WO2010046546A1 - Procede et dispositif de thermolyse de dechets industriels et/ou menagers - Google Patents

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WO2010046546A1
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fumes
temperature
combustion
reducing
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PCT/FR2009/001147
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Tidjani Niass
Fabrice Giroudiere
Wiiii Nastoll
Patrick Jamet
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Ifp
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    • 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
    • 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
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    • 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 limiting the fouling of a rotary kiln during the thermolysis of waste.
  • Thermolysis of waste is a thermal process of transforming a heterogeneous charge containing an organic fraction, metals and inertes into fuels and recyclable materials.
  • the heterogeneous load can be: household garbage, ordinary industrial waste, automobile grinding residues, used tires, biomass in the broad sense of the term or a mixture of these different substrates.
  • thermolysis gas combustible gas
  • Carbor solid residue containing a combustible fraction
  • Patent FR 2,678,850 mentions an implementation of this process through an externally heated rotary kiln.
  • hot fumes circulate in an envelope surrounding the rotary furnace containing the charge to be treated so as to heat it.
  • the heat transfer between the fumes and the load is via a metal wall so that there is no direct contact between the fumes and the load.
  • the inside of the tube is generally maintained in slight depression so that the residual leaks are from the outside towards the inside of the tube in order to avoid any leakage of the combustible gases contained in the tube towards the outside of the tube.
  • the gas resulting from the thermolysis is burned in a combustion chamber in the presence of air from a rotary dryer.
  • thermolysis operation depends greatly on the efficiency of the heat transfer between the hot fumes circulating in the envelope surrounding the oven and the charge contained in the oven.
  • the fumes circulating in the envelope surrounding the furnace are charged with dust in high concentration.
  • These dusts are partly due to the combustion air (during rotary drum drying) and Carbor driving thermolysis gas. They have fuse temperatures generally above 700 0 C, so that when they are deposited on the metal wall of the furnace, they constitute a more or less thick layer and particularly adherent to the wall of the furnace. This layer significantly alters the heat transfer of hot fumes to the metal wall of the furnace and thus to the charge contained inside the thermolysis furnace.
  • the immediate consequence is a reduction in the production of thermolysis gas and thus a malfunction of the process.
  • thermolysis installation To overcome the problem described above, a first solution is to regularly stop the thermolysis installation so as to clean the outer surface of the thermolysis tube. Given the thermal inertia of this type of installation, this operation would cause several days of downtime of the installation and therefore a significant loss of productivity. Moreover, the clogging of the outer tube is relatively fast on a clean tube and would lead to very frequent stops.
  • a second solution is to reduce the dust at their sources.
  • conventional separation systems cyclone, filters, etc.
  • tar hydrocarbon, carbon monoxide, etc.
  • Effective dust separation under these conditions is not easy. Indeed, the cooling of the thermolysis gas would lead to the condensation of the tars and therefore lead to fouling problems.
  • High temperature filtration poses material and sealing problems for the device.
  • thermolysis tube Another solution is to use mechanical systems that regularly scrape the outer surface of the thermolysis tube. This solution, although it may have some efficiency, has the significant risk of damaging the thermolysis tube which is at high temperature. Furthermore, the scraping system must meet severe mechanical and thermal constraints (especially corrosion).
  • the present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the prior art by proposing a method, and the associated device, for reducing the temperature of the combustion chamber fumes below the fusibility threshold of the dust particles. so that the dust does not adhere to the metal wall of the thermolysis furnace.
  • 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 of the gases resulting from the thermolysis, producing fumes of characterized in that it comprises a step of reducing the temperature of the hot combustion fumes.
  • the process of thermolysis of industrial and / or household waste comprises at least one step of drying the waste followed by a step of thermolysis, and a step of combustion of the gases resulting from the thermolysis, producing hot combustion fumes used partly during the thermolysis step, a step of reducing the temperature of the hot combustion fumes, characterized in that said step of reducing the temperature of the hot combustion fumes is by injection directly in fumes from burning nebulized or sprayed water.
  • the step of reducing the temperature of the combustion fumes is performed after the combustion step and before the thermolysis step.
  • the method according to the invention comprises a step of heat exchange air / smoke.
  • the step of reducing the temperature of the combustion fumes is preceded by the air / smoke heat exchange step.
  • the step of reducing the temperature of the combustion fumes is by injection directly into the combustion fumes of nebulized or sprayed water.
  • the step of reducing the temperature of the combustion fumes is done by a second heat exchange step between the fumes and air at a lower temperature.
  • the step of reducing the temperature of the combustion fumes is done by replacing the step of heat exchange air / smoke by a step using a boiler and producing water hot, water vapor or electricity.
  • the invention also relates to a device for the thermolysis of industrial and / or household waste used in the process according to the invention comprising at least one means for drying the waste, means for thermolysis of the waste, means for generating smoke from hot combustion intended at least in part by means of drying, means of heat exchange, characterized in that it comprises means for reducing the temperature of the hot combustion fumes.
  • the device for thermolysis of industrial and / or household waste used in the process according to the invention comprises at least one drying means in which waste is introduced, thermolysis means in which said dried waste is introduced, a means of combustion of the gaseous fraction resulting from said thermolysis, said combustion means producing combustion fumes used in part by the thermolysis means, means of heat exchange, in which a part passes through said combustion fumes, means for reducing the temperature of the hot combustion fumes, characterized in that said means for reducing the temperature of the combustion fumes are formed by injection means directly in said combustion fumes. nebulized or sprayed water.
  • the means for reducing the temperature of the hot combustion fumes are disposed between an air / smoke heat exchanger and the input of the thermolysis means.
  • the means for reducing the temperature of the hot combustion fumes are formed by injection means directly in the combustion fumes of nebulized or sprayed water.
  • the means for reducing the temperature of the hot combustion fumes are formed by a second heat exchanger. In another embodiment of the invention, the means for reducing the temperature of the hot combustion fumes are formed by a boiler disposed in place of the heat exchange means.
  • FIG. 1 represents an embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 represents a second embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 3 represents a third embodiment of the device according to the invention.
  • the batch to be treated (10) is first ground to a particle size of about 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 clearing large dusts passes through a pipe (131) in a fan (14) and is then directed into the combustion chamber (3) by means of 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 (2) tube 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 fuel 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 flow through the pipe (31) in a heat exchanger (4) where they give part of their energy to the air flowing in the pipe (43) taken from the atmosphere .
  • This "heated" air is then sent via line (42) to the rotary dryer (1) to reduce waste moisture 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 do not having not exchanged thermally.
  • all the fumes from the combustion chamber undergoes a basic denitrification treatment.
  • This denitrification can take place before the heat exchange, and in this case (not shown) the denitrification means are arranged before the heat exchanger.
  • denitrification takes place after the heat exchange.
  • the denitrification means are arranged after the heat exchanger. Whatever the solution chosen, before or after the heat exchanger, the denitrification must take place in a temperature window of between 950 ° C. and 1050 ° C.
  • the fumes thus cooled circulate 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. to the inlet of the oven at 450 ° C. or 700 ° C.
  • the production of thermolysis gas will be greater the higher the temperature of the tube.
  • 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).
  • a part of the fumes is evacuated via line (72) to a flue gas treatment system (8, 9) before being discharged to the atmosphere.
  • the other part of the cooled fumes is fed through line (71) to the combustion chamber (3).
  • the pressure profile of the installation is such that the interior of the oven is in depression with respect to the combustion chamber, a draft fan makes it possible to extract the thermolysis gas via the combustion chamber and the circulation fumes.
  • the temperature of the fumes from the combustion chamber is reduced so as to be below the threshold of fusibility of the dust to prevent their adhesion to the metal wall of the thermolysis tube.
  • Fumes used for heating of the oven that is to say within the two ⁇ eme tube (5), so are previously cooled by means (91, 92) of the flue gas temperature reduction from the combustion chamber.
  • These means (91, 92) for reducing the temperature make it possible to lower the temperature of the fumes, which are then directed by the pipe (32 1 ) in the envelope (5) of the thermolysis furnace, below the fusibility threshold of the dust contained in the fumes.
  • the cooling of the fumes is done by an injection of water (91) before entering the envelope of the thermolysis furnace.
  • the water injection is performed by an injector or any other means known to those skilled in the art arranged on the pipe (32).
  • the injection of water is done directly in the fumes in nebulized or sprayed form.
  • the fumes thus cooled are then transported by the pipe (32 ") to the envelope (5) of the furnace.
  • the cooling of the fumes is done by adding a second heat exchanger (92) between the air / smoke exchanger (4) and the inlet of the envelope of the thermolysis furnace.
  • This exchanger (92) in the same way as the first heat exchanger (4) operates with an ambient air supply of lower temperature than the fumes.
  • the fumes are thus cooled by heat exchange with the air which leaves warmed up.
  • the fumes thus cooled are then transported by the pipe (32 ') to the casing (5) of the furnace.
  • the cooling of the fumes is done by replacing the air / smoke exchanger by a boiler for the production of heat (steam or hot water) or electricity.
  • the air / fume exchanger (4) of the basic diagram (FIG. 1) is replaced by a boiler (7 '), and the boiler (7) of the basic diagram (FIG. 1) is replaced by an exchanger. heat of air / smoke (4 1 ).
  • This solution has the advantage of being able to generate steam at a higher temperature and also to use less expensive materials to make the exchange surface. Indeed, in this case the water vaporization phase moderates the temperature of the exchange surface and therefore allows the use of less sophisticated materials and therefore less expensive.

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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 chaudes utilisées en partie lors de l'étape de thermolyse, comprenant une étape de réduction de la température des fumées de combustion chaudes. L'invention concerne également les moyens mis en oeuvre par ce procédé.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE THERMOLYSE DE DECHETS INDUSTRIELS ET/OU MENAGERS
La présente invention concerne le domaine de la thermolyse, et plus particulièrement un procédé et le dispositif associé de thermolyse permettant de limiter l'encrassement d'un four tournant lors de la thermolyse de déchets.
La thermolyse des déchets est un procédé thermique de transformation d'une charge hétérogène contenant une fraction organique, des métaux et des inertes en combustibles et en matériaux recyclables. La charge hétérogène peut être : des ordures ménagères, des déchets industriels banals, des résidus de broyage automobile, des pneumatiques usagés, de la biomasse au sens large du terme ou un mélange de ces différents substrats.
Dans le procédé de thermolyse, la charge se décompose en absence d'air et sous l'effet de la température en un gaz combustible (appelé gaz de thermolyse) et en un résidu solide contenant une fraction combustible (appelé Carbor), des métaux et des inertes. Les combustibles ainsi produits peuvent être valorisés sous forme de chaleur ou d'énergie électrique.
Le brevet FR 2 678 850 mentionne une mise en œuvre de ce procédé à travers un four tournant chauffé extérieurement. Dans ce brevet, des fumées chaudes circulent dans une enveloppe entourant le four tournant contenant la charge à traiter de façon à la chauffer. Le transfert thermique entre les fumées et la charge se fait via une paroi métallique de sorte qu'il n'y ait pas de contact direct entre les fumées et la charge. L'intérieur du tube est généralement maintenue en légère dépression de manière à ce que les fuites résiduelles soient de l'extérieur vers l'intérieur du tube afin d'éviter toute fuite des gaz combustibles contenu dans le tube vers l'extérieur du tube. Avec ce type de dispositif le gaz issu de la thermolyse est brûlé dans une chambre de combustion en présence de l'air issu d'un sécheur rotatif. Une partie des fumées issues de cette combustion passent dans un échangeur de chaleur où elles cèdent une partie de leur énergie à de l'air prélevé à l'atmosphère et envoyé ensuite vers le sécheur rotatif pour réduire l'humidité de la charge. Les fumées subissent ensuite un traitement sommaire de dénitrification avant de rentrer dans l'enveloppe entourant le four pour chauffer la charge à traiter contenue à l'intérieur du tube tournant via la paroi métallique du tube de thermolyse.
L'efficacité de l'opération de thermolyse, dépend beaucoup de l'efficacité des transferts thermiques entre les fumées chaudes circulant dans l'enveloppe entourant le four et la charge contenue dans le four. Or, les fumées circulant dans l'enveloppe entourant le four sont chargées en poussières en concentration élevée. Ces poussières sont issues en partie de l'air de combustion (lors du séchage en tambour rotatif) et du gaz de thermolyse par entraînement de Carbor. Elles ont des températures de fusibilités généralement supérieures à 700 0C, de sorte que lorsqu'elles se déposent sur la paroi métallique du four, elles constituent une couche plus ou moins épaisses et particulièrement adhérente à la paroi du four. Cette couche altère notablement les transferts thermiques des fumées chaudes vers la paroi métallique du four et donc vers la charge contenue à l'intérieur du four de thermolyse. La conséquence immédiate est une réduction de la production de gaz de thermolyse et donc un mauvais fonctionnement du procédé.
Pour palier au problème décrit ci-dessus, une première solution consiste à arrêter régulièrement l'installation de thermolyse de façon à nettoyer la surface externe du tube de thermolyse. Compte tenu de l'inertie thermique de ce type d'installation, cette opération occasionnerait plusieurs jours d'arrêts de l'installation et donc une perte notable de productivité. Par ailleurs, l'encrassement du tube externe est relativement rapide sur un tube propre et conduirait à des arrêts très fréquents.
Une deuxième solution consiste à réduire les poussières à leurs sources. Pour les poussières venant de l'air de combustion via le sécheur, les systèmes classiques de séparation (cyclone, filtres, ...) ont des efficacités limitées compte tenu de la nature des poussières composées en partie de particules volantes. Pour les poussières venant du gaz de thermolyse, elles sont à une température de l'ordre de 4500C à 600°C en présence de gaz détonants chargés en goudron (hydrogène, monoxyde de carbone, ...). La séparation efficace de poussières dans ces conditions n'est pas aisée. En effet, le refroidissement du gaz de thermolyse entraînerait la condensation des goudrons et par conséquent entraînerait des problèmes d'encrassement. La filtration haute température pose des problèmes de matériaux et d'étanchéité du dispositif.
Une autre solution consiste à utiliser des systèmes mécaniques qui viennent gratter régulièrement la surface externe du tube de thermolyse. Cette solution, même si elle peut avoir une certaine efficacité, présente le risque non négligeable d'endommager le tube de thermolyse qui est à haute température. Par ailleurs, le système de grattage devra répondre à des contraintes mécaniques et thermiques sévères (corrosion notamment).
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 la température des fumées de la chambre de combustion en dessous du seuil de fusibilité des poussières de façon à ce que les poussières n'adhèrent pas à la paroi métallique du four de thermolyse.
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 chaudes utilisées en partie lors de l'étape de thermolyse, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réduction de la température des fumées de combustion chaudes. Selon un mode préféré de l'invention, le procédé de thermolyse de déchets industriels et/ou ménagers comprend 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 chaudes utilisées en partie lors de l'étape de thermolyse, une étape de réduction de la température des fumées de combustion chaudes, caractérisé en ce que ladite étape de réduction de la température des fumées de combustion chaudes se fait par injection directement dans les fumées de combustion d'eau nébulisée ou pulvérisée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape de réduction de la température des fumées de combustion est réalisée après l'étape de combustion et avant l'étape de thermolyse. Le procédé selon l'invention comprend une étape d'échange de chaleur air/fumée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape de réduction de la température des fumées de combustion est précédée de l'étape d'échange de chaleur air/fumée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape de réduction de la température des fumées de combustion se fait par injection directement dans les fumées de combustion d'eau nébulisée ou pulvérisée.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'étape de réduction de la température des fumées de combustion se fait par une deuxième étape d'échange de chaleur entre les fumées et de l'air à plus basse température. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'étape de réduction de la température des fumées de combustion se fait en remplaçant l'étape d'échange de chaleur air/fumée par une étape utilisant une chaudière 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 mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention comprenant au moins un moyen de séchage des déchets, des moyens de thermolyse des déchets, un moyen de génération de fumées de combustion chaudes destinées au moins en partie au moyen de séchage, des moyens d'échange de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réduction 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 mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention comprend 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 lequel passe une partie desdites fumées de combustion, des moyens de réduction de la température des fumées de combustion chaudes, caractérisé en ce que lesdits moyens de réduction de la température des fumées de combustions chaudes sont formés par des moyens d'injection directement dans lesdites fumées de combustion d'eau nébulisée ou pulvérisée. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de réduction de la température des fumées de combustion chaudes sont disposés entre un échangeur de chaleur air/fumées et l'entrée des moyens de thermolyse.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de réduction de la température des fumées de combustion chaudes sont formés par des moyens d'injection directement dans les fumées de combustion d'eau nébulisée ou pulvérisée.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de réduction de la température des fumées de combustion chaudes sont formés par un deuxième échangeur de chaleur. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de réduction de la température des fumées de combustion chaudes sont formés par une chaudière disposée à la place des moyens d'échange de chaleur.
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 aux figures annexées et données à titre d'exemple, à partir desquelles le procédé sera décrit: la figure 1 représente un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, la figure 2 représente un deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 3 représente un troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention.
Comme illustré sur les figures 1 , 2 et 3, 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 ) de sortie 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 débarrasser des grosses poussières passe par l'intermédiaire d'une conduite (131 ) dans un ventilateur (14) puis est dirigée 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 circule des fumées chaudes qui vont permettre la réaction de thermolyse dans le premier tube (2). Le premier (2) tube 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 en circulant dans la conduite (31 ) 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 n'ayant pas échangé thermiquement.
Avantageusement, l'ensemble les 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 (non illustré) la dénitrification a lieu après l'échange de chaleur. Dans ce cas, les moyens de dénitrification 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 9500C et 1050°C.
Les fumées ainsi refroidies circulent 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 8000C à l'entrée du four à 700°C ou 4500C à la sortie du four selon l'opération du procédé. A l'opposée, la température des déchets varie de 950C à l'entrée du four à 4500C ou 7000C. La production de gaz de thermolyse sera d'autant plus 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). Une partie des fumées est évacuée par la conduite (72) vers un système de traitement de fumées (8, 9) avant d'être évacuées vers l'atmosphère. L'autre partie des fumées refroidies est amenée par la conduite (71 ) vers la chambre de combustion (3).
Le profil de pression de l'installation est tel que l'intérieur du four est en dépression par rapport à la chambre de combustion, un ventilateur de tirage permet d'assurer l'extraction du gaz de thermolyse via la chambre de combustion et la circulation des fumées.
Selon l'invention la température des fumées issues de la chambre de combustion est réduite de façon à être en dessous du seuil de fusibilité des poussières pour éviter leur adhérence à la paroi métallique du tube de thermolyse. Les fumées utilisées pour le chauffage du four c'est-à-dire entrant dans le 2ιeme tube (5), sont donc préalablement refroidies par des moyens (91 , 92) de réduction de la température des fumées issues de la chambre de combustion. Ces moyens (91 , 92) de réduction de température permettent d'abaisser la température des fumées, qui sont ensuite dirigées par la conduite (321) dans l'enveloppe (5) du four de thermolyse, en dessous du seuil de fusibilité des poussières contenues dans les fumées. Dans un premier mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 1 , le refroidissement des fumées se fait par une injection d'eau (91 ) avant l'entrée dans l'enveloppe du four de thermolyse. L'injection d'eau est réalisée par un injecteur ou tout autre moyen connus de l'homme du métier disposé sur la conduite (32). L'injection d'eau se fait directement dans les fumées sous forme nébulisée ou pulvérisée. Les fumées ainsi refroidies sont alors transportées par la conduite (32") vers l'enveloppe (5) du four.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 2 le refroidissement des fumées se fait en ajoutant un deuxième échangeur de chaleur (92) entre l'échangeur air/fumée (4) et l'entrée de l'enveloppe du four de thermolyse. Cet échangeur (92) de la même façon que le premier échangeur de chaleur (4) fonctionne avec un apport d'air ambiant de température inférieure à celle des fumées. Les fumées sont ainsi refroidies par échange de chaleur avec l'air qui repart réchauffé. Les fumées ainsi refroidies sont alors transportées par la conduite (32') vers l'enveloppe (5) du four.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 3 le refroidissement des fumées se fait en remplaçant l'échangeur air/fumée par une chaudière pour la production de chaleur (vapeur ou eau chaude) ou d'électricité. Dans cette solution, l'échangeur air/fumées (4) du schéma de base (figure 1 ) est remplacé par une chaudière (7'), et la chaudière (7) du schéma de base (figure 1 ) est remplacée par un échangeur de chaleur air/fumée (41). Cette solution présente l'avantage de pouvoir générer de la vapeur à plus haute température et également de recourir à des matériaux moins coûteux pour réaliser la surface d'échange. En effet, dans ce cas l'eau en phase de vaporisation modère la température de la surface d'échange et donc permet l'usage de matériaux moins sophistiqués et donc moins coûteux.
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 chaudes utilisées en partie lors de l'étape de thermolyse, une étape de réduction de la température des fumées de combustion chaudes, caractérisé en ce que ladite étape de réduction de la température des fumées de combustion chaudes se fait par injection directement dans les fumées de combustion d'eau nébulisée ou pulvérisée.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'étape de réduction de la température des fumées de combustion est réalisée après l'étape de combustion et avant l'étape de thermolyse.
3. Procédé selon une des revendications 1 à 2 comprenant une étape d'échange de chaleur air/fumée.
4. Procédé selon une des revendications 1 à 3 dans lequel l'étape de réduction de la température des fumées de combustion est précédée de l'étape d'échange de chaleur air/fumée.
5. Procédé selon une des revendications 1 à 4 dans lequel l'étape de réduction de la température des fumées de combustion se fait par une deuxième étape d'échange de chaleur entre les fumées et de l'air à plus basse température.
6. Dispositif de thermolyse de déchets industriels et/ou ménagers mis en oeuvre dans le procédé selon les revendications 1 à 5 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 lequel passe une partie desdites fumées de combustion, des moyens de réduction de la température des fumées de combustion chaudes, caractérisé en ce que lesdits moyens de réduction de la température des fumées de combustions chaudes sont formés par des moyens d'injection (91 ) directement dans lesdites fumées de combustion d'eau nébulisée ou pulvérisée.
7. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel les moyens de réduction de la température des fumées de combustion chaudes sont disposés entre un échangeur de chaleur air/fumées (4) et l'entrée des moyens de thermolyse.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104479700A (zh) * 2014-10-23 2015-04-01 淮北正浩机械科技有限公司 一种生产炭化料的装置及其生产方法
WO2017161633A1 (fr) * 2016-03-22 2017-09-28 烟台龙源电力技术股份有限公司 Appareil de combustion à cyclone, dispositif de combustion et procédé de combustion

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2003238C2 (nl) * 2008-07-19 2010-07-13 Btg Biomass Technology Group B V Inrichting voor het behandelen van organisch materiaal.
FR2977928A1 (fr) * 2011-07-12 2013-01-18 Pyraine Incinerateur de dechets tres energetiques
EP3425277B1 (fr) * 2017-07-07 2020-11-11 Elyse Technology Installation de thermolyse optimisée et procédé de mise en oeuvre

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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 (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104479700A (zh) * 2014-10-23 2015-04-01 淮北正浩机械科技有限公司 一种生产炭化料的装置及其生产方法
WO2017161633A1 (fr) * 2016-03-22 2017-09-28 烟台龙源电力技术股份有限公司 Appareil de combustion à cyclone, dispositif de combustion et procédé de combustion

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