 12 sont extraits de celui- ci par une ligne d'extraction 16 à plusieurs ramifications 16a-16i. Cette extraction est effectuée grâce à des moyens de pompage placés sur la ligne d'extraction 16. Ces moyens n'ont pas été représentés sur la figure 1 et peuvent, par exemple, être constitués par un surpresseur. Les lignes d'introduction 14 et d'extraction 16 sont, de préférence, calorifugées pour, d'une part, amener les gaz de thermolyse à haute température dans une chambre de combustion décrite ci-après et, d'autre part, maintenir à haute température le fluide gazeux chaud à introduire dans le four de thermolyse 12. Les gaz de thermolyse issus du four de thermolyse 12 sont amenés par la ligne d'extraction 16 à un séparateur de poussières 17. Après avoir été débarrassés de leurs poussières, les gaz de thermolyse sont amenés à un brûleur 18 d'une chambre de combustion 19, par une ligne 20.
Ce brûleur 18 est un brûleur à turbulence (swirl burner en anglais), du type de ceux commercialisés par la société BLOOM.
Le brûleur 18 présente, par ailleurs, une arrivée 21 de gaz propane ou naturel permettant notamment de réaliser un appoint, d'assurer une flamme support ou pilote, et de démarrer le processus de thermolyse.
Une ligne d'alimentation en oxygène comburant 22 est également raccordée à ce brûleur 18. L'oxygène comburant peut être de l'oxygène pur ou être issu d'air ou bien d'air enrichi en oxygène.
Avant d'être injecté dans le brûleur 18, cet oxygène comburant est préchauffé à une température comprise entre 600 et 800°C. A cet effet, la ligne d'alimentation 22 passe dans deux échangeurs de chaleur 23, 24 avant de desservir une chambre de postcombustion 25 puis le brûleur 18.
Plus précisément, cette ligne d'alimentation 22 en oxygène comburant est raccordée, d'une part, à un brûleur d'appoint 26 de la chambre de postcombustion 25 et à un foyer 27 de cette chambre 25, qui est raccordé à une sortie 28 de la chambre de combustion 19.
A cet égard, il est à noter que, dans d'autres modes de réalisation, une ligne de transfert de fumées pourra séparer le foyer 27 et, partant, la chambre de postcombustion 25, de la sortie 28 de la chambre de combustion 19.
Le brûleur 26 est, lui aussi, équipé d'une arrivée en gaz propane ou naturel 29, qui peut être raccordée à la même source que l'arrivée 21 du brûleur
18. Des moyens de réglage de la quantité d'oxygène fournie au brûleur
18 de la chambre de combustion 19 sont également prévus pour produire en sortie de cette chambre de combustion 19 des gaz de combustion pratiquement dépourvus d'oxygène libre (teneur en oxygène de préférence inférieure à 0,5 %). Ces moyens de réglage servent également, dans le cas du présent mode de réalisation préféré, à gérer la quantité d'oxygène fournie à la chambre de postcombustion 25.
Il peut s'agir par exemple d'un oxygénomètre 30 placé sur la ligne d'introduction 14, en sortie de la chambre de combustion 19, et relié à un système de robinets à servocommande, schématisé en 31 et placé sur la ligne d'alimentation 22 en oxygène comburant. La liaison entre l'oxygénomètre 30 et le système à robinets à servocommande 31 n'a pas été représentée sur la figure 1 , par souci de clarté.
Une partie des gaz de combustion ou fumée de la chambre de combustion 19 sortent donc de celle-ci par la ligne 14 équipée, à cet effet, d'une groupe de pompage 32. L'autre partie des fumées, non utilisée pour un recyclage dans le four de thermolyse 12, est envoyée dans la chambre de postcombustion 25, pour en parfaire la combustion avant d'être valorisées comme décrit ci- dessous.
Les fumées de la chambre de combustion 19 et de la chambre de postcombustion 25 traversent respectivement les échangeurs 23 et 24 pour préchauffer l'air comburant jusqu'à une température comprise entre 600 et l'une de ses extrémités à une source d'oxygène 33, suivi d'un groupe de pompage 34, traverse les échangeurs 23 et 24 avant d'aller desservir les brûleurs 18 et 26.
En variante, on pourra bien sûr remplacer ces deux échangeurs 23, 24 par un échangeur unique à double circuit, voire n'utiliser qu'un seul échangeur à circuit unique.
L'installation de la figure 1 visant à traiter sur site l'ensemble des produits de la thermolyse, les fumées sortant de la chambre de postcombustion
25 sont amenées par une ligne 35, qui traverse l'échangeur 24, à un générateur de vapeur 36, par exemple du type chaudière à double circulation alimentée en eau (37).
Dans le cas présent, la vapeur produite alimente l'unité à turboalternateur 38 pour la production d'électricité. L'eau de condensation produite par cette unité est évacuée par la ligne 39. En variante, on pourra bien sûr produire de l'eau chaude avec les fumées issues de la chambre de postcombustion 25, au lieu de produire de l'électricité.
Les fumées refroidies sont extraites du générateur 36 par une ligne 40 équipée d'un groupe de pompage 41 , et envoyées dans un filtre à manches 42 pour en séparer les particules solides, avant que ces fumées ne soient rejetées dans l'atmosphère par une cheminée 43.
Le groupe de pompage 41 , constitué par exemple par un ventilateur d'extraction, régule également la séparation entre les fumées destinées au four 12 et celles destinées à la chambre de postcombustion 25, le débit étant asservi à la pression dans le four 12. Une procédure de sécurité, faisant notamment intervenir les groupes de pompage ou ventilateurs 32 et 41 , permet, par ailleurs, d'éviter le passage d'oxygène de la chambre de postcombustion 25 à la chambre de combustion 19.
Chaque chariot 11 chargé de résidus solides de thermolyse est amené par le chargeur précité à une unité de refroidissement 44, également équipée pour éviter une pénétration d'oxygène libre dans ce chargeur. équipée pour éviter une pénétration d'oxygène libre dans ce chargeur.
Une fois dans l'unité 44, le chariot 11 est déversé sur un convoyeur qui fait passer les résidus solides dans une piscine 45 pour les refroidir.
Ensuite, ces résidus sont soumis à un débourbage en 46, puis sont criblés en 47. Le crible a, ici, un diamètre de trous égal à 8 mm. Les particules ayant traversé le crible sont ensuite soumises à une étape d'attrition en 48, puis sont à nouveau criblées au moyen d'un crible 49 ayant cette fois-ci, un diamètre de trous égal à 0,8 mm. Au moyen de ce criblage on sépare la fraction carbonée de la fraction inorganique. La fraction carbonée est encore soumise à une étape d'égouttage en 50 avant d'être amenée, pour stockage, dans un silo 51. La fraction inorganique est soumise à une étape de tri en 52. Suite à ce tri, on récupère des minéraux (53), des matières magnétiques (54) et des matières amagnétiques (55). Lors du tri, les métaux sont également soumis à une étape de compactage. Les particules qui en 47 ont été retenues par le crible, sont amenées à un bassin de flottation 56.
Les matières les plus denses (métaux ...) sont récupérés au bas du bassin et envoyés en 52 pour séparation. Les matières les moins denses (fractions carbonées) sont récupérées en haut du bassin 56 et amenés dans un broyeur 57 où elles sont réduites à une taille inférieure à 0,8 mm.
Ensuite ces particules carbonées sont également soumises à l'égouttage en 50, puis envoyées dans le silo 51.
Le silo 51 alimente un four à lit fluidisé dense 58 destiné à brûler la fraction carbonée ou charbon stocké dans le silo 51. Les fumées produites dans ce four 58 passent par un générateur de vapeur 59 alimenté en eau (60). La fraction de vapeur sortant de ce générateur 59 est amenée, avec celle sortant du générateur 36, à l'unité à turboalternateur 38.
Les fumées produites dans le four 58 passent également par un économiseur 61 qui préchauffe de l'oxygène comburant destiné au four 58. Cet oxygène comburant est amené au four 58 par une ligne 62 raccordée à une source 63 d'oxygène pur, d'air pur ou d'air enrichi en oxygène et équipée d'un groupe de pompage 64.
Les fumées sortant de l'économiseur 61 sont amenées par une ligne 65, équipée d'un groupe de pompage 66, au filtre à manches 42. Les cendres récupérées au bas du four 58 sont collectées et évacuées en 67, tandis que les cendres collectées en haut du four 58 sont recyclées dans celui-ci par l'intermédiaire d'une ligne 68.
Une extrémité de cette ligne 68 est, par ailleurs, également raccordée au bas du filtre à manches 42. Le reste des résidus d'évacuation sortant par le bas du filtre à manches 42 est évacué en 69.
Selon la variante de la figure 2, la chambre de thermolyse est constituée par un four de thermolyse à charge 112.
Ce four 112 est vertical et fermé de façon étanche à ses extrémités supérieure et inférieure, lors du traitement thermolytique, par des panneaux 170, 171 mobiles en translation dans un plan horizontal.
Le panneau 170 permet de fermer l'ouverture de chargement du four 112, sensiblement transversale à l'axe longitudinal de ce même four 112, tandis que le panneau 171 est destiné à fermer l'ouverture de vidange de ce four 112, qui, elle aussi s'étend sensiblement transversalement à l'axe précité.
L'ouverture de vidange débouche sur une piscine enterrée 172 de récupération des résidus solides de thermolyse.
Pour recevoir une charge stationnaire de déchets à traiter de façon discontinue, un bac fixe 173 est monté dans le four 112, entre les panneaux 170 et 171.
Ce bac 173 est pourvu d'un fond constitué d'une grille en deux parties 174. Chacune des deux parties de la grille 174 est mobile en pivotement entre une position horizontale dans laquelle elles se trouvent dans le prolongement l'une de l'autre pour recevoir une charge de déchets et une position à l'écart l'une de l'autre et de vidange par l'ouverture de vidange, après retrait du panneau 171. Une entrée latérale 175 de gaz de thermolyse recyclés débouche dans le four 112 sous la grille 174. Cette entrée est raccordée à la ligne d'introduction 14 de l'installation de la figure 1, lorsque le four 112 remplace le four horizontal 12 de la figure 1. Ainsi, les gaz de thermolyse recyclés pénètrent dans la charge de déchets après passage par la grille 174 pour réaliser une thermolyse par contact direct de gaz chauds avec une charge stationnaire de déchets à traiter.
Les gaz de thermolyse formés dans le four 112 sont extrait de celui- ci par une sortie latérale 176 raccordée, dans le cas où le four 112 est utilisé dans le cadre de l'installation de la figure 1 , à la ligne d'extraction 16.
L'alimentation du four 112 en déchets est effectuée par gravité au moyen d'un chargeur 177 mobile horizontalement au-dessus de ce four 112.
A cet effet, un bac 178, similaire au bac 173, est installé dans le chargeur 177. On observera à cet égard que l'extrémité inférieure du chargeur 177 n'est pas fermée.
Selon une variante de cette réalisation, le chargeur pourra être remplacé par un chargeur venant alimenter le four par une ouverture latérale, au moyen d'un tapis roulant.
Un tel chargeur pourra également être monté mobile en translation pour desservir une batterie de fours à thermolyse.
Une injection latérale de gaz chauds dans la charge est également envisageable.
On peut aussi prévoir une vidange latérale des résidus au moyen d'une plaque de réception des déchets montée mobile en basculement. II va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation de traitement thermolytique de déchets comportant : une chambre de thermolyse (12) des déchets par contact direct avec un fluide gazeux chaud, une ligne d'introduction (14) de fluide gazeux chaud dans la chambre, une ligne d'extraction (16) des gaz présents dans la chambre, une chambre de combustion (19) raccordée fluidiquement à la ligne d'extraction (16) de manière à pouvoir brûler des gaz issus de la chambre de thermolyse (12) et à la ligne d'introduction (14) pour l'alimenter en gaz de combustion issus de la combustion des gaz provenant de la chambre de thermolyse (12), caractérisée par un brûleur (18) à turbulence monté sur la chambre de combustion (19) et raccordé à la ligne d'extraction (16) pour brûler les gaz issus de la chambre de thermolyse (12), une chambre de postcombustion (25) raccordée fluidiquement à la chambre de combustion (19) et adaptée à soumettre une partie des gaz de combustion produits dans la chambre de combustion (19) à une postcombustion, l'autre partie de ces gaz de combustion étant introduite dans la ligne d'introduction (14), une ligne d'alimentation (22) en oxygène comburant préchauffé à une température prédéterminée, pour le brûleur (18), et des moyens de réglage de la quantité d'oxygène fournie au brûleur (18) de la chambre de combustion (19), pour produire en sortie de cette chambre de combustion (19) des gaz de combustion pratiquement dépourvus d'oxygène libre.
2. Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la chambre de thermolyse est constituée par un four à charge comportant : - une ouverture de chargement de déchets qui peut être fermée de façon étanche, une ouverture de vidange des résidus solides de thermolyse qui peut être fermée de façon étanche, des moyens de réception (174) d'une charge stationnaire de déchets dans le four, - des moyens d'introduction (175) de gaz de thermolyse recyclés, constituant les gaz chauds, dans le four, directement dans la charge stationnaire pour réaliser une thermolyse par contact direct des déchets avec ces gaz chauds, et des moyens de sortie (176) des gaz de thermolyse formés dans le four par traitement thermolytique des déchets.
3. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un échangeur (23, 24) de chaleur est placé sur la ligne d'introduction (14) pour préchauffer l'air comburant jusqu'à une température comprise entre 600 et 800°C.
4. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le brûleur (18) est également alimenté en gaz propane ou naturel.
5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les gaz de combustion pénétrant dans la chambre de thermolyse sont maintenus à une température comprise entre 450°C et 750°C, de préférence aux environs de 650°C.
6. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre de thermolyse est maintenue à une pression constante comprise entre 100 mbars et 1 ,2 bars.
7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre de postcombustion (25) alimente un générateur de vapeur (36).
8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les résidus solides provenant de la chambre de thermolyse sont triés et la fraction de résidus solides carbonés en résultant est acheminée vers une autre chambre de combustion (58) pour y être brûlée, cette autre chambre de combustion (58) alimentant également un autre générateur de vapeur (59).
9. Installation selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les fractions de vapeurs issues de chacun des générateurs de vapeur (36, 59) sont globalisées pour être valorisées sous forme énergétique pour la production d'électricité.
10. Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la chambre de thermolyse (12) est du type horizontal, dans laquelle les déchets sont portés par des chariots (11) déplacés au travers de la chambre par un ensemble mécanique.
11. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de réception (174) sont montés mobiles entre une position de réception des déchets lors du traitement thermolytique et une position de vidange des résidus solides de thermolyse par l'ouverture de vidange.
12. Installation selon la revendication 2 ou 11 , caractérisée en ce que les moyens de réception sont pourvus de moyens de passage de gaz chauds vers la charge stationnaire de déchets, les moyens d'introduction introduisant les gaz chauds sous les moyens de réception.
13. Installation selon l'une quelconque des revendications 2, 11 et 12, caractérisée en ce que des moyens de refroidissement sont prévus sous le four pour refroidir les résidus solides de thermolyse.
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