FR2785835A1 - Reactor for incinerating waste has offset fixed plates, device for pushing waste across plates and indirect heating device for the waste - Google Patents
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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Abstract
Description
REACTEUR DE THERMOLYSE
Domaine Technique
L'invention se rattache au domaine de l'industrie des traitements des déchets, et plus précisément au traitement des déchets par thermolyse. Elle vise plus particulièrement la structure d'un réacteur de thermolyse permettant l'optimisation de la thermolyse des déchets à traiter.THERMOLYSIS REACTOR
Technical area
The invention relates to the field of the waste treatment industry, and more specifically to the treatment of waste by thermolysis. It relates more particularly to the structure of a thermolysis reactor allowing the optimization of the thermolysis of the waste to be treated.
Techniques Antérieures
Comme on le sait, la thermolyse consiste à traiter des déchets comportant une fraction organique en les exposant à une température très élevée de l'ordre de 500 C ou supérieure.Prior Techniques
As is known, thermolysis consists in treating waste comprising an organic fraction by exposing it to a very high temperature of the order of 500 C or higher.
Le Demandeur a notamment décrit dans le document FR 2 725 643 une installation de thermolyse incluant notamment un réacteur de à l'intérieur duquel a lieu la décomposition à haute température. The Applicant has in particular described in document FR 2 725 643 a thermolysis installation including in particular a reactor of inside of which the decomposition takes place at high temperature.
Il existe plusieurs familles de réacteurs de thermolyse fonctionnant chacune sur des principes différents. There are several families of thermolysis reactors, each operating on different principles.
Ainsi, dans une première famille de réacteurs appelées couramment"semi batch", les déchets sont introduits et restent immobiles à l'intérieur du réacteur pendant toute la durée du traitement. Ce genre de réacteur, s'il est de conception très simple, présente en revanche l'inconvénient majeur de ne pas assurer une dissociation à coeur des déchets et de n'assurer qu'une thermolyse partielle des déchets. Thus, in a first family of reactors commonly called "semi batch", the waste is introduced and remains stationary inside the reactor throughout the duration of the treatment. This type of reactor, if it is very simple in design, on the other hand has the major drawback of not ensuring a core dissociation of the waste and of ensuring only a partial thermolysis of the waste.
Un problème que se propose de résoudre l'invention est donc celui de la thermolyse complète des déchets, en assurant une élimination totale de la fraction organique contenue dans les déchets à traiter. A problem which the invention proposes to solve is therefore that of the complete thermolysis of the waste, by ensuring total elimination of the organic fraction contained in the waste to be treated.
Par ailleurs, on connaît une seconde famille de réacteurs de thermolyse constituée d'une enceinte tournante à l'intérieur de laquelle sont déposés les déchets. Lorsque 1'enceinte est mise en rotation, à l'instar d'un tambour, les déchets sont brassés grossièrement et chauffés. Furthermore, a second family of thermolysis reactors is known which consists of a rotating enclosure inside which the waste is deposited. When the enclosure is rotated, like a drum, the waste is roughly stirred and heated.
Ce genre d'installation présente de multiples inconvénients, notamment la génération de poussières qui sont entraînées par les gaz formés lors de la thermolyse, et qui polluent donc la phase gazeuse issue du réacteur. This type of installation has multiple drawbacks, in particular the generation of dust which is entrained by the gases formed during thermolysis, and which therefore pollute the gas phase coming from the reactor.
En outre, l'utilisation des enceintes tournantes nécessite des aménagements particuliers en termes d'étanchéité, qui rendent une telle installation complexe. In addition, the use of rotating enclosures requires special arrangements in terms of sealing, which make such an installation complex.
Enfin, avec ce genre d'installation, il est extrmement difficile de traiter des déchets de consistance collante, car ces derniers se figent sur la paroi du réacteur, empchant tout brassage et donc une thermolyse complète. Finally, with this type of installation, it is extremely difficult to treat waste with a sticky consistency, since the latter freeze on the wall of the reactor, preventing any mixing and therefore complete thermolysis.
Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est celui de l'entraînement des poussières de déchets par les gaz produits lors du processus de thermolyse. Another problem which the invention proposes to solve is that of entraining waste dust by the gases produced during the thermolysis process.
Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est celui de l'adaptabilité d'un réacteur à de nombreux types de déchets, et notamment les produits collants ou colmatants. Another problem which the invention proposes to solve is that of the adaptability of a reactor to many types of waste, and in particular sticky or clogging products.
Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est celui de la simplicité d'une installation à thermolyse. Another problem which the invention proposes to solve is that of the simplicity of a thermolysis installation.
On connaît également une autre famille de réacteurs, telle que notamment celle décrite dans le document du Demandeur WO 96/11742. Un tel réacteur inclut une pluralité de vis sans fin assurant un cheminement des déchets selon un parcours permettant une thermolyse quasi complète. Another family of reactors is also known, such as in particular that described in the Applicant's document WO 96/11742. Such a reactor includes a plurality of endless screws ensuring a waste path along a path allowing almost complete thermolysis.
Bien que satisfaisant, un tel réacteur ne permet pas de traiter des déchets de taille hétérogène, et en outre, présente certains risques de blocage du système d'entraînement dans le cas où une trop grande quantité de déchets s'est accumulée dans une zone localisée d'une vis d'entraînement. Although satisfactory, such a reactor does not make it possible to treat waste of heterogeneous size, and moreover, presents certain risks of blocking of the drive system in the event that too much waste has accumulated in a localized area. a drive screw.
Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est celui de l'adaptabilité d'un réacteur à des déchets de tailles diverses. Another problem which the invention proposes to solve is that of the adaptability of a reactor to waste of various sizes.
Exposé de l'invention
L'invention concerne donc un réacteur de thermolyse des déchets, comportant -des orifices d'entrée et de sortie des déchets ; -un dispositif d'extraction des gaz produits lors de la thermolyse.Statement of the invention
The invention therefore relates to a waste thermolysis reactor, comprising - waste inlet and outlet ports; a device for extracting the gases produced during thermolysis.
Ce réacteur se caractérise en ce qu'il comporte en : au moins deux plateaux fixes sur lesquels cheminent les déchets, les plateaux
étant décalés les uns par rapport aux autres de telle manière que lorsque les
déchets parviennent à une extrémité d'un plateau, ils tombent par gravité sur le
plateau inférieur ; un dispositif d'entraînement des déchets sur les plateaux comportant au moins un
convoyeur à chaîne entraînant une pluralité de racles, frottant sur lesdits
plateaux ;
un dispositif de chauffage indirect disposé en-dessus et au-dessous desdits
plateaux, pour assurer le chauffage des déchets.This reactor is characterized in that it comprises: at least two fixed trays on which the waste travels, the trays
being offset from each other in such a way that when the
waste reaches one end of a tray, it falls by gravity onto the
lower shelf; a device for driving waste on the trays comprising at least one
chain conveyor driving a plurality of doctor blades, rubbing on said
trays;
an indirect heating device arranged above and below said
trays, for heating waste.
De la sorte, le cheminement des déchets, en cours de thermolyse, s'effectue avec un minimum de perturbations, ce qui limite fortement les risques de voir des poussières de déchets entraînées par les gaz produits lors de la thermolyse. In this way, the routing of waste, during thermolysis, is carried out with a minimum of disturbances, which greatly limits the risks of seeing dust of waste entrained by the gases produced during thermolysis.
En outre, 1'utilisation d'un convoyeur à chaîne associé à des racles permet de faire avancer les déchets selon une vitesse très facilement réglable, tout en assurant, grâce à la forme des racles un brassage du produit et concomitamment un autonettoyage des plateaux sur lesquels cheminent les déchets. In addition, the use of a chain conveyor associated with scrapers makes it possible to advance the waste at a very easily adjustable speed, while ensuring, thanks to the shape of the scrapers, mixing of the product and concomitantly self-cleaning of the trays on which move the waste.
Cela permet donc d'assurer la thermolyse de produits d'une grande variété dimensionnelle, uniquement limitée par la largeur des plateaux. This therefore makes it possible to ensure the thermolysis of products of a large dimensional variety, only limited by the width of the plates.
L'utilisation d'un racle permet également le traitement de déchets présentant de grandes variétés de consistance, ce qui rend le réacteur notamment adapté au traitement de déchets colmatants ou collants. The use of a doctor blade also allows the treatment of waste having large varieties of consistency, which makes the reactor particularly suitable for the treatment of sticky or sticky waste.
En outre, tout au long du cheminement des déchets sur les plateaux, le chauffage est assuré par une source de chaleur provoquant réchauffement du produit par rayonnement et par conduction. In addition, throughout the course of the waste on the trays, the heating is provided by a heat source causing heating of the product by radiation and by conduction.
En outre, compte tenu du parcours des déchets, les gaz de thermolyse chauds assurent par convection un chauffage complémentaire des matières à thermolyser. In addition, taking into account the course of the waste, the hot thermolysis gases provide additional heating of the materials to be thermolyzed by convection.
Dans une forme particulière de réalisation, les plateaux fixes ont une forme d'auget, et présentent leurs extrémités latérales relevées et inclinées. De la sorte, le réacteur conforme à l'invention permet de traiter des déchets de consistance très variée, notamment les boues ou plus généralement les déchets présentant une consistance quasi liquide. In a particular embodiment, the fixed plates have the shape of a bucket, and have their raised and inclined lateral ends. In this way, the reactor according to the invention makes it possible to treat waste of very varied consistency, in particular sludge or more generally waste having a quasi-liquid consistency.
En outre, le profil incliné des extrémités latérales des plateaux permet de protéger le mécanisme d'entraînement du convoyeur à chaîne et de minimiser ainsi les risques d'encrassement. In addition, the inclined profile of the lateral ends of the plates makes it possible to protect the drive mechanism of the chain conveyor and thus minimize the risk of fouling.
Avantageusement en pratique, les racles du dispositif d'entraînement présentent un profil complémentaire à celui du plateau, et ce pour assurer un autonettoyage permanent, mme dans le cas où les déchets convoyés sont de consistance quasi liquide. Advantageously in practice, the doctor blades of the drive device have a profile complementary to that of the plate, and this to ensure permanent self-cleaning, even in the case where the conveyed waste is of almost liquid consistency.
Dans une forme avantageuse de réalisation, chaque convoyeur à chaîne assure l'entraînement des déchets sur deux plateaux adjacents. Autrement dit, les racles assurent le déplacement des déchets sur un plateau, par exemple le plateau supérieur, et dans leur parcours de retour, ils entraînent les déchets sur le plateau directement adjacent. In an advantageous embodiment, each chain conveyor drives the waste on two adjacent trays. In other words, the doctor blades move the waste on a tray, for example the upper tray, and in their return journey, they entrain the waste on the directly adjacent tray.
De la sorte, on optimise la structure de l'installation en rendant les racles actifs, y compris dans leur chemin de retour. In this way, the structure of the installation is optimized by making the doctor blades active, including in their return path.
Avantageusement en pratique, le dispositif de chauffage est constitué par un ensemble de résistances électriques. Néanmoins, sans sortir du cadre de l'invention, on pourrait utiliser un dispositif de chauffage utilisant une autre source d'énergie, comme le gaz. Advantageously in practice, the heating device consists of a set of electrical resistors. However, without departing from the scope of the invention, a heating device using another source of energy, such as gas, could be used.
Avantageusement, le dispositif de chauffage est fractionné en plusieurs zones réparties le long du cheminement des déchets. Advantageously, the heating device is divided into several zones distributed along the path of the waste.
Autrement dit, grâce à cette disposition, il est possible de moduler la puissance de chauffage lors du cheminement des déchets pour optimiser le phénomène de thermolyse, et notamment assurer une thermolyse complète. In other words, thanks to this arrangement, it is possible to modulate the heating power during the routing of the waste in order to optimize the phenomenon of thermolysis, and in particular to ensure complete thermolysis.
Dans une forme de construction particulière, le réacteur selon l'invention est constitué par l'assemblage d'au moins trois modules, à savoir :
un module d'entrée et de sortie, incluant les orifices d'entrée et de sortie des
déchets, et comprenant une extrémité d'au moins un des convoyeurs à
chaîne, ainsi qu'une partie des plateaux sur lesquels s'écoulent les déchets ;
. au moins un module intermédiaire supportant une partie des plateaux
fixes ;
. un module de retournement, comportant l'extrémité opposée dudit
convoyeur à chaîne, et la partie de plateaux d'écoulement associée.In a particular form of construction, the reactor according to the invention consists of the assembly of at least three modules, namely:
an inlet and outlet module, including the inlet and outlet ports of the
waste, and comprising one end of at least one of the conveyors to
chain, as well as part of the trays on which the waste flows;
. at least one intermediate module supporting part of the plates
fixed;
. a turning module, comprising the opposite end of said
chain conveyor, and the associated flow tray part.
Autrement dit, conformément à l'invention, il est possible de réaliser des réacteurs de thermolyse de capacité variable en augmentant le nombre de modules intermédiaires assurant le chauffage proprement dit, tout en conservant, pour une mme gamme de réacteurs, des modules d'entrée/sortie et de retournement identiques. In other words, in accordance with the invention, it is possible to produce thermolysis reactors of variable capacity by increasing the number of intermediate modules ensuring the actual heating, while retaining, for the same range of reactors, input modules / exit and turnaround identical.
Autrement dit, grâce à une conception unique, il est extrmement aisé de faire varier la capacité de déchets à traiter en adaptant le nombre de modules au besoin en traitement de l'installation complète de thermolyse. Cette variation de capacité est également possible en adaptant la largeur des modules ainsi que la vitesse d'entraînement du convoyeur à chaînes. In other words, thanks to a unique design, it is extremely easy to vary the capacity of waste to be treated by adapting the number of modules to the treatment needs of the complete thermolysis installation. This variation in capacity is also possible by adapting the width of the modules as well as the drive speed of the chain conveyor.
Avantageusement en pratique, le module de retournement comprend en outre des moyens d'entraînement du ou des convoyeurs à chaîne. Advantageously in practice, the turning module further comprises means for driving the chain conveyor (s).
Description sommaire des figures
La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées dans lesquelles :
La figure 1 est une vue en perspective sommaire d'un réacteur conforme à l'invention, dans lequel la paroi latérale a été ôtée pour laisser l'intérieur du réacteur apparent. Brief description of the figures
The manner of carrying out the invention, as well as the advantages which ensue therefrom, will emerge clearly from the description of the embodiments which follow, with the support of the appended figures in which:
Figure 1 is a summary perspective view of a reactor according to the invention, in which the side wall has been removed to leave the interior of the reactor visible.
La figure 2 est une vue de côté du réacteur de la figure 1. Figure 2 is a side view of the reactor of Figure 1.
La figure 3 est une coupe transversale médiane du réacteur de la figure 1. FIG. 3 is a median cross section of the reactor of FIG. 1.
La figure 4 est une vue de côté schématique des plateaux et du convoyeur à chaîne. Figure 4 is a schematic side view of the platens and the chain conveyor.
Manière de réaliser l'invention
Comme déjà dit, l'invention concerne un réacteur de thermolyse destiné notamment à tre intégré dans une installation de traitement des déchets.Way of realizing the invention
As already said, the invention relates to a thermolysis reactor intended in particular to be integrated into a waste treatment installation.
Le réacteur conforme à l'invention peut tre réalisé comme illustré à la figure 1, dans laquelle il est représenté sans les capotages constituant la paroi latérale pour laisser apparent le mécanisme interne du réacteur (1). The reactor according to the invention can be produced as illustrated in FIG. 1, in which it is shown without the cowlings constituting the side wall to leave the internal mechanism of the reactor (1) visible.
Ainsi, ce réacteur se compose essentiellement d'une enceinte (2) à l'intérieur de laquelle a lieu la réaction de thermolyse. Thus, this reactor essentially consists of an enclosure (2) inside which the thermolysis reaction takes place.
Les déchets destinés à tre traités sont amenés dans l'enceinte (2) par l'orifice d'entrée (3) situé sur le dessus de l'enceinte (2). Les déchets, après leur thermolyse sont extraits de l'enceinte (2) par l'orifice de sortie (4) situé en bas de l'enceinte (2). The waste intended to be treated is brought into the enclosure (2) through the inlet orifice (3) located on the top of the enclosure (2). The waste, after its thermolysis is extracted from the enclosure (2) through the outlet orifice (4) located at the bottom of the enclosure (2).
L'enceinte (2) présente en partie haute une pluralité d'ouvertures (5,6,7,8) destinées à tre connectées avec un collecteur d'extraction (9) des gaz produits lors de la thermolyse.The enclosure (2) has, in the upper part, a plurality of openings (5, 6, 7, 8) intended to be connected with an extraction manifold (9) of the gases produced during thermolysis.
Ces ouvertures (5-8) destinées à l'extraction sont situées en partie haute de 1'enceinte pour assurer une extraction des gaz de thermolyse avec un minimum de poussières. These openings (5-8) intended for extraction are located in the upper part of the enclosure to ensure extraction of the thermolysis gases with a minimum of dust.
De façon connue, le collecteur d'extraction (9) est relié à un dispositif d'aspiration qu'il n'est pas nécessaire de décrire plus avant. In known manner, the extraction manifold (9) is connected to a suction device which it is not necessary to describe further.
Le réacteur est conçu de manière à pouvoir travailler éventuellement sous pression réduite, et peut donc tre équipé, dans une forme avantageuse, de sas d'entrée et de sortie non représentés en amont et en aval des orifices d'entrée et de sortie (3,4) des déchets. The reactor is designed so as to be able to work optionally under reduced pressure, and can therefore be equipped, in an advantageous form, with inlet and outlet locks not shown upstream and downstream of the inlet and outlet orifices (3 , 4) waste.
Selon une caractéristique de l'invention, le réacteur comprend au moins deux plateaux fixes (10,11) sur lesquels cheminent les déchets. According to a characteristic of the invention, the reactor comprises at least two fixed plates (10,11) on which the waste travels.
Ces plateaux (10,11) sont disposés de façon décalée l'un par rapport à l'autre de telle manière que lorsque les déchets parviennent à l'extrémité (12) du plateau (10), ils tombent par gravité sur le plateau (11) situé en dessous. These trays (10,11) are arranged offset relative to each other so that when the waste reaches the end (12) of the tray (10), they fall by gravity onto the tray ( 11) located below.
De la sorte, les déchets effectuent un trajet sensiblement égal à deux fois la longueur du réacteur, ce qui assure un temps de passage suffisant pour une thermolyse complète. In this way, the waste performs a path substantially equal to twice the length of the reactor, which ensures sufficient passage time for complete thermolysis.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée à la forme illustrée aux figures 1 et 2, dans lesquelles le réacteur comprend une seule paire de plateaux, mais bien au contraire couvre les variantes dans lesquelles plusieurs paires de plateaux sont présentes, étant entendu que ces plateaux sont alors disposés pour assurer un cheminement des déchets avec un transfert par gravité sur les plateaux inférieurs au niveau de chaque extrémité. Obviously, the invention is not limited to the form illustrated in FIGS. 1 and 2, in which the reactor comprises a single pair of plates, but on the contrary covers the variants in which several pairs of plates are present, it being understood that these plates are then arranged to ensure a routing of the waste with a transfer by gravity on the plates lower at the level of each end.
Plus précisément, ces plateaux (10,11) sont constitués par des profilés en forme d'augets aux extrémités (28) inclinées, c'est-à-dire présentant une forme sensiblement trapézoïdale, comme illustrée à la figure 3. More precisely, these plates (10, 11) are constituted by sections in the form of buckets with inclined ends (28), that is to say having a substantially trapezoidal shape, as illustrated in FIG. 3.
Grâce à l'utilisation de cette forme d'auget, le réacteur est apte à traiter des déchets de consistance très variée, et notamment des déchets quasi liquides tels que des boues. Thanks to the use of this form of bucket, the reactor is capable of treating waste of very varied consistency, and in particular quasi-liquid waste such as sludge.
L'entraînement des déchets sur les plateaux (10,11) est assuré par un convoyeur à chaîne (15) entraînant une pluralité de racles (16) frottant sur les deux plateaux (10,11). La chaîne (15) du convoyeur est entraînée en rotation par un mécanisme classique, qu'il n'est pas nécessaire de détailler plus avant. The drive of the waste on the plates (10,11) is ensured by a chain conveyor (15) driving a plurality of doctor blades (16) rubbing on the two plates (10,11). The conveyor chain (15) is rotated by a conventional mechanism, which need not be detailed further.
Ce mécanisme entraîne en rotation l'axe (17) de la roue (18) située dans 1'exemple illustré à la figure 2 à l'opposé des orifices d'entrée et de sortie (3,4) des déchets. Cette roue (18) est agencée de telle manière à pouvoir entraîner la chaîne (15), et par exemple est constituée d'une roue crantée. L'extrémité opposée du convoyeur à chaîne présente également une roue de renvoi (19) également crantée. This mechanism rotates the axis (17) of the wheel (18) located in the example illustrated in Figure 2 opposite the inlet and outlet ports (3,4) of the waste. This wheel (18) is arranged so as to be able to drive the chain (15), and for example consists of a toothed wheel. The opposite end of the chain conveyor also has a gear wheel (19) also notched.
Il est bien évident que le mécanisme d'entraînement du convoyeur à chaîne peut tre monté indifféremment sur l'une ou l'autre des extrémités (18,19) du convoyeur, en fonction des contraintes d'encombrement global du réacteur. It is quite obvious that the drive mechanism of the chain conveyor can be mounted either on one or the other of the ends (18, 19) of the conveyor, depending on the constraints of overall space requirement of the reactor.
Cette chaîne (15) reçoit sur toute sa longueur une pluralité de racles (16) destinés à venir frotter les plateaux (10,11) pour entraîner les déchets. This chain (15) receives over its entire length a plurality of doctor blades (16) intended to rub the plates (10, 11) to entrain the waste.
Ces racles (16) présentent une géométrie complémentaire de celle des plateaux (10,11) pour assurer un entraînement de la totalité des déchets présents sur le plateau, et également assurer un autonettoyage du plateau lors de leur passage. These doctor blades (16) have a geometry complementary to that of the plates (10,11) to ensure a drive of all the waste present on the plate, and also to ensure a self-cleaning of the plate during their passage.
Lorsque les racles (16) poussent la matière des déchets, ils provoquent un effet de brassage de la couche de déchets, ce qui permet de réaliser une thermolyse de la totalité du produit, en évitant notamment la formation de croûtes, et en homogénéisant les déchets au fur et à mesure de leur progression. When the doctor blades (16) push the waste material, they cause a mixing effect of the waste layer, which allows thermolysis of the entire product, in particular avoiding the formation of crusts, and homogenizing the waste as they progress.
Dans une forme avantageuse, pour améliorer le brassage des déchets lors de l'action du racle (16), ce dernier peut présenter un angle d'attaque optimisé. Les matériaux choisis pour réaliser les plateaux ainsi que les racles sont des alliages métalliques déterminés pour leur résistance à la corrosion, notamment aux émanations de chlore lors de la thermolyse, ainsi qu'aux phénomènes d'érosion lors du traitement de déchets abrasifs. In an advantageous form, to improve the mixing of the waste during the action of the doctor blade (16), the latter can have an optimized angle of attack. The materials chosen to make the plates as well as the doctor blades are metal alloys determined for their resistance to corrosion, in particular to chlorine fumes during thermolysis, as well as to erosion phenomena during the treatment of abrasive waste.
Avantageusement, on utilise un convoyeur unique pour la paire de plateaux (10,11). Ainsi, les racles (16) qui assurent l'entraînement des déchets sur le plateau supérieur (10), lorsqu'ils dépassent la roue (18), se retournent et assurent l'entraînement des déchets sur le plateau inférieur (11). Advantageously, a single conveyor is used for the pair of trays (10,11). Thus, the doctor blades (16) which drive the waste onto the upper plate (10), when they pass the wheel (18), turn over and ensure the drive of the waste onto the lower plate (11).
Autrement dit, lors du passage sur le plateau supérieur (10), le bord (22) du racle est actif, tandis que lorsque le racle (16) coopère avec le plateau (11), le bord opposé (23) du racle est en regard du plateau (11). In other words, when passing over the upper plate (10), the edge (22) of the doctor blade is active, while when the doctor blade (16) cooperates with the plate (11), the opposite edge (23) of the doctor blade is look of the plate (11).
Ainsi, dans la forme illustrée, le racle présente une forme symétrique imposée par la forme identique des plateaux (10, I 1). Thus, in the illustrated form, the doctor blade has a symmetrical shape imposed by the identical shape of the plates (10, I 1).
Selon une autre caractéristique de l'invention, le réacteur est équipé de moyens de chauffage indirects, disposés au-dessus et au dessous des plateaux (10, 11). According to another characteristic of the invention, the reactor is equipped with indirect heating means, arranged above and below the plates (10, 11).
Dans une forme avantageuse, ces moyens de chauffage sont constitués par des résistances électriques (30,31,32). De la sorte, on assure un chauffage optimisé en utilisant différents types de transfert thermique. In an advantageous form, these heating means are constituted by electrical resistors (30,31,32). In this way, optimized heating is provided by using different types of heat transfer.
Ainsi, les résistances (30) situées au-dessus du plateau (10) assurent un chauffage des déchets qui y cheminent par rayonnement. Les résistances (31) située au dessous du plateau (10) assurent, outre le chauffage par rayonnement de la matière circulant sur le plateau (11), un chauffage par conduction de la matière se déplaçant sur le plateau (10). En outre, grâce au dispositif d'aspiration des gaz de thermolyse, un flux de gaz chaud parcourt le plateau (11) à contre-courant, assurant un chauffage par convection. Thus, the resistors (30) located above the plate (10) provide heating of the waste which passes through it by radiation. The resistors (31) located below the plate (10) ensure, in addition to the radiant heating of the material circulating on the plate (11), a conduction heating of the material moving on the plate (10). In addition, thanks to the thermolysis gas suction device, a flow of hot gas traverses the plate (11) against the current, ensuring heating by convection.
En effet, la localisation sur le haut du réacteur du dispositif d'extraction (9) oblige les gaz de thermolyse produits sur le plateau (11) à cheminer à contrecourant dans le volume restreint situé au-dessus du plateau (11). Les déchets arrivant en fin de thermolyse sur le plateau inférieur, et qui sont relativement pulvérulents peuvent donner naissance à des entraînements de poussières par les gaz de thermolyse. Indeed, the location on the top of the reactor of the extraction device (9) obliges the thermolysis gases produced on the plate (11) to travel countercurrently in the small volume located above the plate (11). The waste arriving at the end of thermolysis on the lower plate, and which is relatively pulverulent can give rise to entrainments of dust by the thermolysis gases.
Le groupement de ces gaz dans le volume restreint situé au-dessus du plateau (11) limite fortement le risque de voir les poussières parvenir jusqu'au dispositif d'extraction (9). The grouping of these gases in the restricted volume located above the plate (11) greatly limits the risk of the dust reaching the extraction device (9).
Ainsi, on assure une thermolyse complète, jusqu'à obtenir des produits totalement traités en limitant fortement les risques de pollution des gaz extraits. Thus, a complete thermolysis is ensured, until completely treated products are obtained while greatly limiting the risks of pollution of the extracted gases.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de chauffage est fractionné en plusieurs zones réparties le long du cheminement des déchets. According to another characteristic of the invention, the heating device is divided into several zones distributed along the path of the waste.
Autrement dit, les différentes résistances électriques réparties le long des plateaux (10,11) peuvent tre alimentées de façon indépendante pour assurer une répartition modulaire de puissance le long du cheminement des déchets. In other words, the various electrical resistances distributed along the plates (10, 11) can be supplied independently to ensure modular power distribution along the path of the waste.
En pratique, il peut s'avérer avantageux d'assurer un chauffage modéré au début du parcours des déchets pour éviter une dégradation trop rapide de ces derniers, et également retirer l'humidité résiduelle en première phase de traitement. In practice, it may be advantageous to provide moderate heating at the start of the waste route to avoid too rapid degradation of the latter, and also to remove the residual moisture in the first treatment phase.
Par la suite, il peut s'avérer intéressant pour certaines déchets d'augmenter la puissance de chauffage dans la seconde partie du plateau supérieur (10) pour induire la majeure partie de l'élévation de température et, provoquer l'émanation des gaz de thermolyse au plus près du dispositif d'extraction (9). Subsequently, it may be advantageous for certain waste to increase the heating power in the second part of the upper plate (10) to induce most of the rise in temperature and cause the emanation of thermolysis as close as possible to the extraction device (9).
S'agissant du plateau inférieur (10), de la mme façon le dispositif de chauffage peut tre régulé suivant plusieurs zones, en fonction des besoins thermiques. As regards the lower plate (10), in the same way the heating device can be regulated according to several zones, according to the thermal requirements.
Les différentes puissances de chauffe sont calculées et optimisées pour éventuellement s'assurer qu'au moment de la chute (F 1) des déchets du plateau (10) vers le plateau (11) comme illustré en figure 4, ces déchets ne soient pas trop pulvérulents, pour limiter les risques d'entraînement de poussières. The different heating powers are calculated and optimized to possibly ensure that at the time of the fall (F 1) of the waste from the tray (10) to the tray (11) as illustrated in FIG. 4, this waste is not too much pulverulent, to limit the risk of dust entrainment.
Dans une forme avantageuse, les puissances de chauffe peuvent tre adaptées dynamiquement par des sondes de température (38,39) présentes dans le réacteur. In an advantageous form, the heating powers can be dynamically adapted by temperature probes (38, 39) present in the reactor.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le réacteur conforme à l'invention est constitué, de façon modulable par l'assemblage d'au moins trois modules, déterminés de façon à permettre l'adaptation aisée du réacteur à plusieurs capacités en fonction des besoins de l'installation de traitement. According to another characteristic of the invention, the reactor according to the invention consists, in a modular manner by the assembly of at least three modules, determined so as to allow easy adaptation of the reactor to several capacities according to the treatment facility needs.
Ainsi, en pratique, le réacteur tel qu'illustré à la figure 2 comporte un premier module (50) d'entrée/sortie incluant les orifices d'entrée et de sortie (3,4) des déchets, ainsi que la roue libre (19) du convoyeur à chaîne. Thus, in practice, the reactor as illustrated in FIG. 2 comprises a first input / output module (50) including the waste inlet and outlet ports (3,4), as well as the freewheel ( 19) of the chain conveyor.
A l'extrémité opposée du réacteur, se trouve un module (51) de retournement dans lequel est assurée la fonction d'entraînement du convoyeur à chaîne par la roue (18) et le mécanisme de mise en rotation (non représenté). At the opposite end of the reactor, there is a turning module (51) in which the driving function of the chain conveyor is ensured by the wheel (18) and the rotation mechanism (not shown).
Entre ces deux modules d'extrémité (50 et 51), est disposé au moins un module intermédiaire dans lequel se réalise le processus de thermolyse proprement dit. Ces modules (51, 52,53) au nombre de trois dans la variante illustrée, comportent chacun une fraction des plateaux supérieurs et inférieurs (10,11) ainsi que des orifices (5,6,7,8) d'extraction des gaz de thermolyse. Between these two end modules (50 and 51), is arranged at least one intermediate module in which the thermolysis process itself is carried out. These modules (51, 52,53) three in number in the illustrated variant, each include a fraction of the upper and lower plates (10,11) as well as orifices (5,6,7,8) for extracting gases thermolysis.
Ainsi, en fonction de la capacité souhaitée, c'est-à-dire du volume ou du poids de la matière à thermolyser, dans une durée donnée et une vitesse d'écoulement donnée, le réacteur comporte un nombre optimal de modules intermédiaires. Thus, as a function of the desired capacity, that is to say of the volume or of the weight of the material to be thermolyzed, in a given duration and a given flow speed, the reactor comprises an optimal number of intermediate modules.
En pratique, le réacteur conforme à l'invention permet de traiter des déchets d'une grande variété, et pouvant présenter une forte hétérogénité. In practice, the reactor according to the invention makes it possible to treat waste of a wide variety, and which may have a high heterogeneity.
La granulométrie des déchets aptes à tre traités par un tel réacteur s'étale sur une plage très large, allant des poussières d'un diamètre inférieur au millimètre jusqu'à des pièces de grande taille atteignant plusieurs dizaine de centimètres. The particle size of the waste capable of being treated by such a reactor extends over a very wide range, ranging from dust with a diameter of less than a millimeter to large pieces reaching several tens of centimeters.
L'utilisation d'un convoyeur à chaîne en combinaison avec des plateaux de grande longueur permet d'obtenir des temps de séjour allant de 15 mn à 2 h pour un réacteur ne comportant qu'un seul module intermédiaire, et pouvant s'élever jusqu'à 4 h ou plus pour des réacteurs tels que celui illustré à la figure 2 comportant trois modules intermédiaires. The use of a chain conveyor in combination with very long plates makes it possible to obtain residence times ranging from 15 min to 2 h for a reactor comprising only one intermediate module, and which can rise up to 'at 4 h or more for reactors such as that illustrated in Figure 2 comprising three intermediate modules.
La vitesse linéaire des déchets sur le plateau, égale à celle des racles, et de l'ordre quelques mètres par heure. The linear speed of the waste on the tray, equal to that of the doctor blades, and of the order of a few meters per hour.
La capacité de traitement d'un réacteur conforme à l'invention est très variable, et peut varier de 100 kg par heure à plus de 5 tonnes par heure. The treatment capacity of a reactor according to the invention is very variable, and can vary from 100 kg per hour to more than 5 tonnes per hour.
De par sa conception, le réacteur conforme à l'invention peut s'adapter à toute valeur de capacité en modifiant de façon simple les paramètres dimensionnels des plateaux, c'est-à-dire en augmentant ou diminuant leur longueur par addition de modules intermédiaires, ou bien alors par augmentation ou diminution de la largeur du plateau. By design, the reactor according to the invention can adapt to any capacity value by simply modifying the dimensional parameters of the plates, that is to say by increasing or decreasing their length by adding intermediate modules. , or else by increasing or decreasing the width of the plate.
Il ressort de ce qui précède que le réacteur conforme à l'invention présente de multiples avantages et notamment les :
-il permet une maîtrise de l'écoulement des déchets ainsi que du temps de
séjour des déchets dans le réacteur, pour obtenir une thermolyse complète ;
-la régularité de l'écoulement et le dimensionnement des équipements de
convoyage éliminent fortement les risques de blocage des matières lors de
leur cheminement ;
-l'utilisation de moyens de chauffage répartis le long du cheminement des
déchets permet une maîtrise optimale des transferts thermiques, et permet
de garantir une thermolyse complète, le mode d'écoulement et son profil
permettent une forte diminution des entraînements de poussières ;
-les racles d'entraînement assurent, grâce à 1'effet de brassage, une
thermolyse à coeur des déchets ;
-la conception de l'entraînement par convoyeur à chaîne assure une
adaptabilité à de nombreux types de déchets, et notamment des produits
difficiles à thermolyser tels que les matières collantes ou colmatantes ;
-la conception modulaire du réacteur permet une adaptation à une grande
gamme de capacités de traitement ;
-la thermolyse telle que réalisée à l'intérieur du réacteur conforme à
l'invention est particulièrement complète et optimisée ;
-le réacteur présente une conception mécanique simple lui conférant une
robustesse et une fiabilité importante.It appears from the above that the reactor according to the invention has multiple advantages and in particular the:
-It allows control of the flow of waste as well as the time of
waste stay in the reactor, to obtain complete thermolysis;
-the regularity of the flow and the sizing of the equipment
conveying greatly eliminates the risk of material jamming during
their journey;
-the use of heating means distributed along the path of
waste allows optimal control of heat transfers, and allows
to guarantee complete thermolysis, the flow mode and its profile
allow a significant reduction in dust entrainment;
-the drive blades ensure, thanks to the stirring effect, a
core thermolysis of waste;
- the design of the drive by chain conveyor ensures
adaptability to many types of waste, including products
difficult to thermolyze such as sticky or clogging materials;
-the modular design of the reactor allows adaptation to a large
range of processing capacities;
thermolysis as carried out inside the reactor in accordance with
the invention is particularly complete and optimized;
-the reactor has a simple mechanical design giving it a
robustness and significant reliability.
Applications industrielles
Le réacteur conforme à l'invention est particulièrement adapté pour le traitement par thermolyse de très nombreux déchets comportant une fraction organique telle que la biomasse, les boues notamment de stations d'épuration, les résidus de broyage automobile, les farines de viandes, les déchets hospitaliers, les accumulateurs électriques ainsi que les sous-produits industriels tels que notamment les boues métalliques des laminoirs, les rebuts de fabrication de films plastiques, papiers ou d'aluminium, etc.... Industrial applications
The reactor according to the invention is particularly suitable for the treatment by thermolysis of a large number of wastes comprising an organic fraction such as biomass, sludge, in particular from treatment plants, automobile grinding residues, meat-and-bone meal, waste hospitals, electric accumulators as well as industrial by-products such as in particular metal sludge from rolling mills, scrap from the production of plastic films, paper or aluminum, etc.
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- 1998-11-17 FR FR9814583A patent/FR2785835B1/en not_active Expired - Fee Related
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