WO2010046545A1 - Procede et dispositif de regulation de la temperature des fumees de combustion d´un procede de thermolyse - Google Patents

Procede et dispositif de regulation de la temperature des fumees de combustion d´un procede de thermolyse Download PDF

Info

Publication number
WO2010046545A1
WO2010046545A1 PCT/FR2009/001146 FR2009001146W WO2010046545A1 WO 2010046545 A1 WO2010046545 A1 WO 2010046545A1 FR 2009001146 W FR2009001146 W FR 2009001146W WO 2010046545 A1 WO2010046545 A1 WO 2010046545A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thermolysis
combustion
temperature
fumes
waste
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/001146
Other languages
English (en)
Inventor
Willi Nastoll
Fabrice Giroudiere
Tidjani Niass
Patrick Jamet
Original Assignee
Ifp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ifp filed Critical Ifp
Publication of WO2010046545A1 publication Critical patent/WO2010046545A1/fr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28—Other processes
    • C10B47/30—Other processes in rotary ovens or retorts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10—Drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/006—General arrangement of incineration plant, e.g. flow sheets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0276—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using direct heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/04—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F23G5/46—Recuperation of heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/50—Control or safety arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/30—Pyrolysing
    • F23G2201/303—Burning pyrogases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00—Waste heat recuperation
    • F23G2206/10—Waste heat recuperation reintroducing the heat in the same process, e.g. for predrying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/40—Supplementary heat supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/50—Cooling fluid supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/60—Additives supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/00001—Exhaust gas recirculation

Definitions

  • the present invention relates to the field of thermolysis, and more particularly to a method and the associated thermolysis device for regulating the temperature of the combustion fumes used to carry out the thermolysis reaction.
  • Heat treatment is a way of recovering solid hydrocarbon feedstocks such as household waste, car shredder waste, used tires, ordinary industrial waste, green waste or any other biomass.
  • An example of known heat treatment is the pyrolysis or thermolysis of household waste. This process allows the decomposition of the waste under the effect of the temperature, without supply of oxygen, into a combustible gas phase and a solid phase also combustible. The two fuels obtained are then recoverable especially in the form of energy and recyclable material.
  • To heat the hydrocarbon feeds to be decomposed it is necessary to transfer energy through an exchange surface.
  • a known equipment for heating by heat exchange of more or less heterogeneous solids is the furnace rotating with a double jacket in which circulates hot fumes which provide the calories necessary for the heat treatment. These hot fumes are also used to heat air that is used to dry the waste before entering the oven.
  • thermolysis To produce hot fumes a method is to burn some or all of the fuels produced by the thermolysis in the jacket or in a combustion chamber upstream of the jacket. There is initially a start-up phase in which an external fuel must be brought to heat the equipment before fuel production by thermolysis. After this start-up phase, the combustion of the fuels produced by the thermolysis is sufficient to ensure the production of the hot fumes necessary for the heat treatment.
  • a conventional solution for offsetting changes in the calorific value of fuels is to vary the fuel and oxidant flow rates to regulate the flue gas temperature.
  • the fuels are from thermolysis process, their flow rates are difficult to adjust and we can act only on the flow of the oxidizer.
  • a large excess of oxidant would then be necessary, resulting in a large increase in flue gas flow.
  • a larger final exhaust fan - so more expensive - is to be expected.
  • the excess of oxidant can not be lower than the regulatory value and it would therefore be necessary to reduce the flow of waste which is, as said before, difficult to manage.
  • the present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the prior art by providing a method and the associated device for reducing or increasing the temperature of hot fumes to regulate and maintain it constant.
  • the present invention proposes a method of thermolysis of industrial and / or household waste comprising at least one step of drying the waste followed by a step of thermolysis, and a step of combustion, gases resulting from thermolysis, producing fumes. combustion used in part during the thermolysis step, characterized in that it comprises a step of controlling the temperature of the combustion fumes.
  • the method of thermolysis of industrial and / or household waste comprising at least one step of drying the waste followed by a thermolysis step, and a combustion step, gases resulting from the thermolysis, producing combustion fumes used in part during the step of thermolysis, a step of regulating the temperature of the combustion fumes, characterized in that the step of regulating the temperature of the combustion fumes is carried out by injecting water into the combustion chamber.
  • the regulation step consists in reducing the temperature of the fumes resulting from the combustion step.
  • the regulation step consists of increasing the temperature of the fumes from the combustion step.
  • the step of regulating the temperature of the combustion fumes is carried out by injecting a fluid into the combustion chamber.
  • the injected fluid is a fuel.
  • the fuel used is natural gas, propane, butane or any other gaseous or liquid hydrocarbon.
  • the injected fluid is water.
  • the injection of water is by nebulization or spraying.
  • the injected fluid is formed by fumes used to carry out the thermolysis reaction and recycled.
  • the temperature of the recycled fumes is adjusted by passing through a boiler allowing a heat / water heat exchange and producing hot water, steam or electricity.
  • the invention also relates to a device for thermolysis of industrial and / or household waste comprising at least one means for drying the waste, means for thermolysis of the waste, means for generating combustion fumes intended at least in part by means of drying.
  • heat exchange means characterized in that it comprises means for regulating the temperature of the hot combustion fumes.
  • the device for thermolysis of industrial and / or household waste comprising at least one drying means in which the waste is introduced, thermolysis means into which said dried waste is introduced, a combustion means of the gaseous fraction resulting from said thermolysis, said combustion means producing combustion fumes used in part by the thermolysis means, heat exchange means through which part of said combustion fumes passes, means for regulating the combustion, temperature of the hot combustion fumes, characterized in that said means for regulating the temperature of the combustion fumes are formed by means for injecting water directly into the combustion means.
  • the means for regulating the temperature of the combustion fumes are formed by means for injecting a fluid directly into the means for generating the combustion fumes.
  • the injected fluid is a fuel.
  • the fuel used is natural gas, propane, butane or any other gaseous or liquid hydrocarbon.
  • the injected fluid is water.
  • the water is injected in nebulized or sprayed form.
  • the injected fluid is formed by fumes used to carry out the thermolysis reaction and recycled.
  • the charge to be treated (10) is first ground to a particle size of the order of 100 millimeters.
  • the milled feedstock (10) is then introduced into a drying means (1), formed for example by a rotary drier (1) with direct contact with hot air, to reduce its moisture below 10% by weight.
  • a drying means (1) formed for example by a rotary drier (1) with direct contact with hot air, to reduce its moisture below 10% by weight.
  • the reduction of the moisture content of the treated batch (10) subsequently facilitates its thermolysis.
  • the dried products obtained are separated into two parts. Part consisting of moist air and large residual dust, and a portion consisting of dry waste.
  • the moist air is sent via a pipe (112) to a cyclone (13) which will allow to rid it of large dust.
  • the moist air thus cleared of large dust passes through a pipe (131) in a fan (14) and is then directed into the combustion chamber (3) through a pipe (141) connecting the fan (14). ) to the combustion chamber (3).
  • thermolysis means are thus formed by a first tube (2) in which the charge to be treated is introduced and a second tube (5) surrounding the first tube (2) and thus forming a double jacket in which hot fumes circulate which will allow the thermolysis reaction in the first tube (2).
  • the first tube (2) can rotate about a longitudinal axis allowing a better thermolysis reaction.
  • This set of tubes (2, 5) forms the thermolysis furnace.
  • This furnace comprises at its outlet means for separating (21) the solid residue and the gas resulting from the thermolysis reaction.
  • the solid residue resulting from the thermolysis is extracted at the outlet (211) of the separation means (21) of the furnace and treated independently to extract a combustible fraction (Carbor), metals (ferrous and non-ferrous) and inert .
  • the gas resulting from the thermolysis is brought by a pipe (212) to the combustion chamber (3), where it will be burned in the presence of air from the rotary dryer (1).
  • Part of the fumes from this combustion pass into a heat exchanger (4) where they give part of their energy to air flowing in the pipe (43) taken from the atmosphere.
  • This "warmed" air is sent then by the pipe (42) to the rotary dryer (1) to reduce the moisture of the waste below 10% by weight.
  • the cooled fumes from the heat exchanger (4) flow back through the pipe (41) and are mixed at the level of the pipe (32) with the other part of the fumes coming from the combustion chamber (3) and not exchanged. thermally.
  • the heat exchanger (4) also serves as a flue gas cooler downstream of the combustion chamber (3) as well as the thermolysis furnace (2) or the boiler (7). As such, it therefore contributes in combination with the other control means according to the invention to the generation of cooled fumes.
  • all the fumes from the combustion chamber undergoes a basic treatment of denitrification.
  • This denitrification can take place before heat exchange, and in this case (not illustrated) the denitrification means are arranged before the heat exchanger.
  • the denitrification takes place after the heat exchange.
  • the denitrification means (91) are arranged after the heat exchanger.
  • the denitrification must take place in a temperature window between 95O 0 C and 1050 0 C.
  • the fumes then flow through the pipe (32 ') to the envelope of the thermolysis furnace to heat the waste contained inside the rotating tube (2) via the metal wall of the thermolysis tube (6).
  • the wall temperature of the thermolysis tube (2) generally varies from 800 ° C. at the inlet of the oven to 700 ° C. or 450 ° C. at the outlet of the oven according to the operation of the process.
  • the temperature of the waste varies from 95 ° C at the entrance of the oven to 450 ° C or 700 ° C.
  • the production of thermolysis gas will be important as the temperature of the tube will be high.
  • the fumes from the casing (5) of the thermolysis furnace are mixed with a portion of the fumes from the denitrification or the heat exchanger and transported by the pipe (33). They are then sent via line (52) to a boiler (7) where part of their sensible heat is converted into heat (steam or hot water) (95).
  • the fumes are evacuated via the pipe (72) to a flue gas treatment system (8, 9) before being discharged to the atmosphere.
  • the temperature of the fumes coming from the combustion chamber is regulated so as to be kept constant.
  • the fumes used for heating the air dryer (1) and the oven that is to say entering the 2 lth tube (5), are previously cooled or heated by means of temperature control.
  • a solution proposed by the invention therefore consists of adding different fluids in regulated quantities in the combustion chamber to maintain the flue gas temperature constant.
  • the fluid used will not be the same to decrease or increase the temperature.
  • the added fluid is generally an external fuel.
  • This fuel can thus compensate for the lack of calories required for heat treatment.
  • This fuel injection is performed directly in the combustion chamber (3).
  • the fuel used may be gaseous (natural gas for example) or liquid sprayed (heavy fuel oil for example).
  • the added fluid can be either the highly cooled fumes recycled after their passage in all the equipment of the process or water in liquid or vapor form.
  • the injections of the two fluids can be complementary.
  • the injection of water is carried out in the combustion chamber (3) in pulverized or nebulized form.
  • the injection technique used, spray or nebulization, and the injector (92) used are well known to those skilled in the art in other applications.
  • the method consists in using part of the cooled fumes from the boiler (7) and reinjecting them into the combustion chamber (3) via a pipe (71). . It is thus possible to control the flue gas temperature by choosing the temperature of the water used in the boiler.
  • the goal is to obtain fumes whose temperature remains constant over time. This makes it possible to heat the air required for the dryer (1) on a regular basis and to have fumes whose temperature is generally between 800 ° C. and 1000 ° C. at the inlet of the jacket (5). oven and after passing through the heat exchanger (4).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de thermolyse de déchets industriels et/ou ménagers comprenant au moins une étape de séchage des déchets suivie d'une étape de thermolyse, et une étape de combustion des gaz issus de la thermolyse, produisant des fumées de combustion utilisées en partie lors de l'étape de thermolyse, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de régulation de la température des fumées de combustion. L'invention concerne également les moyens mis en oeuvre par ce procédé.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGULATION DE LA TEMPERATURE DES FUMEES DE COMBUSTION D1UN PROCEDE DE THERMOLYSE
La présente invention concerne le domaine de la thermolyse, et plus particulièrement un procédé et le dispositif associé de thermolyse permettant de réguler la température des fumées de combustion utilisées pour réaliser la réaction de thermolyse.
Le traitement thermique est une voie de valorisation des charges hydrocarbonées solides telles que les ordures ménagères, les déchets de résidus de broyage automobile, les pneus usagés, les déchets industriels banals, les déchets verts ou toute autre biomasse. Un exemple de traitement thermique connu est la pyrolyse ou thermolyse des ordures ménagères. Ce procédé permet la décomposition du déchet sous l'effet de la température, sans apport d'oxygène, en une phase gazeuse combustible et une phase solide également combustible. Les deux combustibles obtenus sont alors valorisables notamment sous forme d'énergie et de matière recyclable. Pour chauffer les charges hydrocarbonées à décomposer, il est nécessaire de transférer de l'énergie au travers d'une surface d'échange. Un équipement connu pour chauffer par échange thermique des solides plus ou moins hétérogènes est le four tournant avec une double enveloppe dans laquelle circulent des fumées chaudes qui apportent les calories nécessaires au traitement thermique. Ces fumées chaudes servent également à réchauffer de l'air qui est utilisé pour sécher les déchets avant leur entrée dans le four.
Pour produire les fumées chaudes une méthode consiste à brûler une partie ou la totalité des combustibles produits par la thermolyse dans la double enveloppe ou dans une chambre de combustion en amont de la double enveloppe. Il y a dans un premier temps une phase de démarrage dans laquelle un combustible externe doit être apporté pour chauffer les équipements avant la production des combustibles par la thermolyse. Après cette phase de démarrage, la combustion des combustibles produits par la thermolyse suffit à assurer la production des fumées chaudes nécessaires au traitement thermique.
Une des difficultés de cette technique, consistant à brûler les combustibles produits par la thermolyse pour assurer la production des fumées chaudes nécessaires au traitement thermique, vient du fait que le pouvoir calorifique des combustibles n'est pas constant, mais varie en fonction des déchets traités. Ces variations de pouvoir calorifique entraînent ainsi une variation de la température des fumées qui peut être néfaste au procédé et à ses équipements. Dans le cas où les combustibles sont peu énergétiques la température des fumées baisse et l'apport des calories nécessaires au traitement thermique peut être insuffisant pour maintenir la thermolyse et le procédé s'arrête. Dans le cas contraire, la température des fumées peut dépasser la température limite des équipements, au risque de les endommager.
Une solution classique permettant de compenser les variations de pouvoir calorifique des combustibles est de faire varier les débits de combustible et comburant pour réguler la température des fumées. Cependant, du fait que les combustibles sont issus de procédé de thermolyse, leurs débits sont difficilement réglables et on peut agir seulement sur le débit du comburant. Dans le cas d'une augmentation de température des fumées, un fort excès de comburant serait alors nécessaire, entraînant une forte augmentation du débit des fumées. Pour ce faire, un ventilateur d'extraction final plus grand - donc plus cher - est à prévoir. Dans le cas d'une baisse de température des fumées, l'excès de comburant ne peut pas être inférieur à la valeur réglementaire et il serait donc nécessaire de réduire le débit des déchets ce qui est, comme dit précédemment, difficilement gérable. La présente invention a donc pour objet de palier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé et le dispositif associé permettant de réduire ou d'augmenter la température des fumées chaudes afin de la réguler et de la maintenir constante.
Pour cela la présente invention propose un procédé de thermolyse de déchets industriels et/ou ménagers comprenant au moins une étape de séchage des déchets suivie d'une étape de thermolyse, et une étape de combustion, des gaz issus de la thermolyse, produisant des fumées de combustion utilisées en partie lors de l'étape de thermolyse, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de régulation de la température des fumées de combustion. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le procédé de thermolyse de déchets industriels et/ou ménagers comprenant au moins une étape de séchage des déchets suivie d'une étape de thermolyse, et une étape de combustion, des gaz issus de la thermolyse, produisant des fumées de combustion utilisées en partie lors de l'étape de thermolyse, une étape de régulation de la température des fumées de combustion, caractérisé en ce que l'étape de régulation de la température des fumées de combustion est réalisée par injection d'eau dans la chambre de combustion.
Selon un mode de réalisation de l'invention l'étape de régulation consiste à diminuer la température des fumées issues de l'étape de combustion.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention l'étape de régulation consiste à augmenter la température des fumées issues de l'étape de combustion.
Selon un mode de réalisation de l'invention l'étape de régulation de la température des fumées de combustion est réalisée par injection d'un fluide dans la chambre de combustion.
Selon un mode de réalisation de l'invention le fluide injecté est un combustible. Selon un mode de réalisation de l'invention le combustible utilisé est du gaz naturel, du propane, du butane ou tout autre hydrocarbure gazeux ou liquide.
Selon un mode de réalisation de l'invention le fluide injecté est de l'eau.
Selon un mode de réalisation de l'invention l'injection de l'eau se fait par nébulisation ou pulvérisation. Selon un autre mode de réalisation de l'invention le fluide injecté est formé par des fumées ayant servi à réaliser la réaction de thermolyse et recyclées.
Dans un mode de réalisation de l'invention la température des fumées recyclées est ajustée par passage dans une chaudière permettant un échange de chaleur eau/fumée et produisant de l'eau chaude, de la vapeur d'eau ou de l'électricité. L'invention concerne également un dispositif de thermolyse de déchets industriels et/ou ménagers comprenant au moins un moyen de séchage des déchets, des moyens de thermolyse des déchets, un moyen de génération de fumées de combustion destinées au moins en partie au moyen de séchage, des moyens d'échange de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de régulation de la température des fumées de combustion chaudes.
Selon un mode préféré de l'invention, le dispositif de thermolyse de déchets industriels et/ou ménagers comprenant au moins un moyen de séchage dans lequel sont introduits les déchets, des moyens de thermolyse dans lesquels sont introduits lesdits déchets séchés, un moyen de combustion de la fraction gazeuse issue de ladite thermolyse, ledit moyen de combustion produisant des fumées de combustion utilisées en partie par le moyen de thermolyse, des moyens d'échange de chaleur dans lesquels passe une partie desdites fumées de combustion, des moyens de régulation de la température des fumées de combustion chaudes, caractérisé en ce que lesdits moyens de régulation de la température des fumées de combustion sont formés par des moyens d'injection d'eau directement dans le moyen de combustion.
Selon un mode de réalisation de l'invention les moyens de régulation de la température des fumées de combustion sont formés par des moyens d'injection d'un fluide directement dans le moyen de génération des fumées de combustion.
Selon un mode de réalisation de l'invention le fluide injecté est un combustible.
Selon un mode de réalisation de l'invention le combustible utilisé est du gaz naturel, du propane, du butane ou tout autres hydrocarbures gazeux ou liquide.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention le fluide injecté est de l'eau. Dans un mode de réalisation de l'invention l'eau est injectée sous forme nébulisée ou pulvérisée.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention le fluide injecté est formé par des fumées ayant servit à réaliser la réaction de thermolyse et recyclées.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant à la figure annexée et donnée à titre d'exemple, représentant un mode de réalisation du procédé selon l'invention.
Comme illustré sur la figure 1 , la charge à traiter (10) est d'abord broyée à une granulométrie de l'ordre de 100 millimètres.
La charge broyée (10) est ensuite introduite dans un moyen de séchage (1 ), formé par exemple par un sécheur rotatif (1) à contact direct avec de l'air chaud, pour réduire son humidité en dessous de 10 % poids. La réduction du taux d'humidité de la charge à traitée (10) facilite par la suite sa thermolyse. Au niveau d'une cellule de sortie (11 ) du sécheur (1 ), les produits séchés obtenus sont séparés en deux parties. Une partie constituée de l'air humide et de grosses poussières résiduelles, et une partie constituée des déchets secs. L'air humide est envoyé par une conduite (112) vers un cyclone (13) qui va permettre de le débarrasser des grosses poussières. L'air humide ainsi débarrassé des grosses poussières passe par l'intermédiaire d'une conduite (131 ) dans un ventilateur (14) puis est dirigé dans la chambre de combustion (3) grâce à une conduite (141 ) reliant le ventilateur (14) à la chambre de combustion (3).
Les déchets secs obtenus à la sortie du sécheur (111) sont ensuite amenés par des moyens de transport (12) à l'intérieur d'un tube tournant (2) formant les moyens de thermolyse où se déroule la réaction de thermolyse et disposé à la suite du sécheur rotatif (1 ). Les moyens de thermolyse sont donc formés par un premier tube (2) dans lequel est introduite la charge à traiter et un second tube (5), entourant le premier tube (2) et formant ainsi une double enveloppe dans laquelle circulent des fumées chaudes qui vont permettre la réaction de thermolyse dans le premier tube (2). Le premier tube (2) peut tourner autour d'un axe longitudinal permettant une meilleure réaction de thermolyse. Cet ensemble de tubes (2, 5) forme le four de thermolyse. Ce four comporte à sa sortie des moyens de séparation (21 ) du résidu solide et du gaz issu de la réaction de thermolyse. Le résidu solide issu de la thermolyse est extrait à la sortie (211 ) des moyens de séparation (21 ) du four et traité indépendamment pour en extraire une fraction combustible (le Carbor), des métaux (ferreux et non-ferreux) et des inertes.
Le gaz issu de la thermolyse est quant à lui amené par une conduite (212) vers la chambre de combustion (3), où il va être brûlé en présence de l'air issu du sécheur rotatif (1 ). Une partie des fumées issues de cette combustion passent dans un échangeur de chaleur (4) où elles cèdent une partie de leur énergie à de l'air circulant dans la conduite (43) prélevé dans l'atmosphère. Cet air « réchauffé » est envoyé ensuite par la conduite (42) vers le sécheur rotatif (1 ) pour réduire l'humidité des déchets en dessous de 10% poids. Les fumées refroidies issues de l'échangeur de chaleur (4) repartent par la conduite (41) et sont mélangées au niveau de la conduite (32) à l'autre partie des fumées issues de la chambre de combustion (3) et non échangées thermiquement. L'échangeur de chaleur (4) sert également de refroidisseur des fumées en aval de la chambre de combustion (3) tout comme le four de thermolyse (2) ou encore la chaudière (7). A ce titre, il contribue donc en combinaison avec les autres moyens de régulations selon l'invention à la génération de fumées refroidies.
Avantageusement, l'ensemble des fumées issues de la chambre de combustion subit un traitement sommaire de dénitrification. Cette dénitrification peut avoir lieu avant l'échange de chaleur, et dans ce cas (non illustré) les moyens de dénitrifications sont disposés avant l'échangeur de chaleur. Dans un autre mode de réalisation la dénitrification a lieu après l'échange de chaleur. Dans ce cas, les moyens de dénitrification (91 ) sont disposés après l'échangeur de chaleur. Quelque soit la solution retenue, avant ou après l'échangeur de chaleur, la dénitrification doit s'effectuer dans une fenêtre de température comprise entre 95O0C et 10500C.
Les fumées circulent ensuite par la conduite (32') jusqu'à l'enveloppe du four de thermolyse pour chauffer les déchets contenus à l'intérieur du tube tournant (2) via la paroi métallique du tube de thermolyse (6). La température de paroi du tube de thermolyse (2) varie généralement de 800°C à l'entrée du four à 7000C ou 450°C à la sortie du four selon l'opération du procédé. A l'opposée, la température des déchets varie de 95°C à l'entrée du four à 450°C ou 7000C. La production de gaz de thermolyse sera d'autant importante que la température du tube sera élevée.
Les fumées issues de l'enveloppe (5) du four de thermolyse sont mélangées avec une partie des fumées issues de la dénitrification ou de l'échangeur de chaleur et transportée par la conduite (33). Elles sont ensuite envoyées par la conduite (52) vers une chaudière (7), où une partie de leur chaleur sensible est transformée en chaleur (vapeur ou eau chaude) (95). Les fumées sont évacuée par la conduite (72) vers un système de traitement de fumées (8, 9) avant d'être évacuées vers l'atmosphère. Selon l'invention la température des fumées issues de la chambre de combustion est régulée de façon à être maintenue constante. Les fumées utilisées pour le chauffage de l'air du sécheur (1) et du four c'est-à-dire entrant dans le 2lème tube (5), sont donc préalablement refroidies ou réchauffées par des moyens de régulation de la température. Ces moyens de régulation de température permettent d'abaisser ou d'augmenter la température des fumées, qui sont dans un premier temps utilisées pour le préchauffage de l'air de séchage dans l'échangeur de chaleur (4) et ensuite dirigées par la conduite (32") dans l'enveloppe (5) du four de thermolyse. La régulation se fait donc en tenant compte du fait que les fumées subissent également un refroidissement dans l'échangeur de chaleur (4). En effet, les fumées vont perdre plusieurs degrés après leur passage dans l'échangeur de chaleur (4), mais cette perte est constante. Ainsi en régulant la température directement au niveau de la chambre de combustion on s'assure une température constante tout le long du procédé et du dispositif.
Une solution proposée par l'invention consiste donc à ajouter différents fluides en quantités régulées dans la chambre de combustion pour maintenir la température des fumées constante. Le fluide utilisé ne sera pas le même pour diminuer ou augmenter la température.
Dans le cas où les combustibles produits par la thermolyse sont peu énergétiques, le fluide ajouté est en général un combustible externe. Ce combustible peut ainsi compenser le manque en calories nécessaires au traitement thermique. Cette injection de combustible est réalisée directement dans la chambre de combustion (3). Pour réaliser l'injection on utilise un injecteur (93) classique bien connu de l'homme du métier. Le combustible utilisé peut être gazeux (gaz naturel par exemple) ou liquide pulvérisé (fuel lourd par exemple).
Dans le cas où il est nécessaire de refroidir les fumées, le fluide ajouté peut être soit les fumées fortement refroidies recyclées après leur passage dans tous les équipements du procédé soit de l'eau sous forme liquide ou vapeur. Les injections des deux fluides peuvent être complémentaires.
L'injection de l'eau est réalisée dans la chambre de combustion (3) sous forme pulvérisée ou nébulisée. La technique d'injection utilisée, pulvérisation ou nébulisation, et l'injecteur (92) utilisé sont bien connus de l'homme du métier dans d'autres applications.
Lorsque le refroidissement se fait avec les fumées recyclées, le procédé consiste à utiliser une partie des fumées refroidies issues de la chaudière (7) et à les réinjecter dans la chambre de combustion (3) par l'intermédiaire d'une conduite (71). Il est ainsi possible de contrôler la température des fumées en choisissant la température de l'eau utilisée dans la chaudière.
Quelque soit la technique utilisée pour réguler la température, le but est d'obtenir des fumées dont la température reste constante au cours du temps. Cela permet de réchauffer de façon régulière l'air nécessaire pour le sécheur (1 ) et d'avoir des fumées dont la température se situe en général entre 8000C et 10000C à l'entrée de la double enveloppe (5) du four et après passage dans l'échangeur de chaleur (4).
Il doit être évident pour l'homme du métier que la présente invention n'est pas limitée aux détails de structure donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes équivalentes sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications jointes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de thermolyse de déchets industriels et/ou ménagers comprenant au moins une étape de séchage des déchets suivie d'une étape de thermolyse, et une étape de combustion, des gaz issus de la thermolyse, produisant des fumées de combustion utilisées en partie lors de l'étape de thermolyse, une étape de régulation de la température des fumées de combustion, caractérisé en ce que l'étape de régulation de la température des fumées de combustion est réalisée par injection d'eau dans la chambre de combustion.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'injection de l'eau se fait par nébulisation ou pulvérisation.
3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la température des fumées recyclées est ajustée par passage dans une chaudière permettant un échange de chaleur eau/fumée et produisant de l'eau chaude, de la vapeur d'eau ou de l'électricité.
4. Dispositif de thermolyse de déchets industriels et/ou ménagers comprenant au moins un moyen de séchage (1 ) dans lequel sont introduits les déchets, des moyens de thermolyse (2) dans lesquels sont introduits lesdits déchets séchés, un moyen de combustion (3) de la fraction gazeuse issue de ladite thermolyse, ledit moyen de combustion produisant des fumées de combustion utilisées en partie par le moyen de thermolyse (2), des moyens d'échange de chaleur (4) dans lesquels passe une partie desdites fumées de combustion, des moyens de régulation de la température des fumées de combustion chaudes, caractérisé en ce que lesdits moyens de régulation de la température des fumées de combustion sont formés par des moyens d'injection d'eau directement dans le moyen de combustion (3).
5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel l'eau est injectée sous forme nébulisée ou pulvérisée.
PCT/FR2009/001146 2008-10-20 2009-09-28 Procede et dispositif de regulation de la temperature des fumees de combustion d´un procede de thermolyse WO2010046545A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR08/05794 2008-10-20
FR0805794A FR2937329B1 (fr) 2008-10-20 2008-10-20 Procede et dispositif de regulation de la temperature des fumees de combustion d'un procede de thermolyse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010046545A1 true WO2010046545A1 (fr) 2010-04-29

Family

ID=40637156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2009/001146 WO2010046545A1 (fr) 2008-10-20 2009-09-28 Procede et dispositif de regulation de la temperature des fumees de combustion d´un procede de thermolyse

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2937329B1 (fr)
WO (1) WO2010046545A1 (fr)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1473583A (fr) * 1966-03-30 1967-03-17 Von Roll Ag Procédé pour brûler des combustibles de rebut, en particulier d'ordures ménagères, ainsi que four de combustion pour la mise en oeuvre de ce procédé
US4232614A (en) * 1979-06-06 1980-11-11 Dorr-Oliver Incorporated Process of incineration with predrying of moist feed using hot inert particulates
JPS57164209A (en) * 1981-04-02 1982-10-08 Babcock Hitachi Kk Combustion apparatus
US4840129A (en) * 1986-09-30 1989-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Pyrolysis system
US5935387A (en) * 1992-02-17 1999-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for heating a low temperature carbonization drum and low temperature carbonization/combustion plant having the device
FR2822721A1 (fr) * 2001-03-28 2002-10-04 Inst Francais Du Petrole Procede et installation de reduction des oxydes d'azote presents dans les fumees de combustion d'un gaz issu d'un processus de thermolyse
FR2833605A1 (fr) * 2001-12-18 2003-06-20 Inst Francais Du Petrole Four de pyrolise d'une charge solide, notamment de dechets, comportant des moyens de regulation de chauffage et installation de traitement d'une charge solide comportant un tel four
JP2005351562A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Hitachi Ltd 廃棄物処理装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1473583A (fr) * 1966-03-30 1967-03-17 Von Roll Ag Procédé pour brûler des combustibles de rebut, en particulier d'ordures ménagères, ainsi que four de combustion pour la mise en oeuvre de ce procédé
US4232614A (en) * 1979-06-06 1980-11-11 Dorr-Oliver Incorporated Process of incineration with predrying of moist feed using hot inert particulates
US4232614B1 (fr) * 1979-06-06 1986-02-25
JPS57164209A (en) * 1981-04-02 1982-10-08 Babcock Hitachi Kk Combustion apparatus
US4840129A (en) * 1986-09-30 1989-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Pyrolysis system
US5935387A (en) * 1992-02-17 1999-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for heating a low temperature carbonization drum and low temperature carbonization/combustion plant having the device
FR2822721A1 (fr) * 2001-03-28 2002-10-04 Inst Francais Du Petrole Procede et installation de reduction des oxydes d'azote presents dans les fumees de combustion d'un gaz issu d'un processus de thermolyse
FR2833605A1 (fr) * 2001-12-18 2003-06-20 Inst Francais Du Petrole Four de pyrolise d'une charge solide, notamment de dechets, comportant des moyens de regulation de chauffage et installation de traitement d'une charge solide comportant un tel four
JP2005351562A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Hitachi Ltd 廃棄物処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2937329A1 (fr) 2010-04-23
FR2937329B1 (fr) 2011-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2627739B1 (fr) Dispositif pour la transformation d'un combustible
EP1751482B1 (fr) Procédé et système bio-thermiques pour stabiliser des bois d'oeuvre
FR2945294A1 (fr) Procede et installation de densification energetique d'un produit sous forme de solides divises, en vue de l'obtention d'huiles pyrolytiques a vocation energetique
US9057028B2 (en) Gasifier power plant and management of wastes
WO2012161711A1 (fr) Centrale gazogène et gestion des déchets
FR2854887A1 (fr) Systeme et procede pour recycler thermiquement des dechets, et application de ce systeme au traitement de dechets a forte teneur en eau
FR2924623A1 (fr) Procede de reduction catalytique selective d'oxydes d'azote dans des fumees de combustion et installation pour sa mise en oeuvre
EP2129748A2 (fr) Procede et installation pour la gazeification a puissance variable de matieres combustibles
EP1077248B1 (fr) Procédé et installation de production d'un gaz combustible à partir d'une charge riche en matière organique
WO2010046546A1 (fr) Procede et dispositif de thermolyse de dechets industriels et/ou menagers
US20120297775A1 (en) Integrated gasifier power plant
EP2960593A1 (fr) Système de chauffage d'un flux de gaz et installation employant ledit système
WO2010046545A1 (fr) Procede et dispositif de regulation de la temperature des fumees de combustion d´un procede de thermolyse
FR2802616A1 (fr) Methode et dispositif d'auto-combustion de dechets organiques graisseux comportant un foyer a chauffe tangentielle
EP1277825B1 (fr) Procédé et installation de production de gaz combustibles à partir de gaz issus de la conversion thermique d'une charge solide
EP2918911B1 (fr) Procédé de combustion dans une installation thermique de combustion
CA3058977A1 (fr) Procede et installation de production d'electricite a partir d'une charge de csr
WO2015059653A2 (fr) Procede et installation de valorisation energetique de dechets
JP2004161844A (ja) リサイクル装置
FR2994249A1 (fr) Procede et installation de production d'electricite a partir de dechets fermentescibles, en particuler de boues de station d'epuration
BE453698A (fr)
BE509042A (fr)
FR3006035A1 (fr) Dispositif de production de chaleur a partir de biomasse solide

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09748364

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09748364

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1