Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
1
Dispositif de traitement thermique d'un produit
comprenant au moins un élément chauffant et procédé
correspondant
DESCRIPTION
La présente invention concerne un dispositif de traitement
thermique.
La présente invention concerne également un procédé pour
traiter thermiquement un produit mis en uvre par un tel
dispositif.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Les dispositifs de traitement thermique couramment
utilisés dans l'industrie comprennent en général un organe
de transfert et un moyen chauffant réalisant le traitement
thermique.
La présente demanderesse a ainsi proposé dans son brevet
EP 2 218 300 un dispositif de traitement thermique
comportant une enceinte et des moyens de convoyage du
produit entre l'entrée de l'enceinte et la sortie de
l'enceinte qui comprennent une vis montée pour tourner dans
l'enceinte selon un axe géométrique de rotation et des
moyens d'entraînement en rotation de la vis. Le dispositif
comporte en outre des moyens de chauffage de la vis par
effet Joule.
Le produit à traiter est usuellement introduit à l'entrée
de l'enceinte sous forme de solides divisés. La vis pousse
de façon continue le produit vers la sortie de l'enceinte.
Du fait de la température de la vis, le produit est chauffé
au fur et à mesure de sa progression ce qui permet son
traitement thermique.
Ce type de dispositif permet ainsi efficacement de traiter
tout type de produit.
Néanmoins un tel agencement ne permet pas toujours
d'envisager un traitement thermique à hautes températures.
La présente demanderesse a alors proposé dans son brevet
EP 2 218 300 d'avoir une enceinte présentant des parois
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
2
internes en matériau réfractaire, la vis constituant un
moyen de chauffage des parois internes de sorte que
lesdites parois internes constituent elles-mêmes des
moyens de chauffage par rayonnement des solides divisés
qui progressent dans l'enceinte.
Dès lors le produit est chauffé par la vis et par les
parois internes ce qui permet de travailler le produit à
plus hautes températures.
Néanmoins la vis ne doit pas être elle-même portée à des
températures trop importantes au risque sinon d'être
endommagée.
Si le traitement thermique d'un produit entraîne à la fois
la production d'un gaz mais également de résidus, ceux-ci
vont avoir tendance à refroidir la vis sur tout le long de
l'enceinte ce qui limite une montée en température trop
importante de la vis.
Néanmoins si le traitement thermique n'entraîne pas ou peu
de production de résidus, le produit ne peut plus refroidir
la vis à mesure que l'on se rapproche de la sortie de
l'enceinte et que le produit est transformé en gaz.
En conséquence pour protéger la vis il est connu d'agencer
un capteur de température au niveau de la sortie de
l'enceinte et de couper momentanément l'alimentation
électrique de la vis lorsque la température fournie par le
capteur dépasse une température de consigne, le temps pour
la vis de refroidir.
L'inconvénient est que la portion de la vis au niveau de
la sortie de l'enceinte est également celle qui est la plus
longue à refroidir. En conséquence, l'alimentation
électrique n'est pas toujours relancée assez rapidement
pour que la portion de vis en début d'enceinte soit
suffisamment chaude pour assurer le traitement thermique
du produit.
Ceci à tendance à entraîner une accumulation de produit
non transformé dans l'enceinte et donc un blocage de la
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
3
vis. C'est notamment le cas lorsque le produit solide et
divisé au départ, lorsqu'il est soumis à des températures
élevées, passe par une phase de ramollissement voire de
fonte partielle entrainant un blocage de la vis prise en
masse dans le flux de produit fondu et visqueux. Ceci est
particulièrement le cas si le produit à traiter est un
polymère.
OBJET DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de proposer un dispositif de
traitement thermique d'un produit qui limite un risque de
blocage de la vis par le produit.
Un but de l'invention est de proposer un procédé pour
traiter thermiquement un produit mis en uvre par un tel
dispositif.
RESUME DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose un dispositif
de traitement thermique d'un produit comportant :
- une enceinte comprenant une enveloppe en matériau
réfractaire,
- une vis montée pour tourner dans l'enveloppe selon un
axe géométrique de rotation afin de déplacer le produit
entre une entrée de l'enveloppe et une sortie de
l'enveloppe, la vis formant par ailleurs un moyen chauffant
de traitement thermique du produit par alimentation
électrique de la vis.
Selon l'invention, le dispositif comporte au moins un
élément chauffant pour chauffer en service l'enveloppe,
l'élément chauffant étant agencé à l'intérieur d'au moins
l'une des parois de l'enveloppe.
De la sorte, on peut venir compléter et/ou suppléer le
traitement thermique du produit par la vis par
l'intermédiaire de l'enveloppe réfractaire et de l'élément
chauffant astucieusement agencé dans l'enveloppe
réfractaire.
On limite ainsi un risque de blocage de la vis par le
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
4
produit en s'aidant de l'élément chauffant pour pouvoir
compléter et/ou suppléer le traitement thermique du produit
par la vis par exemple le temps que la vis refroidisse dans
le cas où son alimentation électrique a été temporairement
arrêtée.
Ainsi on peut poursuivre le traitement thermique du produit
avec une solution par ailleurs peu coûteuse en énergie.
L'invention permet ainsi d'optimiser la qualité et la
surface de chauffe transmise à l'intérieur de l'enveloppe.
De façon avantageuse l'invention est adaptable à des
dispositifs existants par perçage d'au moins l'une des
parois de l'enveloppe pour y introduire l'élément
chauffant.
En outre, l'élément chauffant étant agencé à l'intérieur
d'une ou de parois de l'enveloppe, il est ainsi protégé de
l'atmosphère présente à l'intérieur de l'enveloppe due au
traitement thermique du produit ; atmosphère pouvant
potentiellement être corrosive selon le produit à traiter.
Optionnellement l'élément chauffant est agencé au niveau
de l'entrée de l'enveloppe.
Optionnellement le dispositif ne comporte que des éléments
chauffants agencés en entrée de l'enveloppe.
Optionnellement le dispositif comporte au moins une paire
d'éléments chauffants s'étendant de part et d'autre de
l'enveloppe.
Optionnellement au moins un élément chauffant est agencé
de sorte à s'étendre au moins dans l'un des flancs latéraux
de l'enveloppe.
Optionnellement le dispositif comporte au moins deux
éléments chauffants s'étendant parallèlement entre eux et
aux parois dans lesquels ils s'étendent.
Optionnellement le dispositif comporte au moins deux
éléments chauffants s'étendant verticalement.
Optionnellement l'élément chauffant s'étend sur entre 75
et 95 % de la hauteur de l'enveloppe.
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
Optionnellement l'élément chauffant est une résistance
chauffante.
Optionnellement l'élément chauffant est une cartouche
chauffante.
5 Optionnellement le dispositif comporte une platine de
fixation des éléments chauffants à l'enceinte.
Optionnellement la platine comporte au moins une ouverture
dans laquelle est agencée au moins une réglette comprenant
au moins un orifice apte à recevoir au moins un élément
chauffant.
Optionnellement le dispositif comporte un organe de mesure
de la température à l'intérieur d'au moins l'une des parois
de l'enveloppe.
Optionnellement le dispositif comporte une unité de
commande contrôlant au moins l'élément chauffant à partir
des données échangées avec l'organe de mesure.
Optionnellement le dispositif comprend une chemine raccor-
dée d'une part à l'entrée de l'enveloppe et d'autre part à
une entrée d'air pour l'introduction d'un débit d'air con-
trôlé dans l'enceinte.
L'invention concerne également un procédé pour traiter
thermiquement un produit mis en uvre par un tel disposi-
tif, le procédé comprenant l'étape d'utiliser l'élément
chauffant lorsque la vis n'est pas alimentée électrique-
ment.
Optionnellement on introduit comme produit dans l'enve-
loppe un produit dont le traitement thermique ne produit
pas ou de résidus.
Optionnellement le produit est une matière polymérique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-
sortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode
de réalisation particulier non limitatif de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
6
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la
description qui suit en référence aux figures annexées
parmi lesquelles :
[Fig. 1] La figure 1 est une vue schématique d'un disposi-
tif selon un mode de réalisation particulier de l'inven-
tion,
[Fig. 2] La figure 2 est une vue en coupe transversale
schématique du dispositif illustré à la figure 1,
[Fig. 3] La figure 3 est une vue en perspective d'une
enceinte du dispositif illustré à la figure 1.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
A la figure 1 est représenté le dispositif de traitement
thermique d'un produit selon un mode de réalisation
particulier de l'invention, généralement désigné en 1.
Le dispositif 1 est ici applicable à la gazéification de
déchets, par exemple végétaux, ou bien encore polymérique,
afin de produire un gaz de synthèse ou bien encore un gaz
méthane ou encore du dihydrogène.
Bien entendu, cette application n'est pas limitative et le
dispositif 1 pourra être utilisé pour de nombreuses autres
applications. On peut citer par exemple le chauffage, la
torréfaction, la pyrolyse, la gazéification, la
dévolatilisation, la dessiccation ...
Le dispositif 1 comporte une enceinte 2, de direction
générale essentiellement horizontale, qui est maintenue à
distance du sol par des piètements.
Le produit est ici introduit dans l'enceinte 2 sous forme
de solides divisés. Les solides divisés peuvent être sous
forme de poudres, granulés, morceaux, fibres, feuillets ...
et être de nature végétale, minérale, chimique ... Le produit
peut ainsi être de tout type (bois, plastique, boue, déchet
L'enceinte 2 comporte au moins une entrée 4 aménagée dans
le couvercle de l'enceinte 2 sensiblement au niveau d'une
première extrémité longitudinale de l'enceinte 2. Selon un
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
7
mode de réalisation particulier, le dispositif comporte
une cheminée d'entrée 5 qui est connectée de façon étanche
à l'entrée 4 de l'enceinte. La cheminée d'entrée 5 est par
exemple connectée à un dispositif de broyage, de
compactage, d'extrusion, de fusion, de dosage ou de
granulation du produit considéré en solides divisés. La
cheminée d'entrée 5 peut aussi être connectée à une entrée
d'air de manière à améliorer un traitement de gazéification
par combustion partielle d'un produit dans l'enceinte 2 du
fait d'une entrée d'air (et donc d'oxygène) contrôlée. On
note que le produit est alors introduit dans l'enceinte 2
par la même cheminée d'entrée 5 que l'air.
L'enceinte 2 comporte en outre au moins une première sortie
6 aménagée ici dans le fond de l'enceinte 2 sensiblement
au niveau de la deuxième des deux extrémités longitudinales
de l'enceinte 2.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif
comporte une première cheminée de sortie 7 qui est
connectée de façon étanche à la première sortie 6 de
l'enceinte 2. La première cheminée de sortie 7 est par
exemple connectée à un dispositif de refroidissement du
produit ou à un dispositif de post-traitement du produit.
L'enceinte 2 comporte ici une deuxième sortie 8 pour
récupérer des sous-produits gazeux issus du traitement des
solides divisés. La nature des sous-produits gazeux
concernés dépendra du type de traitement concerné : il
pourra ainsi s'agir de gaz, de fumée, de vapeur d'eau, de
métal lourd ....
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif 1
comporte une cheminée de sortie 9 qui est connectée de
façon étanche à la deuxième sortie 8 de l'enceinte 2. La
cheminée de sortie 9 est par exemple connectée à un
dispositif de post-traitement des sous-produits gazeux par
exemple pour purifier lesdits sous-produits gazeux.
L'enceinte 2 présente ici une section rectangulaire.
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
8
L'enceinte 2 est par exemple en matière métallique.
Typiquement l'enceinte 2 est en acier, comme en acier
inoxydable, et par exemple amagnétique.
Des caissons 3 sont fixés à chacune des extrémités
longitudinales de l'enceinte 2.
Le dispositif 1 comprend une vis 10 ayant un axe
longitudinal X et montée pour tourner autour dudit axe
longitudinal X dans l'enceinte 2, l'axe longitudinal X
étant ici parallèle à la direction générale de l'enceinte
2. L'axe longitudinal X est donc ici horizontal.
En l'espèce, la vis 10 a une forme de serpentin hélicoïdal
qui est fixé à ses deux extrémités en bout d'un tronçon
d'arbre, mais ceci ne constitue naturellement qu'un
exemple, et l'on pourra utiliser toute autre géométrie de
type hélicoïdal.
La vis 10 est ainsi dépourvue elle-même d'arbre à
proprement parler.
Chaque tronçon d'arbre est relié à son autre extrémité, à
un arbre coaxial qui passe dans le caisson associé.
Chaque caisson 3 est équipé de moyens servant à entraîner
en rotation la vis 10, ainsi que des moyens assurant
l'alimentation en énergie électrique de la vis 10 afin que
celle-ci forme un moyen de chauffage par effet Joule. La
vis 10 constitue donc un moyen de transfert chauffant.
A cet effet la vis 10 est formée dans sa masse d'un matériau
électriquement conducteur.
Par ailleurs, le dispositif comporte une enveloppe 11 en
matériau réfractaire qui est agencée dans l'enceinte. En
réalité, la vis 10 s'étend directement à l'intérieur de
cette enveloppe 11 qui est donc elle-même agencée à
l'intérieur de l'enceinte 2. Plus précisément ici la vis
10 repose sur un fond 12 de l'enveloppe 11.
La vis 10 forme en plus de ses fonctions de chauffage
direct des produits venant à son contact et de transfert
longitudinal desdits produits, un chauffage de l'enveloppe
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
9
11 qui constitue ainsi elle-même un chauffage par
rayonnement de la masse de solides divisés.
L'enveloppe 11 a une direction générale essentiellement
horizontale confondue ou parallèle à la direction générale
de l'enceinte 2. Plus précisément l'enveloppe 11 s'étend
entre l'entrée et la sortie de l'enceinte 2 et comporte de
façon correspondante une entrée 4 et deux sorties 6, 8 pour
le raccordement de la cheminée d'entrée 5 et des deux
cheminées de sortie 7, 9 à l'enveloppe 11. Le produit
circule ainsi dans l'enceinte 2 à travers l'enveloppe 11.
Dans le cas présent, l'enveloppe 11 comporte le fond 12
précité prolongé par deux flancs latéraux 13a, 13b, un
plafond 16 de l'enveloppe ainsi qu'une paroi arrière 15 et
avant 14 refermant le tout.
De préférence, l'enveloppe 11 est également conformée de
sorte qu'au moins une partie du contour interne de
l'enveloppe 11 suive le contour externe de la vis 10.
Dans le cas présent seul le fond 12 épouse le contour de
la vis 10 reposant sur lui.
De la sorte, on limite un espace entre la vis 10 et
l'enveloppe 11 en partie basse de l'enveloppe.
Du fait que la vis 10 est formée dans sa masse d'un matériau
électriquement conducteur, et est reliée à au moins une
source d'alimentation en énergie électrique, il est
préférable que l'enveloppe 11 soit réalisée en un matériau
qui est à la fois réfractaire et isolant électriquement.
Il pourra par exemple s'agir d'un béton réfractaire ou d'un
matériau céramique réfractaire tel que ceux couramment
utilisés pour réaliser des parois de fours. De tels
matériaux ont un point de fusion très élevés et notamment
supérieurs à 2000 degrés Celsius. L'enveloppe 12 est par
exemple à base d'alumine (A1203).
Dans le cas présent, les cheminées 5, 7, 9 sont de
préférence également réalisés en matériau réfractaire de
même nature que celui de l'enveloppe 11.
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
Selon un mode de réalisation préféré, l'enceinte 2 et
l'enveloppe 11 ne sont pas en contact l'une de l'autre.
Ainsi, le dispositif 1 comporte une couverture
intermédiaire 26 en matière thermiquement isolante
5 s'étendant entre l'enveloppe 11 et l'enceinte 2. La
couverture est par exemple en laine de roche ou en un
matériau plus technique et plus résistant à de très hautes
températures.
Selon l'invention, le dispositif 1 comporte au moins un
10 élément chauffant agencé dans au moins l'une des parois de
l'enveloppe 11.
De préférence, le dispositif 1 comporte au moins une paire
d'éléments chauffants 17a, 17b. Le dispositif comporte ici
entre une et six paires d'éléments chauffants et de
préférence entre deux et cinq paires d'éléments chauffants.
Au moins un élément chauffant est par exemple agencé de
sorte à s'étendre au moins dans l'un des flancs de
l'enveloppe.
Dans le cas présent, les éléments chauffants 17a, 17b de
la même paire sont chacun agencés respectivement dans l'un
des flancs 13a, 13b de l'enveloppe 11 de sorte à se faire
face.
Les éléments chauffants 17a, 17b s'étendent ainsi sur les
côtés de l'enveloppe 11 de part et d'autre de celle-ci.
De préférence, les éléments chauffants 17a, 17b d'une même
paire se trouvent au même niveau selon la direction
générale de l'enveloppe 11 (direction parallèle ou
confondue à l'axe longitudinal X).
Les paires d'éléments chauffants sont régulièrement
espacés les unes des autres le long de la direction
générale de l'enveloppe 11.
Les éléments chauffants d'un même côté de l'enveloppe 11
s'étendent sur un segment dont la longueur (soit la
distance séparant les deux éléments chauffants
d'extrémités du segment) représente entre 5 et 25% de la
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
11
longueur totale de l'enveloppe 11 et typiquement entre 10
et 20%. Préférentiellement, le segment débute au niveau de
la paroi avant 14 de l'enveloppe 11, les éléments
chauffants 17a, 17b étant ainsi agencés à l'avant de
l'enveloppe 11 et de préférence autour de l'entrée 4 de
l'enveloppe 11.
Ainsi, les éléments chauffants 17a, 17b sont agencés dans
la partie amont de l'enveloppe 11.
Dans le cas présent, une première paire d'éléments
chauffant 17a, 17b est agencée au tout début de l'enveloppe
11 en amont de l'entrée 4 de l'enveloppe 11. De préférence
une deuxième paire d'éléments chauffants 17a, 17b (non
visible ici) est agencée au niveau de l'entrée 4, de part
et d'autre de celle-ci. Le reste des paires d'éléments
chauffants 17a, 17b est agencé à la suite.
Les éléments chauffants 17a, 17b sont tous identiques ici.
En variante, les éléments chauffants 17a, 17b ne sont pas
tous identiques entre eux. Par exemple, les éléments
chauffants sont configurés pour chauffer différemment
l'enveloppe 11 selon leur emplacement.
Chaque élément chauffants 17a, 17b s'étend rectilignement.
Les éléments chauffants 17a, 17b
s'étendent
préférentiellement de manière parallèle les uns par rapport
aux autres. Les éléments chauffants 17a, 17b s'étendent
ici sensiblement à la verticale.
De préférence les éléments chauffants 17a, 17b s'étendent
tous non seulement dans les flancs 13a, 13b de l'enveloppe
11 mais également en partie dans son fond 12. Les éléments
chauffants 17a, 17b ne dépassent toutefois pas du fond 12
ni même des flancs 13a, 13b.
Ainsi, les éléments chauffants 17a, 17b s'étendent ici sur
entre 75 et 95 % de la hauteur de l'enveloppe 11 et
préférentiellement entre 80 et 95% de ladite hauteur.
En revanche les éléments chauffants 17a, 17b dépassent du
plafond 16 de l'enveloppe 11 et ici de l'enceinte 2.
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
12
En effet, dans le cas présent les éléments chauffants 17a,
17b sont des résistances chauffantes. Lesdits éléments
chauffants 17a, 17b sont donc raccordés à une alimentation
électrique pour que les éléments chauffants 17a, 17b
puissent former des moyens de chauffage par effet Joule de
l'enveloppe. A cet effet, les éléments chauffants 17a, 17b
sont raccordés à l'alimentation électrique au niveau de
leurs extrémités dépassant du plafond 16.
Dans le cas où les éléments chauffants ne sont pas
identiques entre eux ils peuvent ainsi présenter des
résistances différentes.
Chaque élément chauffant est ici une cartouche chauffante.
Chaque élément chauffant a donc une forme tubulaire de
section carré, ronde, rectangulaire ...
Optionnellement chaque élément chauffant est une cartouche
chauffante au nitrure de bore.
De telles cartouches sont bien connues de l'homme du métier
et ne seront donc pas détaillées ici.
Selon un mode de réalisation particulier, et comme plus
visible à la figure 3, l'enceinte 2 comporte une platine
18 de fixation des éléments chauffants 17a, 17b à
l'enceinte 2.
Typiquement la platine 18 comporte une embase 19 destinée
à être solidarisée au plafond de l'enceinte ou formant
elle-même tout ou partie du plafond. L'embase 19 comporte
typiquement deux ouvertures 20 s'étendant ici
rectilignement de part et d'autre de l'entrée 4, et
parallèlement à la direction longitudinale X. Chaque
ouverture 20 a ici une section rectangulaire.
La platine 18 comporte de manière correspondante deux
réglettes 21 (dont une seule est représentée ici) agencées
chacune respectivement dans l'une des ouvertures 20 de
l'embase 19 de manière à recouvrir lesdites ouvertures.
Chaque réglette 21 comporte une succession d'orifices
régulièrement réparties le long de la réglette 21 de sorte
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
13
à former une ligne parallèle à la direction longitudinale
X. Chaque orifice est par ailleurs apte à recevoir l'un
des éléments chauffants 17a, 17b.
Les réglettes 21 permettent donc de faciliter l'agencement
des éléments chauffants 17a, 17b dans l'enveloppe 11.
En particulier, si le dispositif 1 ne prévoyait pas
initialement d'élément chauffants 17a, 17b, le
positionnement de la platine 18 sur le plafond de
l'enceinte permet de visualiser aisément où les trous
doivent être percés dans l'enveloppe 11 pour y introduire
les éléments chauffants 17a, 17b: dans le prolongement de
l'un, plusieurs ou tous les orifices de l'une ou des
réglettes 21.
De façon avantageuse, un ou des joints peuvent être agencés
au niveau de la platine 18 pour assurer une étanchéité
thermique entre l'extérieur et l'intérieur de l'enveloppe
11. Typiquement un joint thermique peut être agencé entre
au moins l'une des réglettes 21 et l'ouverture 20
correspondante ou au niveau de chaque orifice d'au moins
l'une des réglettes 21.
On limite ainsi un risque de déperdition thermique.
Selon un mode de réalisation particulier, l'alimentation
électrique des éléments chauffants 17a, 17b provient d'une
source d'énergie électrique différente de celle alimentant
la vis 10. En conséquence le dispositif 1 comporte les
premiers moyens d'alimentation précités du dispositif 1
alimentant la vis 10 et des deuxièmes moyens d'alimentation
des éléments chauffants 17a, 17b qui sont distincts des
premiers.
De préférence, afin de contrôler les différents moyens
d'alimentation, le dispositif 1 comporte un premier organe
de mesure 22 de la température à l'intérieur de l'enveloppe
11. Le premier organe 22 est par exemple un capteur de
température.
De préférence, le premier organe 22 est agencé pour mesurer
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
14
une température au niveau de la sortie de l'enveloppe 11.
Le premier organe 22 est ici agencé pour mesurer une
température au niveau de la vis 10 et de préférence au
centre des spires de la vis 10.
Préférentiellement, le dispositif 1 comporte un deuxième
organe 23 de la température dans les parois de l'enceinte
11. Le deuxième organe 23 est par exemple un capteur de
température.
De préférence, le deuxième organe 23 est agencé pour
mesurer une température au niveau de l'entrée 4 de
l'enveloppe 11.
Le deuxième organe 23 est ici agencé pour mesurer une
température au niveau de l'un des éléments chauffants 17a,
17b.
Le dispositif 1 comporte une première unité de commande 24
de la vis 10 qui contrôle au moins la puissance électrique
délivrée à la vis 10 en fonction des données transmises
par au moins le premier organe de mesure 22. La première
unité de commande 24 est par exemple un calculateur, un
ordinateur, un micro-processeur ...
La vis 10 est ainsi commandée selon une température de
consigne (par exemple 700 degrés Celsius) régulée sur la
température mesurée par le premier organe de mesure 22
représentative de la zone la plus chaude de la vis 10.
En outre, le dispositif 1 comporte une deuxième unité de
commande 25 des éléments chauffants 17a, 17b qui contrôle
au moins la puissance électrique délivrée aux éléments
chauffants 17a, 17b en fonction des données transmises par
au moins le deuxième organe de mesure 23. La deuxième unité
de commande 25 est par exemple un calculateur, un
ordinateur, un micro-processeur ...
Préférentiellement, la deuxième unité de commande 25 des
éléments chauffants 17a, 17b contrôle au moins la puissance
électrique délivrée aux éléments chauffants 17a, 17b en
fonction des données transmises par au moins le deuxième
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
organe de mesure 25 et au moins le premier organe de mesure
24.
Les éléments chauffants 17a, 17b sont ainsi commandés selon
une température de consigne régulée sur la température
5 mesurée par le premier organe de mesure 22 représentative
de la zone la plus chaude de la vis et sur la température
mesurée par le deuxième organe de mesure 23 représentative
de la température de l'enveloppe 11 à l'entrée de la vis
10 soit à la zone la moins chaude de la vis 10.
10 Les différentes unités de commande 24, 25 sont par exemple
agencées dans les caissons 3 du dispositif 1 de même que
les différents moyens d'alimentation.
Ainsi en service, la vis 10 est alimentée de sorte que les
premiers moyens d'alimentation soient arrêtés lorsque la
15 température de la vis 10 en sortie de l'enveloppe 11
dépasse une température de consigne.
On limite ainsi un risque de détérioration de la vis 10.
Néanmoins, on contrôle également la température en entrée
d'enveloppe 11 par l'intermédiaire du deuxième organe de
mesure 23 : si elle descend en dessous d'une température
donnée et que la température en sortie de vis 10 n'est
toujours pas redescendue alors la deuxième unité de
commande 25 contrôle les deuxièmes moyens d'alimentation
pour entraîner l'alimentation des éléments chauffants 17a,
17b. Ceux-ci chauffent l'entrée 4 de l'enveloppe 11 afin
que l'enveloppe 11 continue à fournir un chauffage
suffisant pour assurer le traitement thermique du produit
et éviter ainsi son accumulation en entrée 4 d'enveloppe
11.
On note que c'est donc l'enveloppe 11 qui contribue en
réalité à chauffer le produit, les éléments chauffants 17a,
17b se contentant de maintenir l'enveloppe 11 à une
température adéquate.
Dès que la température en sortie d'enveloppe 11 est
redescendue sous une valeur acceptable, les premiers moyens
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
16
d'alimentation sont de nouveau commandés pour alimenter la
vis 10 alors que les deuxièmes moyens d'alimentation sont
arrêtés.
On assure ainsi de manière simple et efficace un très bon
traitement en continu du produit tout en évitant de trop
solliciter la vis 10. En particulier les éléments
chauffants 17a, 17b tendent à uniformiser la température
de la vis 10 sur toute sa longueur.
Un tel dispositif 1 et procédé sont particulièrement
avantageux dans le cas où le produit introduit dans
l'enveloppe 11 ne produit pas ou peu de résidus en sortie
d'enveloppe 11. En effet dans ce cas le produit ne peut
refroidir naturellement la vis 10 et empêcher un
différentiel de températures trop important entre l'entrée
et la sortie de l'enceinte 2.
On entend un produit qui ne produit pas ou peu de résidus,
un produit pour lequel pour cent parts en poids du produit
en entrée d'enveloppe 11 on récupère moins de dix parts en
poids de résidus (soit d'éléments solides) en sortie
d'enveloppe 11, le produit ayant massivement étant
transformé en gaz.
C'est par exemple le cas d'un produit de type polymère et
plus particulière d'un produit plastique.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui
vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute
variante reprenant, avec des moyens équivalents, les
caractéristiques essentielles énoncées plus haut.
En particulier, le dispositif pourra comporter un autre
nombre d'éléments chauffants que ce qui a été indiqué. Les
éléments chauffants pourront être agencés différemment de
ce qui a été indiqué. Par exemple au moins un élément
chauffant pourra être agencé au moins dans le plafond de
l'enveloppe ou dans le fond de l'enveloppe. Ainsi au moins
un élément chauffant pourra être agencé sensiblement à
l'horizontal dans l'enceinte. L'élément pourra ne pas être
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
17
agencé à la verticale ou à l'horizontale mais de manière
incliné relativement à la verticale et à l'horizontale.
Ainsi l'élément chauffant pourra être agencé à l'intérieur
d'au moins l'une des parois de l'enveloppe parallèlement
aux faces de ladite paroi.
L'élément pourra ne pas s'étendre de manière rectiligne.
Les éléments chauffants pourront être disposés autrement
dans l'enveloppe et être par exemple répartis sur tout le
long de l'enveloppe et non pas seulement au début de
l'enveloppe.
Les éléments chauffants pourront également être différent
de ce qui a été indiqué. Ainsi bien qu'ici l'élément
chauffant soit une cartouche chauffante au nitrure de bore,
l'élément chauffant pourra être une cartouche chauffante
au magnésie. L'élément chauffant pourra également ne pas
être une cartouche chauffante mais une plaque chauffante
ou bien une bougie. L'élément chauffant pourra également
ne pas être basé sur une résistance chauffante comme
précitée mais être par exemple une canalisation traversée
par un fluide chaud. De manière générale l'élément
chauffant pourra être tout élément permettant de chauffer
suffisamment l'enveloppe pour maintenir la température
d'au moins l'entrée de l'enceinte suffisante pour assurer
le traitement thermique du produit.
On pourra s'affranchir de la platine de fixation des
éléments chauffants ou bien choisir une platine conformée
différemment.
On pourra avoir un contrôle différencié des différents
éléments chauffants et non un contrôle en bloc des
différents éléments chauffants comme ce qui a été indiqué.
L'élément chauffant et la vis pourront être alimentés par
la même source d'alimentation électrique. En conséquence
le dispositif pourra comporter les mêmes moyens
d'alimentation pour la vis et les éléments chauffants.
De la même façon l'élément chauffant et la vis pourront
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
18
être contrôlés par la même unité de commande. En
conséquence le dispositif pourra comporter la même unité
de commande pour la vis et les éléments chauffants. Par
exemple l'unité de commande s'appuiera sur une loi de
commande basée sur une température donnée à partir de
laquelle les éléments chauffants sont activés, ladite
température correspondant à un pourcentage de la
température mesurée en sortie de l'enveloppe.
On pourra aussi avoir un nombre différent d'organe de
mesure que ce qui a été indiqué et/ou des organes de mesure
différents comme des organes de mesure de pression,
d'humidité, de vitesse de rotation, de présence ou non de
résidus en entrée d'enveloppe ... Chaque unité pourra ainsi
contrôler l'élément chauffant concerné par l'intermédiaire
d'un nombre différent d'organes de mesure que ce qui a été
indiqué. Les organes de mesure pourront être agencés à
d'autres endroits que ce qui a été indiqué. Ainsi l'organe
de mesure en entrée d'enveloppe pourra être agencé pour
mesurer la température à l'intérieur de l'enveloppe et non
à l'intérieur des parois de l'enveloppe.
Bien qu'ici il ne soit proposé d'utiliser les éléments
chauffants que si la vis n'est pas alimentée, d'autres
utilisations des éléments chauffants sont envisageables.
En particulier, on pourra utiliser les éléments chauffants
pour compléter le chauffage assuré par la vis soit pour
avoir un chauffage plus important soit pour limiter la
puissance électrique fournie à la vis.
On pourra aussi s'aider des éléments chauffants pour
amorcer le traitement thermique. Par exemple on pourra
commencer par réchauffer l'enveloppe afin que de la chaleur
soit diffusée à l'intérieur de l'enveloppe de manière
homogène, les parois extérieures de l'enveloppe étant elles
protégées par la couverture en matière thermiquement
isolante.
Par ailleurs la vis pourra être différente de ce qui a été
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
19
indiqué. En particulier la vis pourra présenter une
résistance qui varie le long de l'axe géométrique de la
vis comme proposé dans le brevet FR 2 995 986 de la présente
demanderesse.
En outre, bien qu'ici l'enveloppe soit d'une pièce,
l'enveloppe pourra être formée d'une succession de tronçons
optionnellement emboitables les dans les autres. De la même
façon, les flancs, le fond et le plafond pourront être des
pièces différentes rapportées les unes sur les autres pour
former au moins un tronçon de l'enveloppe.
L'enveloppe pourra avoir une autre forme que celle décrite
et par exemple présenter une section telle que la partie
interne de l'enveloppe soit rectangulaire ou carré et ne
comporte donc pas de fond creux pour épouser la forme de
la vis comme dans le brevet EP 2 218 300. Au contraire
l'enveloppe pourra entourer complétement la vis pour
limiter un espace entre la vis et l'enveloppe comme dans
la demande PCT/EP2019/058815 de la présente demanderesse.
Les flancs de l'enveloppe pourront être inclinés par
rapport à la verticale et à l'horizontale (et non droits
comme ce qui a été indiqué).
La couverture pourra ne pas être d'une seule pièce mais
être composée de plusieurs éléments fixés entre eux et/ou
fixés à l'enveloppe et/ou fixés à l'enceinte. On pourra
s'affranchir d'une couverture.
Par ailleurs, bien qu'ici le produit soit introduit sous
forme de solides divisés dans l'enceinte, le produit pourra
être introduit sous une autre forme par exemple liquide ou
encore gazeuse. De la même façon on pourra récupérer en
sortie un ou plusieurs produits sous forme de gaz, de
liquide, d'huile, de solide ... Le nombre d'entrée et de
sortie de l'enceinte variera en conséquence.
Si le dispositif comporte une cheminée d'entrée permettant
d'introduire de l'air de manière contrôlée dans l'enceinte,
le produit pourra être introduit dans l'enceinte par la
CA 03153125 2022-03-03
WO 2021/069111 PCT/EP2020/067397
même cheminée ou par une autre cheminée d'entrée.
Parmi les applications possibles de l'invention, on notera
également que le dispositif de traitement pourra être monté
en aval d'une installation de pyrolyse classique de manière
5 à traiter le char sortant de cette pyrolyse pour lui faire
subir un post-traitement ou bien d'un dispositif de pré-
conditionnement du produit considéré. Un dispositif de pré-
conditionnement permettra par exemple de chauffer et de
sécher ledit produit à des valeurs prescrites de
10 température et d'humidité relative ou encore de densifier
le produit ou encore d'humidifier le produit ou encore d'en
extraire l'air interstitiel par fusion partielle ou totale
ou encore d'introduire de manière contrôlée de l'air dans
l'enceinte de manière à accentuer et favoriser une
15 opération de gazéification du produit à traiter.
