WO2010046548A1 - Procede de preparation d'une charge de dechets pour traitement par thermolyse - Google Patents

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WO2010046548A1
WO2010046548A1 PCT/FR2009/001149 FR2009001149W WO2010046548A1 WO 2010046548 A1 WO2010046548 A1 WO 2010046548A1 FR 2009001149 W FR2009001149 W FR 2009001149W WO 2010046548 A1 WO2010046548 A1 WO 2010046548A1
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waste
size
preparing
dryer
thermolysis
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Inventor
Patrick Jamet
Tidjani Niass
Fabrice Giroudiere
Willi Nastoll
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/06General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/30Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving mechanical treatment
    • B09B3/35Shredding, crushing or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/52Mechanical processing of waste for the recovery of materials, e.g. crushing, shredding, separation or disassembly

Definitions

  • the present invention relates to the field of thermolysis, and more particularly to a process for preparing a raw, household and / or ordinary industrial waste feed for subsequent treatment by thermolysis.
  • thermolysis A current solution to the treatment of ordinary raw, domestic and industrial waste is thermolysis.
  • 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 charge may be: household waste, ordinary industrial waste, various residues of organic composition, used tires, biomass in the broad sense of the term or a mixture of these different substrates.
  • the charge decomposes in the absence of air and under the effect of temperature into a combustible gas (called a thermolysis gas) and a solid residue containing a combustible fraction (called Carbor), metals and inert.
  • the fuels thus produced can be recovered in the form of heat or electrical energy.
  • the thermolysis gases themselves are recycled in the process and the polluting emissions are 5 to 10 times lower than the conventional incineration process.
  • thermolysis of household waste is a fairly new technology and there is no known prior art offering a solution to the problems mentioned above.
  • patent FR2678850 relating to the thermolysis process, which mentions a prior drying, but without specifications, and which directly uses the combustion gases.
  • the direct use of the gases from the combustion chamber which may be too hot, may have the disadvantage of creating fires, and secondly can cause very significant sealing problems for the device.
  • the object of the present invention is therefore to overcome the problems described above by proposing a method making it possible to obtain a load consisting of waste of a more homogeneous nature and size, by reducing the size of the larger components, and having the advantage of eliminating a large part of their water content, so that the subsequent treatment by thermolysis can be complete.
  • the present invention proposes a process for preparing a waste feed for treatment by thermolysis in which: the waste is shredded, with a primary grinder / shredder, so that they can be released individually for the rest of the process,
  • the waste obtained in the preceding step is ground a second time with a secondary mill
  • Waste smaller than L1 is sent to a dryer.
  • the hot and humid air is separated from the solid waste stream in a separation vessel whose characteristics are intended to promote this separation and to avoid clogging of the associated ventilation / suction system.
  • the size L1 is between 50 mm and 120 mm.
  • the method according to the invention may comprise a sieving step with the sieving means, which is followed by a secondary removal of the ferrous elements with a second electromagnet.
  • the waste whose size is smaller than L1 are sent to a pit / secondary receptacle and then feed at least one dryer disposed before a thermolysis unit.
  • the waste is ground a third time with a tertiary mill so that it reaches a size less than L3.
  • the size L3 is between 40 mm and 100 mm.
  • the step of grinding with a primary grinder / shredder is preceded by a step of weighing the waste load.
  • a second sieving step is carried out before the drying step in order to eliminate a portion of the inert purposes whose size is less than a size L 2.
  • the size L2 is between 15 and 40 mm.
  • the drying of the waste with the dryer makes it possible to reduce the water content of the waste to less than 8% by using heated air whose temperature in the dryer, at the outlet, must not be higher than 120 0 C to avoid the risk of igniting the waste.
  • the elimination of the metallic elements is followed by a detection of the ferrous elements with an electromagnet.
  • the hot air used in the dryer is obtained by circulating air in a heat exchanger disposed on the flue gas circuit after a combustion chamber and before a thermolysis furnace .
  • the step of separating the hot air and the solids is carried out with a separation vessel whose sectional area is equal to at least 3 times the exit section area of the dryer and is equipped internally with one or more grilles and / or baffles preventing clogging of the ventilation / suction means by light flying elements.
  • the device used in the process according to the invention and illustrated in Figures 1 and 2 consists of different means for receiving the raw household or industrial waste, grinding, sieving, transport and drying.
  • receiving means (1) are generally formed by a primary receiving pit (1). It is in this pit (1) primary that are dumped the various waste which will then undergo the treatment of thermolysis.
  • grinding / shredding means (3) which is also called primary mill (3), whose role is to open the waste bags and reduce packaging.
  • the primary mill (3) can be of the shredder type with knives, which can reverse its direction of rotation as soon as a blockage is detected. Its rotational speed is relatively slow to avoid problems especially with large elements and allow the inversion of rotation when detecting a blockage.
  • Primary grinding means (3) allow to shred, or partially grind, and thus release all the waste in order to facilitate the continuation of the process (avoid possible jams).
  • the loading of the primary pit (1) to the hopper (101) of the primary crusher is generally done by a loading grapple (2) mounted on cranes.
  • a grapple (2) is used here, but any other equivalent means known to those skilled in the art can be used.
  • the crane is equipped with weighing means. These weighing means make it possible to know and control the quantity of past waste and thus to control the charge of the thermolysis furnace. This lifting process by the grapple (2) is hardly ever subject to windings that could be caused by plastics and fabrics, which windings could occur with other lifting and loading means.
  • the load is conveyed by means of transport (301) of type rolling belt or horizontal treadmill.
  • transport (301) of type rolling belt or horizontal treadmill.
  • the horizontal position prevents round elements from going back and is essential for the proper functioning of metal detection means (31) arranged at these transport means (301).
  • These detection means (31) of ferrous and possibly non-ferrous metals are arranged above these transport means (301).
  • the sensitivity of this detector (31) of metals is variable and adjustable to best adapt to the composition of the waste and the size of the metal elements that are to be eliminated from the circuit.
  • These metal detection means (31) are in connection with an automaton which will then control the elimination means (32 '), (32 ", illustrated in FIG. 2) of the metals which are arranged as a result of these means. detecting (31) metals.
  • these removal means (32 1 ) are formed by a steerable flap (32 ") disposed at the end of the belt or treadmill.
  • metal detects metals an order is sent via the PLC to the hatch (32 ') which is oriented so as to let the metals, along with some putrescible and organic elements, to other means of transport ( 321), and to for example a bucket and / or an electromagnet (33).
  • the elimination means (32 ") are formed by a lateral pusher (32"). In the same way as for the hatch, when the metal detector (31) detects metals, an order is sent via the PLC to the side pusher (32 ”) .
  • the lateral pusher solution is preferable because it avoids recycling. too much of the flow.
  • removal means make it possible to divide the waste into two parts.
  • the part containing the large metals is directed to a conveyor belt (321) allowing its transport.
  • this conveyor belt (321) is equipped with an electromagnet (33) of "omeric” type.
  • This electromagnet (33) allows a secondary sorting of the waste containing metals by eliminating the ferrous elements by means of transport (331) towards for example a pit (4) or ferrous bucket, while the majority of the organic flow and putrescible that accompanies it returns through other means of transport (332) in the primary pit (1).
  • the device does not include an electromagnet after the lateral pusher.
  • the metals are thus directed by means of transport means (323) directly into a skip (4), or container of the same type of metals (4), and the rest of the load is either directed with means of transport ( 322) to sieving means (5) is returned to the primary pit (1) (not shown).
  • sieving means (5) At the outlet of the removal means (32 1 , 32 ") there are sieving means (5) in which the part of the waste free of large metals is sent with transport means (322). sieves (5) are of the trommel type or vibrating screen, or rail grid, or any other equivalent means known to those skilled in the art, and allow to send (501) directly the fraction of size less than L1 to a pit secondary (6) or equivalent function receptacle The remaining portion of the waste larger than L1 is sent by means of transport (511) to a secondary mill (8) Thus, the secondary mill (8) is discharged from a lot of the flow, which allows it to be smaller in capacity (investment gain) and more efficient.
  • This secondary mill (8) is therefore of a type that makes it possible to grind / cut the metals, which are fairly abundant and with a shape that does not lead to winding and then blocking with the iron and copper wires, as well as only with long plastics. Again, the ability to reverse the rotation automatically in the event of a jam will be preferred.
  • the crushed waste from the secondary mill (8) is sent for example on a treadmill (801) or in direct drop by gravity in the pit / secondary receptacle (6) for recovery of waste size smaller than L1.
  • this size L1 may be between 50 and 120 mm, and ideally less than 100 mm. Any size greater than 120 mm would result in a significant amount of incineration in the subsequent thermolysis process.
  • metals are of the electromagnet / overband type (51). After capture and disposal, these metals are sent by means of transport (512) to a pit or metal bucket (7). The contents of this bucket can be mixed with that of the first bucket (4) to be sent to an incineration means (900) for recovery.
  • the applicant has found that fines less than 40 mm, and more particularly less than 30 mm, have a much higher proportion of inerts (earth, sand and glass debris and porcelain) which are difficult to valorize and cause a loss. calorific value in the carbor resulting from thermolysis. Alternatively, it may be envisaged to eliminate these fines and send them to landfill (provided that this flow is less than 15% of the total weight to not be penalized economically).
  • the sieving (5) is multi-stage / cuts, and for example two cuts: L1 and L2.
  • the sieving mesh L2 will be between 15 and 40 mm.
  • the device may have a third mill to then reduce the elements to a size allowing the complete thermolysis of organic and putrescible.
  • This tertiary mill is disposed after the secondary mill and grinding waste to obtain components whose size is less than L3, L3 being between 40 and 100 mm.
  • the components, whose size is smaller than L1 but greater than L3, from the secondary mill are not sent directly to the secondary pit (6) but must pass through the tertiary mill.
  • the device comprises a sieving unit which makes it possible to filter the waste resulting from the secondary mill and to send to the tertiary mill only those larger than L3. All waste smaller than L3 is then sent to the secondary pit (6) recovery.
  • a bypass between these secondary and tertiary mills will be provided in case of failure of one of them, then go directly into the pit / receptacle (6) and continue to feed the thermolysis lines without stopping.
  • the products pass from this hopper to the drier via screws (100) or a fully closed / flipped scraper mat (100) to prevent foul odors from diffusing.
  • it will be preferred a gravity drop of waste from the hopper (10) to the dryer (200).
  • the latter grapple (9) is also mounted on a traveling crane in connection with the first grapple, which will allow in case of failure of one or the other, to be able to use alternatively the grapple remaining in service, for both functions.
  • the waste is sent to at least one dryer (200) allowing the waste to be advanced to reduce their water content, which is generally between 25% and 45%, to less than 8%, before entry into the thermolysis furnace.
  • This drying is essential for the thermolysis to be done correctly, that is to say to prevent the calories used to vaporize the water are not devoted to the thermolysis itself and that the temperature in the oven does not reach the necessary level.
  • This drying will be performed by a hot air circulation, heated in a heat exchanger by the gases from the furnace combustion chamber.
  • the heat exchanger is disposed on the flue gas circuit after the combustion chamber and before the thermolysis furnace.
  • the temperature of this hot air must not exceed 120 0 C in the exit zone of the dryer, to avoid risk of igniting the waste.
  • the control of this temperature is important.
  • the sectional area of the separation vessel (201) is at least 3 times greater than that of the outlet of the dryer (200).
  • the geometric shape of this container can be varied. It can be cylindrical or conical, oriented vertically, horizontally, or inclined; preferably one will choose a vertical form.
  • baffles and / or grilles, fixed or movable can be installed inside the container and / or on the air circuit with a fixed or mobile scavenging or scraping system for retaining and finally to bring down the last light elements that would not have fallen before (not shown).
  • the large metal elements which have been removed by the metal detector and / or the electromagnet can undergo a subsequent treatment to make them recoverable, type of incineration to burn the putrescibles.
  • the recuperators do not take, or do not pay at their fair value, these soiled metals.
  • the fumes resulting from this incineration in rather low volume, will join the treatment of fumes originating from thermolysis.
  • the process for preparing a waste feedstock for thermolysis treatment according to the invention and implementing the device previously described can therefore be summarized as follows: transport the waste, intended to undergo the treatment by thermolysis, of a primary receiving pit (1) to a primary shredder / shredder (3) using, for example, a grapple (2).
  • Waste larger than L1 is sent to a secondary mill (8).
  • waste whose size is greater than L1 so as to obtain waste with a size less than L1.
  • the waste whose size is lower than L1 and / or L3 are sent to one or more dryers (200) to reduce the water content to less than 8 %, before entering a thermolysis oven.
  • a separation vessel (201) will separate the flow of hot humid air, waste that goes to thermolysis, preventing clogging of the suction system.
  • This process may comprise other steps which are: - grinding waste a third time so that it reaches a size smaller than

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de préparation d'une charge de déchets pour traitement par thermolyse dans lequel: - on déchiquette les déchets, avec un broyeur/déchiqueteur primaire (3), - on élimine les éléments métalliques de grande taille à l'aide d'un détecteur de métaux (31 ), - on tamise les déchets avec des moyens de tamisage (5) pour séparer les déchets dont la taille est supérieure à une taille L1, - on broie une deuxième fois avec un broyeur secondaire (8) les déchets obtenus à l'étape précédente dont la taille est supérieure à L1, - on envoie les déchets de taille inférieure à L1, vers un sécheur (200). - on sèche dans un sécheur (200), à l'aide d'un courant d'air chaud. - on sépare dans un récipient de séparation (201 ), à la sortie du sécheur, l'air humide, des éléments solides avec les moyens d'aspiration..

Description

PROCEDE DE PREPARATION D'UNE CHARGE DE DECHETS POUR TRAITEMENT PAR THERMOLYSE
La présente invention concerne le domaine de la thermolyse, et plus particulièrement un procédé de préparation d'une charge de déchets bruts, ménagers et/ou industriels banaux, pour traitement postérieur par thermolyse.
Devant la quantité de plus en plus importante de déchets, il devient important de trouver des solutions pour les détruire afin d'éviter leur stockage et l'augmentation de la pollution qui en découle.
Une solution actuelle au traitement des déchets bruts, ménagers et industriels banaux est la thermolyse. 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 banaux, des résidus divers de composition organique, 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. Les gaz de thermolyse eux-mêmes sont recyclés dans le procédé et les émissions polluantes sont 5 à 10 fois inférieures au procédé classique d'incinération.
Cependant le traitement des déchets par ce système implique que la charge à traiter ait une taille adaptée. Hors, les déchets bruts ménagers et les déchets industriels banaux sont de nature et de taille très hétérogène: matières organiques (plastiques, papiers, bois etc.), matières organiques putrescibles, tissus, métaux ferreux et non ferreux, inertes (débris de verre, porcelaine, sables, cailloux, plâtre, terre etc.). L'ensemble des déchets déversés par les bennes de ramassage a des tailles variant de quelques centièmes de millimètre à 50 cm en majorité et pouvant aller jusqu'à plusieurs m de long en ce qui concerne les plastiques, vêtements, cartons. Lors d'un traitement par thermolyse de ces déchets de taille hétérogène, les échanges thermiques sont mauvais quand ces débris gardent leur taille initiale et, de plus, les gros éléments métalliques, les fils métalliques et les bois et chiffons entraînent des casses de matériel et bouchages dans la suite du procédé. La thermolyse de déchets ménagers est une technologie assez nouvelle et il n'existe pas à notre connaissance d'art antérieur proposant une solution aux problèmes énoncés plus haut. On peut toutefois citer le brevet FR2678850, relatif au procédé de thermolyse, qui mentionne un séchage préalable, mais sans spécifications, et qui utilise directement les gaz de combustion. Cependant l'utilisation directe des gaz issus de la chambre de combustion, qui peuvent être trop chauds, peut avoir comme inconvénient de créer des incendies, et d'autre part peut poser des problèmes d'étanchéité très importants pour le dispositif.
La présente invention a donc pour objet de palier aux problèmes décrits ci-dessus en proposant un procédé permettant d'obtenir une charge constituée de déchets de nature et de taille plus homogènes, par réduction de la taille des composants les plus gros, et débarrassés d'une grande partie de leur teneur en eau, pour que le traitement postérieur par thermolyse puisse être complet.
Pour cela la présente invention propose un procédé de préparation d'une charge de déchets pour traitement par thermolyse dans lequel: - on déchiquette les déchets, avec un broyeur/déchiqueteur primaire, pour qu'ils puissent être libérés individuellement pour la suite du procédé,
- on détecte à l'aide d'un détecteur de métaux puis on élimine avec des moyens d'élimination les éléments métalliques de grande taille (ainsi ils ne créent pas d'obstacle pour la suite du procédé), - on tamise les déchets avec des moyens de tamisage pour séparer les déchets dont la taille est supérieure à une taille L1 ,
- on broie une deuxième fois avec un broyeur secondaire les déchets obtenus à l'étape précédente dont la taille est supérieure à L1 ,
- on envoie les déchets de taille inférieure à L1 , vers un sécheur. - on sèche dans un sécheur à l'aide d'un courant d'air chaud.
- à la sortie du sécheur, on sépare l'air chaud et humide du flux de déchets solides dans un récipient de séparation dont les caractéristiques sont destinées à favoriser cette séparation et à éviter le bouchage du système de ventilation/aspiration associé.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la taille L1 est comprise entre 50 mm et 120mm.
Le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de tamisage avec les moyens de tamisage, qui est suivie d'une élimination secondaire des éléments ferreux avec un deuxième électro-aimant.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les déchets dont la taille est inférieure à L1 sont envoyés vers une fosse/réceptacle secondaire puis alimentent au moins un sécheur disposé avant une unité de thermolyse.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les déchets sont broyés une troisième fois avec un broyeur tertiaire pour qu'ils atteignent une taille inférieure à L3.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la taille L3 est comprise entre 40 mm et 100 mm.
Selon une variante de l'invention, l'étape de broyage avec un broyeur/déchiqueteur primaire est précédée d'une étape de pesée de la charge de déchets. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on effectue une deuxième étape de tamisage avant l'étape de séchage pour éliminer une partie des inertes fins dont la taille est inférieure à une taille L2.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la taille L2 est comprise entre 15 et 40 mm.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le séchage des déchets avec le sécheur permet de réduire la teneur en eau des déchets à moins de 8% en utilisant de l'air réchauffé dont la température dans le sécheur, en sortie, ne doit pas être supérieure à 1200C pour ne pas risquer d'enflammer les déchets.
Selon une variante de l'invention, l'élimination des éléments métalliques est suivie par une détection des éléments ferreux avec un électro-aimant.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'air chaud utilisé dans le sécheur est obtenu en faisant circuler de l'air dans un échangeur de chaleur disposé sur le circuit des gaz brûlés après une chambre de combustion et avant un four de thermolyse. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape de séparation de l'air chaud et des solides est réalisée avec un récipient de séparation dont la surface de section est égale à au moins 3 fois la surface de section de sortie du sécheur et est équipé en interne d'une ou plusieurs grilles et/ou déflecteurs empêchant le bouchage des moyens de ventilation/aspiration par des éléments légers volants. 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: la figure 1 représente un premier mode de réalisation du dispositif mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention, - la figure 2 représente une partie d'un deuxième mode de réalisation du dispositif mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention.
Le dispositif utilisé dans le procédé selon l'invention et illustré sur les figures 1 et 2 est constitué de différents moyens de réception des déchets bruts ménagers ou industriels, de broyage, de tamisage, de transport et de séchage. En début du dispositif sont disposés des moyens de réception (1). Ces moyens de réception (1 ) sont en général formés par une fosse (1 ) primaire de réception. C'est dans cette fosse (1) primaire que sont déversés les différents déchets qui vont ensuite subir le traitement de thermolyse. A la suite des moyens de réception (1 ) sont disposés des moyens de broyage/déchiquetage (3) que l'on appelle également broyeur primaire (3), dont le rôle est d'ouvrir les sacs de déchets et réduire les emballages. Le broyeur primaire (3) peut être de type déchiqueteur avec couteaux, pouvant inverser son sens de rotation dès qu'un blocage est détecté. Sa vitesse de rotation est relativement lente pour éviter les problèmes notamment avec de gros éléments et permettre l'inversion de la rotation lors de la détection d'un blocage. Les moyens de broyage primaire (3) permettent de déchiqueter, ou broyer partiellement, et ainsi libérer tous les déchets de façon à faciliter la suite du procédé (éviter les bourrages possibles).
Le chargement de la fosse primaire (1 ) vers la trémie (101 ) du broyeur primaire se fait en général par un grappin (2) de chargement monté sur des ponts roulant. On utilise ici un grappin (2), mais tout autres moyens équivalents connus de l'homme du métier peuvent être utilisés. Selon une variante du dispositif utilisé dans le cadre de l'invention le pont roulant est équipé de moyen de pesage. Ces moyens de pesage permettent de connaître et de contrôler la quantité de déchets passés et ainsi de contrôler la charge du four de thermolyse. Ce procédé de levage par le grappin (2) n'est pratiquement jamais sujet aux enroulements qui pourraient être causés par les plastiques et tissus, lesquels enroulements pourraient se produire avec d'autres moyens de levage et chargement.
A la sortie du broyeur primaire (3), la charge est véhiculée par des moyens de transport (301 ) de type bande roulante ou tapis roulant horizontal. La position horizontale empêche que des éléments ronds ne repartent en arrière et est essentielle pour le bon fonctionnement de moyens de détection de métaux (31 ) disposés au niveau de ces moyens de transport (301 ).
Ces moyens de détection (31 ) de métaux ferreux et éventuellement non ferreux sont disposés au dessus de ces moyens de transport (301 ). La sensibilité de ce détecteur (31 ) de métaux est variable et réglable pour s'adapter au mieux à la composition des déchets et à la taille des éléments métalliques que l'on veut éliminer du circuit. Ces moyens de détection (31 ) de métaux sont en relation avec un automate qui va ensuite commander des moyens d'élimination (32'), (32", illustrés sur la figure 2) des métaux qui sont disposés à la suite de ces moyens de détection (31 ) des métaux.
Dans une première variante de l'invention, illustrée sur la figure 1 , ces moyens d'élimination (321) sont formés par une trappe (32") orientable disposée au bout de la bande ou du tapis roulant. Lorsque le détecteur (31 ) de métaux détecte des métaux, un ordre est envoyé via l'automate à la trappe (32') qui s'oriente de façon à laisser passer les métaux, accompagnés de quelques éléments putrescibles et organiques, vers d'autres moyens de transport (321 ), et vers par exemple une benne et/ou un électro- aimant (33). Dans une autre variante de l'invention illustrée sur la figure 2, les moyens d'élimination (32") sont formés par un poussoir latéral (32"). De la même façon que pour la trappe, lorsque le détecteur de métaux (31) détecte des métaux, un ordre est envoyé via l'automate au poussoir latéral (32"). La solution par poussoir latéral est préférable, car elle évite de recycler une trop grande partie du flux.
Ces moyens d'élimination (32", 32") permettent de diviser les déchets en deux parties. Une partie formée par des éléments métalliques de grandes tailles accompagnés de quelques éléments organiques, et une autre partie, en majorité organique et inerte, débarrassée des éléments métalliques de grande taille. Avantageusement, la partie contenant les métaux de grande taille est dirigée vers un tapis roulant (321 ) permettant son transport. De préférence, ce tapis roulant (321 ) est équipé d'un électro-aimant (33) de type « overband ». Cet électro-aimant (33) permet un tri secondaire des déchets contenant des métaux en éliminant les éléments ferreux par des moyens de transport (331 ) vers par exemple une fosse (4) ou benne à ferreux, tandis que la majorité du flux organique et putrescible qui l'accompagne retourne grâce à d'autres moyens de transport (332) dans la fosse primaire (1 ). Dans une autre variante de l'invention, illustrée sur la figure 2, le dispositif ne comporte pas d'électro-aimant à la suite du poussoir latéral. Les métaux sont donc dirigés à l'aide de moyens de transport (323) directement dans une benne (4), ou récipient du même type à métaux (4), et le reste de la charge est soit dirigée avec des moyens de transport (322) vers des moyens de tamisage (5), soit renvoyée vers la fosse primaire (1 ) (non illustré).
En sortie des moyens d'élimination (321, 32") sont disposés des moyens de tamisage (5) dans lesquels est envoyé, avec des moyens de transport (322), la partie des déchets débarrassée des métaux de grande taille. Ces moyens de tamisage (5) sont du type trommel ou tamis vibrant, ou grille de rails, ou tout autres moyens équivalents connus de l'homme du métier, et permettent d'envoyer (501 ) directement la fraction de taille inférieure à L1 vers une fosse secondaire (6) ou réceptacle de fonction équivalente. La partie restante des déchets de taille supérieure à L1 est envoyée par des moyens de transport (511 ) vers un broyeur secondaire (8). Ainsi, le broyeur secondaire (8) est déchargé d'une bonne partie du flux, ce qui lui permet d'être de plus petite capacité (gain d'investissement) et d'être plus efficace. On a pu constater que bien qu'une partie des métaux ait été séparée auparavant, il reste des déchets métalliques de taille moyenne ou petite, qui ont pu ne pas être détectés par le premier détecteur de métaux (31 ). Ce broyeur secondaire (8) est donc d'un type permettant de broyer/couper les métaux qui se présentent de façon assez abondante et avec une forme qui n'entraîne pas d'enroulement puis blocage avec les fils de fer et de cuivre, ainsi qu'avec les plastiques longs. Là aussi, la possibilité d'inverser la rotation automatiquement en cas de bourrage sera privilégiée. Les déchets broyés issus du broyeur secondaire (8) sont envoyés par exemple sur un tapis roulant (801 ) ou en chute directe par gravité dans la fosse/réceptacle secondaire (6) de récupération des déchets de taille inférieure à L1. Le déposant a constaté que, pour que la thermolyse soit complète en aval, cette taille L1 pourra être comprise entre 50 et 120 mm, et idéalement inférieure à 100 mm. Toute taille supérieure à 120 mm entraînerait une quantité d'incuits importante dans la suite du procédé de thermolyse.
Après les moyens de tamisage (5), si les éléments métalliques entraînent trop de casse dans le broyeur secondaire, on peut disposer sur le circuit de transport, et avant le broyeur secondaire (8), d'autres moyens d'élimination (51 ) des métaux. Ces moyens d'élimination des métaux sont de type électro-aimant/overband (51 ). Après capture et élimination, ces métaux sont envoyés par des moyens de transport (512) vers une fosse ou benne à métaux (7). Le contenu de cette benne pourra être mélangé à celui de la première benne (4) pour être envoyé dans un moyen d'incinération (900) permettant la valorisation.
Par ailleurs, le déposant a constaté que les fines inférieures à 40 mm, et plus particulièrement inférieures à 30 mm ont une proportion beaucoup plus importante d'inertes (terre, sables et débris de verre et porcelaine) qui sont difficilement valorisâmes et entraînent une perte de pouvoir calorifique dans le carbor issu de la thermolyse. Comme variante, il peut être envisagé d'éliminer ces fines et les envoyer en décharge (à condition que ce flux soit inférieur à 15% du poids total pour ne pas être pénalisé économiquement). Pour cela, on peut prévoir que le tamisage (5) soit à plusieurs étages/coupures, et par exemple soit à deux coupures: L1 et L2. La maille de tamisage L2 sera comprise entre 15 et 40 mm. Elle peut être réalisée soit par deux tamis vibrants superposés, soit par deux sections différentes sur un trommel ou une grille de rails, ou tout autre moyen que l'homme du métier peut mettre en œuvre. De plus, si on choisi l'option d'un broyeur tertiaire (voir ci-dessous), broyant à une taille L3, un étage supplémentaire correspondant à cette coupure L3 sera ajoutée à ce moyen général de tamisage (5).
Dans une autre variante de l'invention (non illustrée) si la taille L1 est choisie supérieure à 100 mm, le dispositif peut posséder un troisième broyeur pour réduire ensuite les éléments à une taille permettant la thermolyse complète des organiques et putrescibles. Ce broyeur tertiaire est disposé à la suite du broyeur secondaire et permet de broyer les déchets de façon à obtenir des composant dont la taille est inférieure à L3, L3 étant comprise entre 40 et 100 mm. Dans ce cas, les composants, dont la taille est inférieure à L1 mais supérieure à L3, issus du broyeur secondaire, ne sont pas envoyés directement vers la fosse secondaire (6) mais passent obligatoirement par le broyeur tertiaire. Dans cette variante le dispositif comporte une unité de tamisage qui permet de filtrer les déchets issus du broyeur secondaire et de n'envoyer dans le broyeur tertiaire que ceux de taille supérieure à L3. L'ensemble des déchets de taille inférieure à L3 est ensuite envoyé vers la fosse secondaire (6) de récupération.
Un by-pass entre ces broyeurs secondaires et tertiaires sera prévu en cas de panne de l'un d'entre eux, pour aller ensuite directement dans la fosse/réceptacle (6) et continuer à alimenter les lignes de thermolyse sans arrêt.
Un autre grappin (9) similaire au précédent, et aussi équipé d'un moyen de pesage, prend la charge dans la fosse/réceptacle secondaire (6) pour la décharger (601) dans la trémie (10) d'alimentation du sécheur (200) du système de thermolyse. Les produits passent de cette trémie au sécheur par l'intermédiaire de vis (100) ou d'un tapis à raclettes (100), entièrement fermé/capoté, pour empêcher les odeurs nauséabondes de diffuser. Mais, avantageusement, selon l'option de construction, il sera préféré une chute gravitaire des déchets de la trémie (10) vers le sécheur (200). Ce dernier grappin (9) est lui aussi monté sur un pont roulant en connexion avec le premier grappin, ce qui permettra en cas de panne de l'un ou de l'autre, de pouvoir se servir alternativement du grappin restant en service, pour les deux fonctions. Après la réduction de taille, les déchets sont envoyés dans au moins un sécheur (200) permettant l'avancé des déchets pour réduire leur teneur en eau, qui est en général située entre 25% et 45%, à moins de 8%, avant l'entrée dans le four de thermolyse. Ce séchage est indispensable pour que la thermolyse se fasse correctement, c'est à dire pour éviter que les calories utilisées à vaporiser l'eau ne soient pas consacrées à la thermolyse elle-même et que la température dans le four n'atteigne pas le niveau nécessaire. Ce séchage sera effectué par une circulation d'air chaud, chauffé dans un échangeur de chaleur par les gaz issus de la chambre de combustion du four. L'échangeur de chaleur est disposé sur le circuit des gaz brûlés après la chambre de combustion et avant le four de thermolyse. La température de cet air chaud ne doit pas dépasser 1200C dans la zone de sortie du sécheur, pour ne pas risquer d'enflammer les déchets. Le contrôle de cette température est donc important.
A la sortie du sécheur, il est nécessaire de séparer le flux d'air chaud (204) chargé d'humidité, du flux des déchets (203) qui partent ensuite dans le four de thermolyse. Cela sera fait dans un récipient de séparation (201 ) fermé placé à la sortie du sécheur. L'aspiration de l'air se fait par des moyens de ventilation/aspiration (202) placés après ce récipient (201 ) sur le circuit d'air. Un problème important peut être rencontré du au fait que certains éléments légers tels que papiers, feuilles plastiques et poussières risquent d'être entraînés par les moyens de ventilation/aspiration (202) et ainsi boucher les moyens de ventilation/aspiration (202). Cela peut créer des problèmes électriques et déclencher les arrêts de sécurité de toute l'unité. Pour éviter ce problème, la solution proposée consiste à ralentir significativement la vitesse du flux d'air après la sortie du sécheur, pour ne pas entraîner ces éléments légers. Pour cela il est nécessaire que la surface de section du récipient de séparation (201 ) soit au moins 3 fois supérieure à celle de la sortie du sécheur (200). La forme géométrique de ce récipient peut être variée. Il peut être cylindrique ou conique, orienté verticalement, horizontalement, ou incliné; de préférence on choisira une forme verticale. Dans une variante de l'invention on peut installer à l'intérieur du récipient et/ou sur le circuit d'air, des déflecteurs et/ou grilles, fixes ou mobile, avec un système de balayage ou raclage fixe ou mobile pour retenir et finalement faire tomber les derniers éléments légers qui ne seraient pas retombés auparavant (non illustré). Par ailleurs, les éléments métalliques de grande taille, qui ont été éliminés par le détecteur de métaux et/ou l'électro-aimant peuvent subir un traitement postérieur pour les rendre valorisables, de type incinération pour brûler les putrescibles. En effet les récupérateurs ne prennent pas, ou ne paient pas à leur juste valeur, ces métaux souillés. Les fumées issues de cette incinération, en volume assez faible, iront rejoindre le traitement des fumées originaires de la thermolyse.
Le procédé de préparation d'une charge de déchets pour traitement par thermolyse selon l'invention et mettant en œuvre le dispositif précédemment décrit peut donc se résumer de la façon suivante : - transporter les déchets, destinés à subir le traitement par thermolyse, d'une fosse primaire de réception (1 ) vers un broyeur/déchiqueteur primaire (3) à l'aide par exemple d'un grappin (2).
- déchiqueter une première fois, avec un broyeur/déchiqueteur primaire (3), les déchets pour les libérer et faciliter la suite du procédé. - trier, avec des moyens de détection (31 ) et d'élimination des métaux (32', 32"), les déchets déchiquetés de façon à en éliminer les éléments métalliques de grandes tailles, tels que cadres de bicyclettes, morceaux de tuyaux, parties de moteur, bouteilles vides d'oxygène, obus des guerres passées, ancres de petits bateaux, gros paquets de fil de fer, etc . . - tamiser avec des moyens de tamisage (5) la partie des déchets ne comportant plus ces métaux de grande taille. Cette étape permet de séparer les déchets dont la taille est inférieure à L1 de ceux dont la taille est supérieure à L1. En effet, suite au premier déchiquetage, certains déchets n'ont pas la taille désirée pour une bonne thermolyse. Les déchets dont la taille est inférieure à L1 (pouvant passer directement en thermolyse) sont envoyés vers une fosse/trémie secondaire (6).
Les déchets dont la taille est supérieure à L1 sont envoyés vers un broyeur secondaire (8).
- broyer avec le broyeur secondaire (8) les déchets dont la taille est supérieure à L1 , de façon à obtenir des déchets avec une taille inférieure à L1 . - En fin de préparation, les déchets dont la taille est inférieure à L1 et/ou L3 (si on choisi une option de double tamisage) sont envoyés vers un ou plusieurs sécheurs (200) pour en réduire la teneur en eau à moins de 8 %, avant d'entrer dans un four de thermolyse. - A la sortie du sécheur, un récipient de séparation (201 ) permettra de séparer le flux d'air chaud humide, des déchets qui partent vers la thermolyse, en empêchant le bouchage du système d'aspiration.
- Eventuellement éliminer par un tamisage plus fin une partie des inertes (sable, verre, porcelaine etc..) - Récupérer une partie des métaux ferreux et non ferreux avec par exemple un détecteur de métaux (31 ) et un électro-aimant (33). Les métaux détectés sont dirigés vers une benne à métaux (4) pour ensuite les valoriser après traitement par incinération.
Ce procédé peut comporter d'autres étapes qui sont: - broyage une troisième fois des déchets pour qu'il atteignent une taille inférieure à
L3, pour un fonctionnement optimum de la thermolyse.
- pesée de la charge lors du transport avec par exemple un grappin de la fosse primaire vers le broyeur primaire,
- Elimination secondaire avec un deuxième électro-aimant (51 ) des éléments ferreux de taille moyenne avant l'entrée dans le broyeur secondaire (8).
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 préparation d'une charge de déchets pour traitement par thermolyse dans lequel: - on déchiquette les déchets, avec un broyeur/déchiqueteur primaire (3), pour qu'ils puissent être libérés individuellement pour la suite du procédé,
- on détecte à l'aide d'un détecteur de métaux (31 ) puis on élimine avec des moyens d'élimination (32", 32") les éléments métalliques de grande taille,
- on tamise les déchets avec des moyens de tamisage (5) pour séparer les déchets dont la taille est supérieure à une taille L1 ,
- on broie une deuxième fois avec un broyeur secondaire (8) les déchets obtenus à l'étape précédente dont la taille est supérieure à L1 ,
- on envoie les déchets de taille inférieure à L1 , vers un sécheur (200).
- on sèche dans un sécheur (200) à l'aide d'un courant d'air chaud. - on sépare avec des moyens de séparation/ventilation (202), à la sortie du sécheur (200), l'air chaud et humide (204) du flux de déchets solides (203) dans un récipient de séparation (201).
2. .Procédé de préparation d'une charge de déchets selon la revendication 1 dans lequel la taille L1 est comprise entre 50 mm et 120mm.
3. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon une des revendications 1 à 2 dans lequel l'étape de tamisage avec les moyens de tamisage (5) est suivie d'une élimination secondaire des éléments ferreux avec un deuxième électro-aimant (51).
4. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon une des revendications 1 à 3 dans lequel les déchets dont la taille est inférieure à L1 sont envoyés vers une fosse/réceptacle secondaire (6) puis alimentent au moins un sécheur (200) disposé avant une unité de thermolyse.
5. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon une des revendications 1 à 4 dans lequel les déchets sont broyés une troisième fois avec un broyeur tertiaire pour qu'ils atteignent une taille inférieure à L3.
6. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon la revendication 5 dans lequel la taille L3 est comprise entre 40 mm et 100 mm.
7. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon une des revendications 1 à 6 dans lequel l'étape de broyage avec un broyeur/déchiqueteur primaire (3) est précédée d'une étape de pesée de la charge de déchets.
8. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon une des revendications 1 à 7, dans lequel on effectue une deuxième étape de tamisage avant l'étape de séchage pour éliminer une partie des inertes fins dont la taille est inférieure à une taille L2.
9. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon la revendication 8, dans lequel la taille L2 est comprise entre 15 et 40 mm.
10. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon une des revendications 1 à 9, dans lequel le séchage des déchets avec le sécheur (200) permet de réduire la teneur en eau des déchets à moins de 8% en utilisant de l'air réchauffé dont la température dans le sécheur, en sortie, ne doit pas être supérieure à 1200C pour ne pas risquer d'enflammer les déchets.
11. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon une des revendications 1 à 10 dans lequel l'élimination des éléments métalliques est suivie par une détection des éléments ferreux avec un électro-aimant (33).
12. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon une des revendications 1 à 11 dans lequel l'air chaud utilisé dans le sécheur est obtenu en faisant circuler de l'air dans un échangeur de chaleur disposé sur le circuit des gaz brûlés après une chambre de combustion et avant un four de thermolyse.
13. Procédé de préparation d'une charge de déchets selon une des revendications 1 à 12 dans lequel l'étape de séparation de l'air chaud et des solides est réalisée avec un récipient de séparation (201 ) dont la surface de section est égale à au moins 3 fois la surface de section de sortie du sécheur et est équipé en interne d'une ou plusieurs grilles et/ou déflecteurs empêchant le bouchage des moyens de ventilation/aspiration par des éléments légers volants.
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