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Installation de traitement de déchets var #hermolvse â moyens de transaort
sous
atmosphère inerte
La présente invention concerne une installation pour le traitement
par thermolyse de déchets.
On connaît déjà d'après le document EP-A-0 505 278 un système
pour le traitement de produits solides dont le rejet est préjudiciable pour
l'environnement, comportant un réacteur intégrant successivement une chambre
de déshydratation, une chambre de thermolyse et une chambre de
refroidissement en aval de la chambre de thermolyse.
Les chambres sont isolées les unes des autres de façon
sensiblement étanche, par des portes guillotine actionnées par des vérins ; la
porte entre les chambres de déshydratation et de thermolyse et la porte entre
les
chambres de thermolyse et de refroidissement sont mobiles verticalement dans
des logements étanches, la traversée des vérins de levage se faisant par
presse-
étoupe. En outre, des portes étanches sont prévues à !'entrée de la chambre de
déshydratation et à la sortie de la chambre de refroidissement, grâce à quoi
les
chambres de déshydratation et de refroidissement sont, à volonté, isolées vis
à
vis de l'extérieur etlou de la chambre de thermolyse. On limite ainsi les
entrées
d'air dans la zone de thermolyse lors de l'introduction des produits et lors
de
(extraction des résidus. On isole ainsi alternativement selon les besoins la
chambre de déshydratation de la chambre de thermolyse quand on introduit les
produits dâns la chambre de déshydratation et la chambre de thermolyse de la
chambre de refroidissement quand on extrait les résidus de cette troisième
chambre.
Les produits à traiter sont placés dans des chariots qui passent
d'une chambre à l'autre par l'intermédiaire d'un mécanisme pignon-crémaillère.
Un tel système donne globalement satisfaction.
Cependant, il est difficile d'y assurer l'entretien et la réparation des
moyens techniques afférents aux portes séparant la chambre de thermolyse de
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la chambre de déshydratation et de la chambre de rèfroidissement. II en
résulte
des coûts de maintenance et de réparation élevés.
Par ailleurs, la présence des portes à l'intérieur du réacteur oblige à .
faire appel à des systèmes compliqués de déplacement des chariots.
La présente invention vise notamment à pallies ces inconvénients.
Elle propose, à cet effet, une installation de traitement
thermolytique de déchets, comportant
- un four de thermolyse sensiblement horizontal et destiné à recevoir au moins
un chariot de réception des déchets destinés à être traités par thermôlyse ;
caractérisé.par
- des moyens de transport de chariots, pour amener, sous atmosphère inerte,
chaque chariot chargé de déchets auprès d'une porte étanche d'accès au
four et les récupérer, sous atmosphère inerte, après traitement de
thermolyse, auprès de cette porte ou auprès d'une porte étanche de sortie du
four ;
- des moyens de transfert de chaque chariot des moyens de transport au four
de thermo¿yse et vice-versa ; et
- des moyens pour établir un raccord étanche entre les moyens de transport et
le four de thermolyse lors du transfert de chaque. chariot des moyens de
transport vers le four de thermolyse et vice-versa.
I1 est ainsi possible d'accéder directement à la ou aux portes)
d'accès au four de thermolyse, sans avoir à passer par une quelconque
chambre.
En outre, aucune porte n'encombre l'intérieur du four de
thermolyse. En fait, les moyens de transport sous atmosphère inerte servent
ici
de sas isolant le four de thermolyse vis a vis de l'extérieur, tant lorsque
l'on
introduit un chariot chargé de déchets dans le four que lorsque l'on en
récupère
un chariot chargé de résidus. ,
Dans un mode de réalisation préféré, le four comporte des
moyens d'entraînement de plusieurs chariots dans le four de thermolyse, entre
une porte d'entrée étanche et une porte de sortie étanche.
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En variante, l'installation peut comporter une pluralité de
chambres indépendantes, formant chacune un four de thermolyse pour un seul
chariot chargé de déchets et ayant chacune une porte d'accès étanche de
passage du chariot, chacune de ces chambres étant desservie par les moyens
de transport.
Préférentiellement, l'installation comporte également une zone de
refroidissement de chacun des chariots chargé de résidus, équipée d'une porte
d'accès étanche et desservie par les moyens de transport.
Le refroidissement des chariots peut être effectué au moyen d'un
fluide gazeux froid, d'azote ou encore d'eau.
Comme on peut le constater, grâce à la présente invention, il est
possible de réaliser l'installation de traitement thermolytique de déchets
sous ia
forme d'une pluralité de modules autonomes desservis par les moyens de
transport. L'homme du métier dispose ainsi de plus de liberté de conception et
d'agencement.
Selon des dispositions préférées, les moyens de transport
comportent au moins un chargeur circulant sur des rails et définissant une
chambre de réception d'un chariot fermée de manière étanche par une porte.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif,
en
regard des dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue en plan très schématique d'une installation selon
(invention ;
- la figure 2 est une vue en plan très schématique d'une variante de
l'installation selon l'invention ; et
- la figure 3 est une vue en plan très schématique d'une autre variante de
l'installation selon l'invention.
Sur la figure 1 est représentée une installation de traitement
thermolytique de déchets, tels que des déchets urbains et/ou industriels,
conforme à la présente invention. Elle comporte notamment une zone ou unité
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de chargement de chariots, un four de thermolyse 20, une unité de
refroidissement de résidus 30 et des moyens de transport des chariots 40.
L'unité de chargement 10 est équipée d'une trémie 11 pour charger
des chariots 12 de déchets destinés à être traités dans le four de thermolyse
20.
5 Le chariot 12 chargé de déchets est ensuite amené à une porte de
sortie 13 de l'unité 10 ou placé dans une position d'attente avant d'être
présenté
à cette porte 13. La position d'attente est représentée par le chariot 12
placé à
l'extrémité droite de l'unité 10 sur (a figure 1.
Les chariots 12 utilisés dans la présente installation peuvent par
10 exemple être du type de ceux décrits dans la demande de brevet
international
WO-98/16594, qui comportent deux poutrelles parallèles reposant en roulement
sur deux rangées de galets.
Ces chariots 12 sont ensuite transférés, un par un, aux moyens de
transport 40 pour être amenés au four de thermolyse 20.
A cet effet, les moyens de transport 40 comportent un chargeur 41
monté mobile sur des rails 42, de manière à ce que le chargeur 41 puisse
desservir l'unité de chargement 10, ie four de thermolyse 20 et la zone de
refroidissement 30.
Le chargeur 41 définit une chambre de réception d'un chariot 12,
fermée de manière étanche par une porte 43.
Pour amener un chariot 12 au four de thermolyse, ce chargeur 41
va se présenter devant la porte 13 de l'unité de chargement 10. Les portes 13
et
43 sont ensuite ouvertes et le chariot chargé de déchets à traiter est
transféré au
chargeur 41.
Les moyens permettant le transfert du chariot de l'unité 10 au
chargeur 41, mais aussi du chargeur 41 au four de thermolyse 20 ou vice-versa
et à l'unité de refroidissement 30 sont constitués par un bras manipulateur 45
en
traction ou~en poussée.
La porte 43 permet de fermer, de manière étanche, le chargeur 41.
Elle est par exemple constituée par une porte mobile transversalement dans des
logements étanches (registre). La porte 13 peut également être de ce type.
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Afin d'éviter que de Pair ne pénètre dans le four de thermolyse 20 et
ne provoque la combustion des déchets qui y sont présents, lors du transfert
d'un
.. chariot du chargeur 41 vers ce four 20, le chargeur 41 est, après
récupération
d'un chariot 12 chargé de déchets à traiter, vidé d'air et mis sous atmosphère
5 inerte. Pour ce faire, des moyens de pompage (non visibles sur la figure 1)
sont
raccordés au chargeur 41, par l'intermédiaire d'un raccord. Après avoir vidé
d'air
le chargeur 41 à l'aide de ces moyens de pompage, un gaz inerte, tel que de
l'azote, est injecté à l'intérieur du chargeur 41 à partir d'une source de gaz
inerte.
De tels moyens de mise sous vide et d'injection de gaz inerte étant bien
connus
de l'homme du métier, ils ne seront pas décrits plus en détails ici. On notera
simplement que ces moyens peuvent, en variante, ëtre montés directement sur le
chargeur 41.
Une fois le chargeur 41 sous atmosphère inerte, il est amené en
face d'une porte d'entrée étanche 21 du four de thermolyse 20.
Des moyens pour établir un raccord étanche entre le chargeur 41 et
le four de thermolyse 20 sont alors déployés. II s'agit en l'espèce d'un
soufflet 22
monté autour de la porte 21. Ce soufflet 22 est à (état replié sur la figure
1, car le
chargeur se trouve, sur cette figure, en face d'une porte de sortie étanche 23
du
four 20. Comme on peut le voir sur cette figure 1, un soufflet 24, identique
au
soufflet 22, est également monté autour de la porte 23 et est représenté à
l'état
déployé.
En variante, des éléments gonflables peuvent être utilisés en lieu et
place des soufflets 22 et 24. Ces moyens d'établissement de raccord étanche
peuvent également être montés, si on le souhaite, sur le chargeur 41.
En tant que de besoin, lors du transfert d'un chariot 12 du chargeur
41 vers le four 20 ou vice-versa, l'interface entre le chargeur 41 et ie four
20
pourra être soumise à un balayage de gaz inerte pendant ia durée du transfert.
Des capteurs (non représentés), tels que des capteurs d'efforts
permettant de s'assurer que les portes 21 et 23 sont bien plaquées sur les
dormants respectifs, sont, par ailleurs, prévus pour interdire toute ouverture
des
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portes 21 et 23, tant qu'un raccord étanche n'est pas établi entre le chargeur
41
et le four 20.
Le soufflet 22 est donc déployé et vient s'appliquer contre le
chargeur 41 pour obtenir un raccord étanche, qui est ensuite mis sous
atmosphère inerte. Ensuite, les portes 21 et 43 sont ouvertes et le chariot 12
~
chargé de déchets à traiter est introduit dans le four 20.
A cet égard, on notera que les portes 21 et 23 sont également des
portes étanches, telles que par exemple des portes actionnées par des vérins
et
mobiles transversalement dans des logements étanches (registres). Ces portes
peuvent être mobiles horizontalement ou verticalement.
Plusieurs chariots 12 circulent à l'intérieur du four de thermolyse
entre la porte d'entrée 21 et la porte de sortie 23. L'entraînement des
chariots 12
est ici un entraînement par chaîne pousseuse ou système à cliquets. Ces
chariots sont guidés au moyen de galets et de rouleaux de manutention.
En ce qui concerne le traitement thermolytique lui-même, on se
référera à la demande de brevet international WO-98/16 594 précitée pour plus
de détails.
On rappellera simplement que le four de thermolyse 20 comporte
une ligne d'alimentation (non visible sur la figure 1) en fluide gazeux chaud,
débouchant dans le four 20, une ligne d'extraction (non visible sur la figure
1 ) des
gaz du four de thermolyse et des moyens de raccordement fluidique (non
visibles
sur la figure 1) pour établir un raccord fluidique temporaire entre la ligne
d'alimentation et une zone de raccordement prévue sur le chariot 12 et
communiquant avec une zone de réception des déchets de ce chariot 12. II est
ainsi possible d'injecter le fluide gazeux chaud directement dans la charge
pour
effectuer la thermolyse.
Une chaudière (non représentée sur la figure 1) est raccordée
fluidiquement à la ligne d'extraction et adaptée à brûler une partie au moins
des
gaz issus du four de thermolyse et un moyen de recyclage (non représenté sur
la
figure 1 ) des gaz de combustion de la chaudière est prévu pour produire le
fluide
gazeux chaud.
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Ce fluide gazeux chaud peut comporter
(i) des gaz de thermolyse formés dans le four de thermolyse 20 et extraits
préalablement de celui-ci par la ligne d'extraction,
(ü) des gaz de combustion de la chaudière, ou encore
(iii) des gaz de thermolyse issus de traitement des gaz de thermolyse formés
dans le four 20 et extraits préalablement par la ligne d'extraction.
Pour ce traitement, l'installation peut comporter, un échangeur de
chaleur disposé en aval de la ligne d'extraction, dans lequel on fait passer
les
gaz extraits de la chambre de thermolyse par la ligne d'extraction, en tant
que
fluide chaud, un train de fractionnement disposé en aval de l'échangeur de
chaleur dans lequel on fait passer les gaz refroidis par l'échangeur de
chaleur
pour obtenir des fractions séparées contenant, respectivement, des
hydrocarbures lourds, des hydrocarbures légers, de l'eau et des gaz
incondensés à faible température, une ligne de recyclage raccordée à
l'échangeur de chaleur, en aval du train de fractionnement, de manière à
amener une partie des gaz incondensés à faible température dans l'échangeur
de chaleur, en tant que fluide froid, pour en élever la température, cette
ligne
de recyclage étant reliée à la ligne d'alimentation et passant par la
chaudière
pour réchauffer les gaz circulant dans cette ligne de recyclage par combustion
d'une autre partie des gaz incondensés à faible température dans la chaudière.
On notera encore que le chariot comporte un bac avec une grille
ou des buses (non visibles sur la figure 1) débouchant du fond du bac et
raccordées fluidiquement par un système tubulaire ou répartiteur à la zone de
raccordement précitée.
Les moyens de raccordement fluidique précités (non représentés
sur la figure 1) comportent un dispositif télescopique mobile entre une
position
de raccordement fluidique à la zone de raccordement d'un tuyau surmonté d'un
soufflet et dont l'autre extrémité est raccordé à la ligne d'alimentation et
une
position à l'écart du chariot 12.
Le fluide gazeux chaud est injecté à une température de l'ordre de
650°C dans le four de thermolyse qui est maintenu à une pression
constante
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comprise entre 100 mbars et 1200 mbars absolus, en fonction du produit à
traiter.
Ainsi, les déchets sont tout d'abord déshydratés, puis portés à ,
leur température de thermolyse au fur et à mesure que le chariot 12 avance
dans le four de thermolyse 20. ,
Après traitement, le chariot 12 est récupéré par le chargeur 41 à
l'emplacement de la porte de sortie 23. Le soufflet 24 est déployé lors du
transfert, pour établir un raccord étanche entre la porte 23 et le chargeur
41.
La récupération du chariot 12 se fait ainsi à nouveau sous
atmosphère inerte, c'est à dire en l'absence d'oxygène libre. En pratique,
cette
atmosphère inerte est, lors du transfert, composée d'un mélange de gaz de
thermolyse et d'azote.
Ici à nouveau, le chargeur 41 forme un sas isolant le four de
thermolyse 20 de l'environnement extérieur lorsqu'on en extrait un chariot 12
chargé de résidus.
Après transfert du chariot 12, tes portes 23 et 43 sont refermées.
Le chargeur 41 amène alors le chariot 12 chargé de résidus à
l'unité de refroidissement 30. Les résidus y sont déversés dans une piscine
d'où ils sont ensuite extraits, puis triés pour être recyclés.
Avant cela, le chariot 12 qui s'y trouve, est refroidi à l'aide d'un
fluide gazeux froid, à l'eau ou à l'azote.
La porte d'accès 31 de l'unité de refroidissement 30 est
également une porte étanche du type précité, autour de laquelle est monté un
soufflet 32 pour établir un raccord étanche avec le chargeur 41 lors du
transfert
d'un chariot entre ce dernier et l'unité de refroidissement 30. Cefa permet de
maintenir . la même atmosphère entre le chargeur 41 et l'unité de
refroidissement 30 et d'éviter les sorties de gaz viciés dans l'ambiance-
atelier.
Cette unité de refroidissement est également pourvue d'une vis ,
extractrice 33.
Le chargeur 41 peut ensuite aller récupérer un nouveau chariot 12
chargé de .déchets à l'emplacement de la porte 13 de l'unité de chargement 10.
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La figure 2 représente un mode de réalisation ou lés éléments 4
similaires à ceux de la figure 1 sont désignés par les mëmes repères
numériques.
Les principales différences de cette installation par rapport à celle
de la figure 1 découlent de l'agencement de l'unité de chargement 10. La zone
de présentation des chariots 12 à la porte de sortie a été remplacée par deux
cellules ou chambres indépendantes 14, 14'. De ce fait, comme le montre
également la figure 2, le schéma de circulation des chariots 12 a été
sensiblement modifié par rapport à la figure 1, afin de pouvoir desservir
chacune des cellules 14, 14' en chariots 12 chargés de déchets.
Chacune de ces cellules 14, 14' est équipée d'une porte d'entrée
15, 15', par laquelle pénètre le chariot 12 chargé de déchets et d'une porte
de
sortie 16, 16', auprès de laquelle le chargeur 41 vient récupérer un chariot
12
chargé de déchets.
Dans le cas de ce mode de réalisation, ia mise sous vide et sous
atmosphère inerte peut être effectuée au sein de ces cellules 14, 14', auquel
cas, les cellules 14, 14' devront être équipées de portes étanches du type
précité et d'un soufflet pour effectuer un raccord étanche avec le chargeur
41,
si ce dernier n'en est pas équipé.
Pour le reste, ia structure et le fonctionnement de cette installation
sont sensiblement similaires à ceux décrits à l'appui de ia figure 1.
La figure 3 représente une autre variante de réalisation de
finstaUation conforme à la présente invention, où les éléments similaires à
ceux
de la figure 1 sont désignés par les mêmes repères numériques.
Les principales différences de cette installation par rapport à celle
de ia figure 1 sont les suivantes
L'installation comporte une pluralité de chambres indépendantes
20a - 20j, formant chacune un four de thermolyse pour un seul chariot 12
chargé de. déchets et ayant chacune une porte d'accès étanche 21 a - 21 j de
passage du chariot 12.
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Dans le cas du mode de réalisation dé la figure 3, ces chambres
20a - 20j sont regroupées pour recevoir deux chariots.
Dans d'autres modes de réalisation, les chambres pourront être
regroupées pour recevoir trois chariots, par exemple, ou être indépendantes
5 (réception d'un chariot par chambre indépendante). . '
Afin de satisfaire le temps de cycle dans ce mode de réalisation,
les chambres 20a - 20j sont desservies par deux chargeurs 41, 41', qui sont
équipés de deux soufflets 44, 44' identiques aux soufflets 22 et 24 montés sur
les portes 21 et 23 de l'installation de la figure 1.
10 - Ces chargeurs 41, 41' récupèrent les chariots 12 entre les
chambres 20b et 20i.
L'unité de chargement 10 comporte deux voies 17, 18 sur
lesquelles peuvent ëtre disposés des chariots 12 en attente de chargement
auprès de la trémie 11.
Des galets de manutention, du type de ceux mentionnés supra à
propos de l'installation de la figure 1, sont également visibles sur cette
figure 3.
Seuls deux d'entre eux portent un repère numérique, à savoir le repère 25.
II va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à
titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être
proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, notamment, il est possible de mettre en oeuvre des fours
comportant plusieurs files de circulation de chariots 12 chargés de déchets.
Les chambres, telles que celles portant ies repères numériques
20a - 20j de la figure 3, peuvent être équipées d'une porte avant et d'une
porte
arrière étanche si on souhaite, par exemple, mettre en oeuvre un autre schéma
de circulation.
Les chambres 20i et 20j pourront, par exemple, être utilisées pour
le refroidissement de chariots 12 chargés de résidus à l'aide d'un fluide
gazeux
froid, avant leur transfert à l'unité 30 de refroidissement par immersion des
résidus dans une piscine. Dans ce cas, ces chambres 20i et 20j ne sont bien
évidemment plus utilisées pour la thermolyse.
