WO2012104501A1 - Installation de valorisation de digestats améliorée - Google Patents

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WO2012104501A1
WO2012104501A1 PCT/FR2012/000036 FR2012000036W WO2012104501A1 WO 2012104501 A1 WO2012104501 A1 WO 2012104501A1 FR 2012000036 W FR2012000036 W FR 2012000036W WO 2012104501 A1 WO2012104501 A1 WO 2012104501A1
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digestates
inlet
produce
unit
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PCT/FR2012/000036
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Emilie HALLARD
Alain BERGANTON
Caroline de MONTLEBERT
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Akaeno Sas
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    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B7/00—Fertilisers based essentially on alkali or ammonium orthophosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B11/00—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes
    • C05B11/04—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid
    • C05B11/08—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid using sulfuric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D3/00—Calcareous fertilisers
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/40—Treatment of liquids or slurries
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    • C05F17/50—Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
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    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the invention relates to the recovery of digestates from anaerobic digestion processes.
  • the field of anaerobic digestion has undergone significant developments in recent years, and many advances have been made to efficiently concentrate the digestate that comes from it.
  • the invention improves the situation.
  • a digestate upgrading facility which includes:
  • a separator connected to the inlet for digestates, and arranged to separate the digestates to respectively an outlet for substantially liquid remains and an outlet for substantially solid remains, and
  • an upgrading unit comprising an inlet connected to the outlet for substantially solid remains of the separator, and arranged to produce phosphoric acid and gypsum to respective outlets.
  • FIG. 1 represents a generic diagram of a digestate recovery plant according to the invention
  • FIG. 2 represents an embodiment of an element of FIG.
  • FIG. 3 represents an embodiment of a second element of FIG. 1,
  • FIG. 4 represents an embodiment of a third element of FIG. 1,
  • FIG. 5 represents an embodiment of a fourth element of FIG. 1
  • - Figure 6 shows a generic diagram of another digestate recovery facility according to the invention.
  • FIG. 1 represents a generic diagram of a digestate recovery facility according to the invention.
  • the installation includes an inlet 2 for the digestates which makes it possible to store a selected quantity of digestate and / or to supply the installation continuously.
  • the inlet 2 is connected to an extraction unit 4 whose function is to extract the nitrogen from the digestates.
  • the extraction unit 4 operates according to a method called "stripping". This process is based on an increase in the pH of the digests received from the inlet 2 in order to transform the ammonium ions of the digestates into separated ammonia.
  • This extraction of ammoniacal nitrogen can be carried out according to two technologies for implementing the "stripping" process.
  • the first technology is based on air extraction.
  • air is introduced at the bottom of a column and propelled upwards of this column, while the digestates are introduced at the top of the column.
  • the air charged with gaseous ammonia (NH 3 ) is then extracted at the top of the column.
  • the second technology is based on steam training.
  • the configuration is then substantially the same as for the first technology, except that the steam extracted at the top of the column contains ammonium ions forming, after condensation, a solution of ammonia (NH 4 OH).
  • Figure 1 shows an installation in which the extraction unit 4 implements the first technology, that is to say the extraction with air.
  • the installation comprises a first recovery unit 6 which is connected to the NH 3 gas outlet.
  • the first upgrading unit 6 is used to produce an ammonia component which will be described below.
  • the installation comprises a first recovery unit 6 which is connected to the ammonia solution outlet (NH 4 OH) of the extraction unit 4 and is used to produce another ammonia element which will be described below.
  • NH 4 OH ammonia solution outlet
  • the extraction unit 4 also has an outlet for residues of digestates whose ammoniacal nitrogen has just been removed. This output is connected to the input of a separator 10.
  • the separator 10 separates the digestate residues to two outlets respectively receiving a liquid phase and a solid phase for additional recovery.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the extraction unit 4 of FIG. 1.
  • the extraction unit 4 comprises a substantially cylindrical body 28 which is used for the stripping process.
  • the body 28 comprises three inputs:
  • the extraction unit 4 also comprises a motor 30 for driving the air from the lower part to the upper part of the body 28.
  • the ammonium ions present in the digestates become ammonia (NH 3 ) that injected air extracts digests.
  • the body 28 comprises an outlet for the air which has been in contact with the digestates.
  • the first upgrading unit 6 is dedicated to the production of diammonium phosphate (DAP).
  • DAP diammonium phosphate
  • FIG. 3 represents an exemplary embodiment of the first recovery unit 6.
  • the first recovery unit 6 comprises a reactor 32, a filter 34, a crystallizer 36, a centrifuge 38, a dryer 40, and a conditioner 42.
  • the reactor 32 comprises two inputs for receiving on the one hand the NH 3 gas from the extraction unit 4, and on the other hand phosphoric acid (H 3 PO 4 ).
  • the NH 3 gas and the phosphoric acid are mixed in the reactor 32 under stoichiometric conditions for 10 to 30 minutes, at a temperature of 85 ° C. and at a pH of 8.
  • the P 2 0 5 concentration is preferably between 30% and 54%.
  • the resulting mixture is a solution of DAP, which is filtered in the filter 34 to remove impurities. This solution is then cooled to 30 ° C in the crystallizer 36, which produces crystals of DAP. The DAP crystals are then centrifuged in the centrifuge 38, and then dried in the dryer 40 to dehydrate them until they have a content of between 15% and 20%. Finally, the DAP crystals are transformed into granules in the conditioner 42, and the resulting DAP is stored at the outlet in a silo 12.
  • the first upgrading unit 6 can produce the DAP solution differently: a first step during which the phosphoric acid and the ammonia react in the reactor 32 at a temperature of between 80 ° C. and 95 ° C. for a period of between 10 and 30 minutes under a pH of between 4 and 4.5; ,
  • the outlet for the remains of the digestates in the liquid phase of the digestate residues of the separator 10 is connected to a second upgrading unit 14 which will be described further with FIG. 4.
  • the second upgrading unit 14 produces fertilizer-based products at the outlet. potassium and phosphorus packed in granules and stored in a silo 16.
  • the second recovery unit 14 comprises a dryer 44, a combustion chamber 46, and a conditioner 48.
  • the liquid phase of REML digestate residues is mixed with wood chips, and this mixture is dehydrated. Then, the resulting product is introduced into the combustion chamber 46 in order to burn the organic matter contained in the liquid phase REML digest residue, the wood chips of the mixture serving partly fuel, to reduce them to ashes. Finally, the ashes are packaged in granules in the conditioner 48.
  • the granules obtained form a fertilizer rich in phosphorus and potassium.
  • the outlet for the REMS solid phase digestate residues of the separator 10 is connected to a third recovery unit 18.
  • the third upgrading unit 18 receives REMS solid phase digestate residues and acid. sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and produces at the output of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) which is used by the first upgrading unit 6, and gypsum (CaSO 4 .2H 2 O) which is stored in a silo.
  • FIG. 5 represents an exemplary embodiment of the third recovery unit 18.
  • the third recovery unit 18 comprises a dryer 50, a combustion chamber 52 and a reactor 54 equipped with a motor 56.
  • the dryer 50 receives REMS solid phase digestate residues, and dehydrates them for use as fuel in the combustion chamber 52.
  • the REMS dehydrated solid phase digestate residues are rich in non-degraded organic matter and / or not biodegradable, as well as phosphorus.
  • the combustion chamber 52 reduces them to ash highly charged with phosphate salts.
  • combustion chamber 52 may also be fed for heating with wood chips, fats, green waste, milled pallets, or any other lower heating value (LPI) element.
  • LPI lower heating value
  • the reactor 54 comprises an inlet for sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and an inlet for ash loaded with calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ).
  • the engine 56 mixes sulfuric acid and calcium phosphate to produce phosphoric acid according to the following chemical reaction:
  • the reactor 54 is also provided with a not shown cooling system which makes it possible to maintain a reaction temperature below 80 ° C.
  • the sulfuric acid is received from a storage tank 58, and entrained in the reactor 54 by a motor 60.
  • a motor 62 drives the mixture of phosphoric acid and gypsum in a filter 64 which separates, as and from an extraction loop, the liquid phosphoric acid (H 3 PO 4 ) from one part and the gypsum (CaS0 4 .2H 2 0) on the other hand.
  • the Applicant provides below the annual quantities processed, used or produced for each element.
  • the installation makes it possible to treat 22658 t of digestate every year, in using 961 t of lime, 1034 l of sulfuric acid, and producing 987 t of ammonia solution, 1091 l of DAP, about 1000 t of a binary PK fertilizer and 1435 t of gypsum; thanks to the production of intermediate products such as phosphoric acid (688 t) and ammonia (238 t).
  • This installation is advantageous because it allows the digestates to be fully treated, first by recovering its nitrogen content and then by upgrading its solid fraction and its liquid fraction.
  • the second upgrading unit 14 is advantageous because it makes it possible to upgrade digests in the form of standardized mineral fertilizers, particularly in the form of granules rich in phosphorus and potassium that do not require any particular qualification for their sale.
  • the third upgrading unit 18 is advantageous because it makes it possible to produce phosphoric acid, which is an expensive element, and which can be used in the first upgrading unit to produce the DAP.
  • Figure 6 shows a second embodiment of the invention, in which the extraction unit 4 extracts the ammonium ions from the digestates using steam instead of using air. This installation is based on a principle quite similar to that of Figure 1, and elements of the same function are taken with identical reference numbers.
  • the extraction unit 4 changes relatively little by itself, but the ammonia products produced downstream in the first upgrading unit 6 are different. Indeed, if the residues of digestates are substantially unchanged, the outlet in the upper part of the body 28 receives an ammonia solution (NH 4 OH) at 30% and no longer ammonia gas ( ⁇ 3) ⁇
  • This change in product output makes it possible to use the first recovery unit 6 to produce ammonium carbonate.
  • the phosphoric acid from the third recovery unit 18 is no longer used to produce the DAP, and is stored instead in a tank 64.
  • the first upgrading unit 6 uses calcium carbonate (CaCO 3 ) which it receives from an inlet connected to a silo 66.
  • the first upgrading unit 6 reacts the calcium carbonate and the ammonia solution it receives according to the following chemical reaction:
  • the gypsum produced at the outlet of the third valuation unit 18 is introduced at the input of a fourth valuation unit 20 which represents the first part of the additional valuation branch.
  • the fourth recovery unit 20 is in the example described here a furnace that burns the gypsum from the third recovery unit 18 at a temperature of about 1400 ° C. This calcination reaction makes it possible to convert the gypsum into lime according to the following chemical reaction:
  • the sulfur trioxide (SO 3 ) resulting from this calcination reaction is sent at the outlet of the fourth recovery unit 20 to a fifth recovery unit 22.
  • the fifth upgrading unit 22 converts sulfur trioxide to sulfuric acid by hydration.
  • this sulfuric acid is stored in the tank 58 and then used by the third upgrading unit 18 to produce the phosphoric acid.
  • the calcination reaction also produces quicklime (CaO) which is sent out of the fourth upgrading unit 20 into a sixth upgrading unit 24 which produces slaked lime (Ca (OH) 2 ). At the outlet, this lime is sent to the extraction unit 4 to increase the pH of the digests, and the excess is stored in a reservoir 26.
  • each valuation stage produces the majority of the elements necessary for the other floors.
  • these stages provide part of the energy required to obtain reactions and the power of the various engines and other elements, and the rest may be provided by burning waste.
  • the installation of the invention is therefore particularly advantageous because it allows recovery of digestates which operates in a loop that is almost autonomous. In addition to making the digestate profitable to a level still unknown to date, the installation therefore has the additional advantage of being extremely economical. On the other hand, the waters leaving these facilities are clean and able to be evacuated without prior treatment.
  • recovery units are independent of the extraction unit.
  • the valuation units are independent of each other and could be implemented separately, in particular for the second and third valuation units.

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Abstract

Une installation de valorisation de digestats comprend : une entrée pour des digestats (2), un séparateur (10), relié à l'entrée pour des digestats, et agencé pour séparer les digestats vers respectivement une sortie pour des restes sensiblement liquides et une sortie pour des restes sensiblement solides, et une unité de valorisation (18), comprenant une entrée reliée à la sortie pour des restes sensiblement solides du séparateur (10), et agencée pour produire de l'acide phosphorique et du gypse vers des sorties respectives.

Description

Installation de valorisation de digestats améliorée
L'invention concerne la valorisation des digestats issus des procédés de méthanisation. Le domaine de la méthanisation a connu des développements importants depuis quelques années, et de nombreux progrès ont été réalisés pour valoriser les digestats qui en sont issus.
Cependant, ces procédés et les installations qui leur sont associées nécessitent des quantités importantes de matières premières et sont peu modulables. Cela les rend peu efficaces et peu utiles dans la pratique.
L'invention vient améliorer la situation.
À cet effet, la Demanderesse propose une installation de valorisation de digestats, qui comprend :
une entrée pour des digestats,
un séparateur, relié à l'entrée pour des digestats, et agencé pour séparer les digestats vers respectivement une sortie pour des restes sensiblement liquides et une sortie pour des restes sensiblement solides, et
- une unité de valorisation, comprenant une entrée reliée à la sortie pour des restes sensiblement solides du séparateur, et agencée pour produire de l'acide phosphorique et du gypse vers des sorties respectives.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, tirée d'exemples donnés à titre illustratif et non limitatif, tirés des dessins sur lesquels :
- la figure 1 représente un schéma générique d'une installation de valorisation de digestats selon l'invention,
- la figure 2 représente un mode de réalisation d'un élément de la figure 1,
- la figure 3 représente un mode de réalisation d'un deuxième élément de la figure 1,
- la figure 4 représente un mode de réalisation d'un troisième élément de la figure 1,
- la figure 5 représente un mode de réalisation d'un quatrième élément de la figure 1, et - la figure 6 représente un schéma générique d'une autre installation de valorisation de digestats selon l'invention.
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
La figure 1 représente un schéma générique d'une installation de valorisation de digestats selon l'invention.
L'installation comprend une entrée 2 pour les digestats qui permet de stocker une quantité choisie de digestats et/ou d'alimenter en continu l'installation.
L'entrée 2 est reliée à une unité d'extraction 4 qui a pour fonction d'extraire l'azote des digestats.
L'unité d'extraction 4 opère selon un procédé appelé "stripping". Ce procédé repose sur une augmentation du pH des digestats reçus de l'entrée 2 afin de transformer les ions ammonium des digestats en ammoniac séparé.
Cette extraction de l'azote ammoniacal peut être réalisée selon deux technologies de mise en oeuvre du procédé de "stripping".
La première technologie repose sur une extraction à l'air. Dans ce cas, de l'air est introduit en bas d'une colonne et propulsé vers le haut de cette colonne, tandis que les digestats sont introduits en haut de la colonne. L'air chargé en ammoniac (NH3) gazeux est ensuite extrait en haut de la colonne.
La deuxième technologie repose sur un entraînement à la vapeur d'eau. La configuration est alors sensiblement la même que pour la première technologie, sauf que la vapeur extraite en haut de colonne contient des ions ammonium formant, après condensation, une solution d'ammoniaque (NH4OH). La figure 1 représente une installation dans laquelle l'unité d'extraction 4 met en œuvre la première technologie, c'est-à-dire l'extraction avec de l'air. Dans ce cas, l'installation comprend une première unité de valorisation 6 qui est reliée à la sortie de gaz NH3. La première unité de valorisation 6 est utilisée pour produire un composant ammoniaqué qui sera décrit plus bas.
Dans le cas où l'extraction est réalisée à la vapeur, l'installation comporte une première unité de valorisation 6 qui est reliée à la sortie de solution d'ammoniaque (NH4OH) de l'unité d'extraction 4 et est utilisée pour produire un autre élément ammoniaqué qui sera décrit plus bas. Une installation comprenant ce type d'unité d'extraction et cette première unité de valorisation 6 sera décrite plus en détail avec la figure 6.
L'unité d'extraction 4 présente également une sortie pour des restes de digestats dont l'azote ammoniacal vient d'être retiré. Cette sortie est reliée à l'entrée d'un séparateur 10. Le séparateur 10 vient séparer les restes de digestats vers deux sorties recevant respectivement une phase liquide et une phase solide pour valorisation supplémentaire.
La figure 2 représente un exemple de réalisation de l'unité d'extraction 4 de la figure 1. Dans ce mode de réalisation, l'unité d'extraction 4 comprend un corps 28 sensiblement cylindrique qui est utilisé pour le procédé de stripping.
Le corps 28 comprend trois entrées :
une entrée pour les digestats de l'entrée 2 disposée dans la partie supérieure du corps 28,
une entrée pour l'air disposée dans la partie inférieure du corps 28, et une entrée pour la chaux (Ca(OH)2) également disposée dans la partie inférieure du corps 28. La chaux fournit des ions OH" qui servent à l'augmentation du pH des digestats reçus de l'entrée 2. Il faut donc comprendre que toute source d'ions OH", comme la potasse (KOH) ou la soude (NaOH), ou tout autre élément permettant d'augmenter le pH pourra être utilisée ici. L'unité d'extraction 4 comprend également un moteur 30 pour entraîner l'air de la partie inférieure vers la partie supérieure du corps 28. Au contact de l'élément basique fourni par la chaux, les ions ammonium présents dans les digestats deviennent de l'ammoniac (NH3) que l'air injecté extrait des digestats. Dans sa partie supérieure, le corps 28 comprend une sortie pour l'air qui a été au contact des digestats. Ainsi, à la sortie de l'unité d'extraction 4, l'air est chargé d'ammoniac.
La première unité de valorisation 6 a pour fonction la production du phosphate diammonique (DAP).
La figure 3 représente un exemple de réalisation de la première unité de valorisation 6. Comme on peut le voir sur cette figure, la première unité de valorisation 6 comprend un réacteur 32, un filtre 34, un cristalliseur 36, un centrifugeur 38, un sécheur 40, et un conditionneur 42.
Le réacteur 32 comprend deux entrées pour recevoir d'une part le gaz NH3 issu de l'unité d'extraction 4, et d'autre part de l'acide phosphorique (H3P04). Le gaz NH3 et l'acide phosphorique sont mélangés dans le réacteur 32 dans les conditions stœchiométriques pendant 10 à 30 minutes, à une température de 85 °C et sous un pH de 8. Pour cette réaction la concentration en P205 est de manière préférentielle comprise entre 30% et 54%.
Ce mélange produit la réaction chimique suivante :
2NH3 + H3P04→ (NH4)2HF04 Le mélange qui en résulte est une solution de DAP, qui est filtrée dans le filtre 34 pour retirer les impuretés. Cette solution est ensuite refroidie à 30°C dans le cristalliseur 36, ce qui produit des cristaux de DAP. Les cristaux de DAP sont alors centrifugés dans le centrifugeur 38, puis séchés dans le sécheur 40 afin de les déshydrater jusqu'à ce qu'ils présentent une teneur comprise entre 15% et 20%. Enfin, les cristaux de DAP sont transformés en granulés dans le conditionneur 42, et le DAP résultant est stocké en sortie dans un silo 12.
En variante, la première unité de valorisation 6 peut produire la solution de DAP différemment : - une première étape durant laquelle l'acide phosphorique et l'ammoniac réagissent dans le réacteur 32 à une température comprise entre 80°C et 95 °C pendant une durée comprise entre 10 et 30 minutes sous un pH compris entre 4 et 4,5,
- une deuxième étape de filtration dans le filtre 34,
- une troisième étape durant laquelle l'acide phosphorique et l'ammoniac réagissent à nouveau dans le réacteur 32 à une température comprise entre 80°C et 95°C pendant une durée comprise entre 10 et 30 minutes sous un pH compris entre 7,5 et 8.
La sortie pour les restes des digestats en phase liquide des restes de digestats du séparateur 10 est reliée à une deuxième unité de valorisation 14 qui sera décrite plus avant avec la figure 4. La deuxième unité de valorisation 14 produit en sortie des engrais à base de potassium et de phosphore conditionnés en granulés et stockés dans un silo 16.
Comme on peut le voir sur la figure 4, la deuxième unité de valorisation 14 comprend un sécheur 44, une chambre de combustion 46, et un conditionneur 48.
Dans le sécheur 44, la phase liquide des restes de digestats REML est mélangée avec des copeaux de bois, et ce mélange est déshydraté. Ensuite, le produit résultant est introduit dans la chambre de combustion 46 afin de brûler la matière organique contenue dans la phase liquide des restes de digestats REML, les copeaux de bois du mélange servant en partie de combustible, jusqu'à les réduire en cendres. Enfin, les cendres sont conditionnées en granulés dans le conditionneur 48.
En variante, il est possible d'utiliser d'autres éléments que des copeaux de bois, comme des matières grasses, des déchets verts, des palettes broyées, ou tout autre élément augmentant le pouvoir calorifique inférieur (PCI).
À la fin de ces traitements, les granulés obtenus forment un engrais riche en phosphore et en potassium.
La sortie pour les restes des digestats en phase solide REMS du séparateur 10 est reliée à une troisième unité de valorisation 18. D'une manière générique, la troisième unité de valorisation 18 reçoit les restes de digestats en phase solide REMS et de l'acide sulfurique (H2S04), et produit en sortie de l'acide phosphorique (H3P04) qui est utilisé par la première unité de valorisation 6, et du gypse (CaS04.2H20) qui est stocké dans un silo.
La figure 5 représente un exemple de réalisation de la troisième unité de valorisation 18. La troisième unité de valorisation 18 comprend un sécheur 50, une chambre de combustion 52 et un réacteur 54 muni d'un moteur 56.
Le sécheur 50 reçoit les restes des digestats en phase solide REMS, et les déshydrate en vue de leur utilisation comme combustible dans la chambre de combustion 52. Les restes des digestats en phase solide REMS déshydratés sont riches en matière organique non dégradée et/ou non biodégradable, ainsi qu'en phosphore. La chambre de combustion 52 les réduit en cendres hautement chargées en sels de phosphate.
Si cela est nécessaire, la chambre de combustion 52 peut également être alimentée pour la chauffe par des copeaux de bois, des matières grasses, des déchets verts, des palettes broyées, ou tout autre élément augmentant le pouvoir calorifique inférieur (PCI).
Le réacteur 54 comprend une entrée pour de l'acide sulfurique (H2S04) et une entrée pour les cendres chargées en phosphate de calcium (Ca3(P04)2). Le moteur 56 mélange l'acide sulfurique et le phosphate de calcium pour produire de l'acide phosphorique selon la réaction chimique suivante :
Ca3(P04)z + 3H2S04 + €>HzO → 3{CaS0^. 2 20) + 2 3ΡΟ
Le réacteur 54 est également muni d'un système de refroidissement non représenté qui permet de maintenir une température de réaction inférieure à 80°C. L'acide sulfurique est reçu d'une cuve de stockage 58, et entraîné dans le réacteur 54 par un moteur 60.
En sortie du réacteur 54, un moteur 62 entraîne le mélange d'acide phosphorique et de gypse dans un filtre 64 qui sépare au fur et à mesure d'une boucle d'extraction l'acide phosphorique liquide (H3P04) d'une part et le gypse (CaS04.2H20) d'autre part.
Afin de donner un ordre d'idée des avantages quantitatifs liés à cette installation, la Demanderesse fournit ci-après les quantités annuelles traitées, utilisées ou produites pour chaque élément. Ainsi, l'installation permet de traiter chaque année 22658 t de digestat, en utilisant 961 t de chaux, 1034 1 d'acide sulfurique, et produisant 987 t de solution ammoniaquée, 1091 1 de DAP, environ 1000 t d'un engrais binaire PK et 1435 t de gypse ; et ce, grâce à la production de produits intermédiaires comme l'acide phosphorique (688 t) et d'ammoniac (238 t).
Cette installation est avantageuse, car elle permet de traiter intégralement les digestats, d'abord en récupérant son contenu azoté, puis en valorisant sa fraction solide et sa fraction liquide. La deuxième unité de valorisation 14 est avantageuse car elle permet de valoriser les digestats sous forme d'engrais minéraux normés, particulièrement sous forme de granulés riches en phosphore et en potassium qui ne nécessitent pas de qualification particulière pour leur mise en vente. La troisième unité de valorisation 18 est avantageuse, car elle permet de produire de l'acide phosphorique, qui est un élément onéreux, et qui peut être utilisé dans la première unité de valorisation pour produire le DAP.
La figure 6 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'unité d'extraction 4 extrait les ions ammonium des digestats en utilisant de la vapeur au lieu d'utiliser de l'air. Cette installation repose sur un principe assez proche de celle de la figure 1, et les éléments de même fonction sont repris avec des numéros de référence identiques.
Elle présente néanmoins certaines différences, comme l'unité d'extraction 4 et la première unité de valorisation 6, ainsi qu'une branche supplémentaire de valorisation.
L'unité d'extraction 4 change relativement peu en elle-même, mais les produits ammoniaqués produits en aval dans la première unité de valorisation 6 sont différents. En effet, si les restes de digestats sont sensiblement inchangés, la sortie dans la partie supérieure du corps 28 reçoit une solution ammoniaquée (NH4OH) à 30 % et non plus du gaz ammoniac ( Η3)·
Ce changement de produit en sortie permet d'utiliser la première unité de valorisation 6 pour produire du carbonate d'ammonium. Dans ce cas, l'acide phosphorique issu de la troisième unité de valorisation 18 n'est plus utilisé pour produire le DAP, et est stocké à la place dans un réservoir 64.
Pour produire le carbonate d'ammonium, la première unité de valorisation 6 utilise du carbonate de calcium (CaC03) qu'elle reçoit d'une entrée reliée à un silo 66. La première unité de valorisation 6 fait réagir le carbonate de calcium et la solution ammoniaquée qu'elle reçoit selon la réaction chimique suivante :
2NH4 OH + CaC03→ Ca(OH)2 + (iVH4)2C03 Le carbonate de calcium pourra être obtenu à partir de déchets divers. L'excès de solution ammoniaquée qui n'est pas utilisé pour la réaction est stocké dans un réservoir 68 et le carbonate d'ammonium est stocké dans un silo 70.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le gypse produit en sortie de la troisième unité de valorisation 18 est introduit en entrée d'une quatrième unité de valorisation 20 qui représente la première partie de la branche supplémentaire de valorisation.
La quatrième unité de valorisation 20 est dans l'exemple décrit ici un four qui brûle le gypse issu de la troisième unité de valorisation 18 à une température d'environ 1400 °C. Cette réaction de calcination permet de transformer le gypse en chaux selon la réaction chimique suivante :
CaS04 → CaO + 503
Le trioxyde de soufre (S03) issu de cette réaction de calcination est dirigé en sortie de la quatrième unité de valorisation 20 vers une cinquième unité de valorisation 22.
La cinquième unité de valorisation 22 transforme le trioxyde de soufre en acide sulfurique par hydratation. De manière avantageuse, cet acide sulfurique est stocké dans la cuve 58 pour ensuite être utilisé par la troisième unité de valorisation 18 pour produire l'acide phosphorique.
La réaction de calcination produit également de la chaux vive (CaO) qui est envoyée en sortie de la quatrième unité de valorisation 20 dans une sixième unité de valorisation 24 qui produit de la chaux éteinte (Ca(OH)2). En sortie, cette chaux est envoyée dans l'unité d'extraction 4 pour augmenter le pH des digestats, et l'excès est stocké dans un réservoir 26.
Comme cela ressort de ce qui précède, en dehors des quantités nécessaires au lancement de la production, l'installation est presque autosuffisante. En effet, chaque étage de valorisation produit la majorité des éléments nécessaires aux autres étages. De plus, ces étages fournissent une partie de l'énergie nécessaire à l'obtention des réactions et à l'alimentation des divers moteurs et autres éléments, et le reste pourra être fourni par brûlage de déchets.
L'installation de l'invention est donc particulièrement avantageuse car elle permet une valorisation des digestats qui fonctionne selon une boucle qui est presque autonome. En plus de rentabiliser les digestats à un niveau encore inconnu à ce jour, l'installation présente donc l'avantage supplémentaire d'être extrêmement économique. D'autre part, les eaux en sortie de ces installations sont propres et aptes à être évacuées sans traitement préalable.
La description qui précède a décrit deux modes de réalisation distincts d'une installation de valorisation de digestats. Cependant il doit être compris que chacune de ces installations peut comprendre des caractéristiques décrites en rapport à l'autre installation, et l'homme du métier saura combiner les caractéristiques distinctes de ces installations lorsque cela est utile.
Par exemple, il est possible de combiner les premières unités de valorisation de ces deux installations, pour produire de manière sélective tous les produits ammoniaqués. De même, la branche de valorisation supplémentaire du deuxième mode de réalisation pourrait être adaptée dans la première installation.
De plus, les unités de valorisation sont indépendantes de l'unité d'extraction. Ainsi, il serait possible d'introduire les digestats directement dans le séparateur, puis dans les deuxième et troisième unités de valorisation. De plus, les unités de valorisation sont indépendantes entre elles et pourraient être mises en œuvre séparément, en particulier pour les deuxième et troisième unités de valorisation.

Claims

Revendications
1. Installation de valorisation de digestats, caractérisée en ce qu'elle comprend :
une entrée pour des digestats (2),
un séparateur (10), relié à l'entrée pour des digestats, et agencé pour séparer les digestats vers respectivement une sortie pour des restes sensiblement liquides et une sortie pour des restes sensiblement solides, et
une unité de valorisation (18), comprenant une entrée reliée à la sortie pour des restes sensiblement solides du séparateur (10), et agencée pour produire de l'acide phosphorique et du gypse vers des sorties respectives.
2. Installation selon la revendication 1, comprenant en outre une unité de valorisation (14) comprenant une entrée reliée à la sortie pour des restes sensiblement liquides du séparateur (10), et agencée pour produire des engrais comprenant du potassium et/ou du phosphore.
3. Installation selon la revendication 1 ou 2, comprenant une unité d'extraction (4) disposée entre l'entrée pour les digestats (2) et le séparateur (10), et agencée pour extraire un produit ammoniaqué des digestats vers une sortie pour un produit ammoniaqué, et comprenant en outre une unité de valorisation (6) reliée à la sortie de produit ammoniaqué de l'unité d'extraction (4) et agencée pour produire un produit compris dans le groupe comprenant le carbonate d'ammonium et le phosphate diammonique.
4. Installation selon la revendication 3, dans laquelle l'unité d'extraction (4) est agencée pour extraire le produit ammoniaqué des digestats par un procédé de stripping à l'air, et dans laquelle le produit ammoniaqué est de l'ammoniac.
5. Installation selon la revendication 4, dans laquelle l'unité de valorisation (6) produisant un produit ammoniaqué comprend en outre une entrée pour de l'acide phosphorique, et est agencée pour produire du phosphate diammonique.
6. Installation selon la revendication 5, dans laquelle la sortie d'acide phosphorique est reliée à l'entrée pour de l'acide phosphorique.
7. Installation selon la revendication 3, dans laquelle l'unité d'extraction (4) est agencée pour extraire le produit ammoniaqué des digestats par un procédé de stripping à la vapeur, et dans laquelle le produit ammoniaqué est une solution ammoniaquée.
8. Installation selon la revendication 7, dans laquelle l'unité de valorisation (6) produisant un produit ammoniaqué comprend une entrée pour du carbonate de calcium, et est agencée pour produire du carbonate d'ammonium.
9. Installation selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre :
- une unité de valorisation (20) comprenant une entrée reliée à la sortie de gypse, et agencée pour produire de l'oxyde de calcium et du trioxyde de soufre vers des sorties respectives,
une unité de valorisation (22) comprenant une entrée reliée à la sortie de trioxyde de soufre, et agencée pour produire de l'acide suliurique vers une sortie reliée à une entrée pour de l'acide sulfurique,
une unité de valorisation (24), comprenant une entrée reliée à la sortie d'oxyde de calcium, et agencée pour produire de la chaux vers une sortie reliée à une unité d'extraction (4)· 10. Installation selon la revendication 9, dans laquelle la sortie de chaux est également reliée à un stockage de chaux (26).
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