Brevet FR2098378A1 — publié le 19720310

1. 2098379 La présente invention se rapporte à un procédé et un appareil pour traiter .3es matières nor. gazeuses décomposaoles par la chaleur. L'élimination -Jes >écnet_ liquides et solides eor.stitue un -t problème dent on s'est préoccupe de la façon la olus sérieuse dans "I ^ ^ an né e s r^ certes» ' ' ^ ** ^ ^ na t~* e t- p ^ ^ - ~*-*-» ^ ci * r*! ^ ^ ^ n correcte petit, non seulement léter** ore*^ la b^a'-^-ê de l'environnement mais une élimination incorrecte peut également se ^raduire par la pollution des lacs et les courants et/ou la création de zones 10 terrestres dangereuses et indésirables. Un procédé largement utilisé pour l'élimination de déchets solides comprend le processus appelé "remblayage de gain de terre" par leauel les déchets sont mélangés avec une certaine ouantité de boue et éventuellement recouverts d'une couche de terre superficielle. 15 Cependant, il est maintenant reconnu ou'un tel processus, bien aue largement employé dans de nombreuses régions n'est pas complètement sur et ne produit pas des régions de terre dans de nombreux cas qui peuvent être utilisées de façon commerciale immédiatement. De plus, les zones disponibles pour un tel remblayage dans de nombreuses par-20 ties du pays ont largement été épuisées. En tant au1 alternative de l'élimination de déchets par remblayage, dans de nombreuses régions, en pratiaue, on a incinéré ces déchets dans des incinérateurs à air forcé. Cependant, 1'incinération présente 1'"inconvénient de nécessiter la manipulation de grands volu-25 mes de gaz et bien qu'elle soit généralement appliquée, elle se traduit normalement par u^e pollution de l'air critiouable. A cause de:, inconvénients du remblayage, des opérations a-nalogues et de l'incinération des déchets liauides ou solides, des efforts ont été faits pendant de nombreuses années pour développer un procédé et un appareil de pyrolyse pour traiter les déchets liquides et solides. La pyrolyse présente l'avantage théorique eue l'élimination des déchets peut être rendue sensiblement inodore, l'avantage eu'il n'y a pratiquement pas de pollution nar la fumée associée à la pyrolyse et l'avantage eue les rés:dus soliaes peuvent être ■*5 non putréfiât le s et non pathogènes et de plus peuvent = \re sensiblement inodores. En dépit des avantages théoriques ne la pj^rolyse en tant eue procédé pour l'élimination de déchets solides et linui des, aucun dispositif ou appareil de pyrolyse n'a obtenu une utilisation jiq commerciale étendue, principalement, on croit, que c'est du fait 71 25694 /-> Ci . ;093Î7S des problèmes de transfert de chaleur associés à la pyrolyse et des difficultés d'obtenir des nroduj ts finis inodores, sans rencontrer de formation de scories critiquable dans la chambre de pyro lyse. Si la température ians cette chamore de pyrolyse peut s'éle-•"5 ver au-dessus d'une limite supérieure relativement critique, le verre et autres matières inorganicues peuvent être fondus pour former des scories oui tendent à adhérer de manière tenace à n'importe ouelle surface sur laouelle elles peuvent se solidifier et cepen dant, si les produits de décompositions ne sont pas chauffés jus-10 qu'à une température qui peut approcher la température à laquelle la formation de scories est rencontrée, ces produits ne peuvent pas être inodores. Pour éviter partiellement le problème de la formation de scories, la plupart des orocessus de la technique antérieure pour 15 la pyrolyse ont consisté en un chauffage indirect de la matière à pyrolyser dans une chambre de pyrolyse faite d'un matériau conduc tible de la chaleur tel que l'acier inoxydable. Par ce moyen les parois de la chambre de pyrolyse sont chauffées et conduisent la chaleur à la matière constituant les déchets située à l'intérieur 20 de la chambre de sorte que les parois sont à chaque instant au moins aussi chaudes que les matières constituant les déchets (à l'i térieur de cette chambre) et que toute formation de scories à l'intérieur de la chambre est empêchée de se solidifier sur les parois de celle-ci. Les inconvénients d'un tel appareil,cependant, seront ?5 rapidement apparents aux spécialistes de la technique et ils comprennent les problèmes de transfert de chaleur, les problèmes de corrosion de nature sérieuse et le problème dans de nombreux cas de la manipulation de matières inorganiques fondues. Selon la présente invention, les problèmes associés à l'ap-30 pareil de pyrolvse de la technique antérieure, sont surmontés par un appareil dans lenuel la matière à pyrolyser est chauffée par conveeti on, car contact avec les ~ 3.1;ssi 1e0 r-.ux à soient, agités drt* des éléments conducteurs de chaleur afin nu'un transfert de chaleur supplémentaire à la matîère soit obtenu par conduction. on la présente inventj or., on a trouvé possible également,dans denombretx cas, d'oxyder une partie des gaz de décomposition pendant qu'ils 40 sont formés et ceci fournit une énergie calorifique additionnelle 71 25694 3. 2098373 pour supporter la réaction de pyrolyse endothermique. Ensuite, tous les gaz sont enlevés de la chambre de pyrolyse et traités dans un dispositif de purification à flamme où la température peut être élevée jusqu'à un point suffisamment haut pour assurer que les gaz 5 de dégagement soient inodores et/ou tous les composants combustibles de gaz de dégagement peuvent être complètement oxydés. La présente invention prévoit également un appareil pour manipuler le résidu solide provenant da la chambre de pyrolyse de façon à ce qu'il soit rapidement refroidi jusqu'à une température 10 convenable pour une manipulation ultérieure, permettant ainsi aux composants ferreux d'être enlevés magnétiquement si on le souhaite et aux composants restants, qui comprennent principalement les métaux non magnétiques, les substances inorganiques inertes, et le carbone élémentaire d'être ensuite traités ou abandonnés. 15 D'autres avantages et caractéristiques de la présente in vention seront plus apparents à la lecture de la description suivante en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels : La figure 1 est un diagramme de blocs de l'appareil de pyrolyse conformément à la présente invention, destiné principalement 20 au traitement de matières solides décomposables par la chaleur selon la présente invention ; et La figure 2 est une vue en grande partie schématique, partiellement en coupe de la chambre de pyrolyse 'et de plusieurs autres composants de l'appareil représenté schématiquement dans la 25 figure 1. Comme le montrent les dessins avec plus de détails et plus particulièrement la figure 1, la référence 10 indique une zone de réception et d'emmagasinage ou réceptacle pour recevoir les matières solides décomposables par la chaleur, telles que les détritus -50 ou les ordures municipales, qui doivent être traitées conformément à la présente invention. Le réceptacle de réception ou analogue peut avoir une conception classique et, par exemple, peut être constitué d'une trémie métallique ou de plusieurs trémies métalliques agencées avec un rebord au niveau ou près du niveau supé-35 rieur afin que les wagons transportant la matière vers l'emplacement de traitement puissent être rapidement déchargés dans la trémie ou dans les trémies. A partir du réceptacle d'emmagasinage 10, la matière à traiter est transportée au moyen d'un transporteur 12 vers un déchi-queteur 14. Le transporteur 12 et le déchiqueteur l4 peuvent être 71 25694 4 2098378 conçus de manière classique et un équipement convenable est déjà disponible sur lé marché. Par exemple, le transporteur 12 peut être sous forme d'un transporteur à courroie ou d'une chaîne à godets tels que ceux employés de manière classiquë pour transporter 5 des matériaux de meulière continue et le déchiqueteur 14 peut être du type utilisé actuellement pour le déchiquetage des carcasses d'automobiles. La seule exigence du déchiqueteur 14 est qu'il divise la matière solide en pièces ou tronçons afin que ceux-ci puissent être rapidement manipulés et chauffés jusqu'à une tempé-10 rature de pyrolyse. La division de la matière solide en morceaux ou pièces afin d'obtenir une dimension de base de particules (la dimension de base des particules étant définie comme la dimension maximum des particules)ayant pas plus d'environ 10 à 20 crrr est habituellement satisfaisante bien que des résultats appréciables 15 meilleurs soient obtenus si la dimension de base des particules n'est pas supérieure à environ 5 à 7.5 cm. Dans un cas extrême, la dimension de base des particules doit être au moins 0,8 mm et de préférence au moins 6,3 mm. Les' parties solides déchiquetées à partir du déchiqueteur 20 14 sont transportées par n'importe quel moyen transporteur convenable 16 vers un silo d'emmagasinage 18 qui peut être de n'importe quelle conception convenable et, par exemple, peut être constitué d'un caisson cylindrique avec un fond conique. De préférence, le silo d'emmagasinage 18 comporte des moyens classiques, non re-25 présentés, pour assurer un écoulement uniforme à partir du silo. Le silo d'emmagasinage 18 est avantageusement présent dans le dispositif pour assurer une alimentation constante des solides afin que le dispositif puisse être actionné sur une base continue de 24 heures durant des périodes où la fourniture de solides à l'emplace-30 ment de l'appareil est temporairement interrompue. A partir du silo d'emmagasinage 18, la matière solide est transportéè par le moyen transporteur classique, représenté schématiquertent en 20 dans la figure 1, vers un dispositif d'alimentation à piston plongeur 22 (figure 2) à partir duquel il est 35 alimenté dans une chambre de pyro'lyse rotative indiquée de façon générale par la référence 24. Le dispositif d'alimentation à piston plongeur 22 sera décrit par la suite avec plus de détails. La chambre de pyrolyse 24, conformément à l'exemple de r réalisation préféré, ressemble de façon générale à un.four de ré-40 génération rotatif'classique, dont le corps principal comprend un 71 25694 5 2098378 élément tubulaire rotatif 26 qui est revêtu d'un matériau réfrac-taire 28. L'élément tubulaire 26 est incliné par rapport à l'horizontale de façon que, quand les solides sont alimentés à son extrémité supérieure, sa rotation, à cause de la force de gravité, 5 amène les solides à se déplacer depuis son extrémité supérieure et à sortir par son extrémité inférieure. L'élément tubulaire 26 comporte un flasque généralement annulaire 30 pour empêcher les solides alimentés à son extrémité supérieure de tomber en dehors de cette extrémité. Pour achever ce dispositif nécessaire pour 10 déplacer la matière à travers l'élément tubulaire 26 et pour déplacer le résidu solide hors de l'extrémité inférieure de celui-ci, un moteur électrique 32 et un train d'engrenage 34 sont prévus pour faire tourner de manière opérative l'élément tubulaire 26. L'extrémité supérieure de l'élément tubulaire 26 s'étend 15 dans une hotte d'alimentation fixe 36 qui sert à empêcher l'entrée non contrôlée de l'air à l'intérieur et l'échappement de gaz depuis la chambre de pyrolyse. Un contact coulissant entre la hotte 36 et l'élément tubulaire. 26 est réalisé par l'intermédiaire d'un élément de joint d'étanchéité 38 qui peut être conçu de manière 20 classique et qui peut être formé de n'importe quel matériau convenable résistant à la chaleur tel que l'amiante. La hotte d'alimentation 36 comporte une ouverture 40 à travers laquelle les solides sont alimentés à la chambre de pyrolyse par le dispositif d'alimentation 22 à piston plongeur et une ouverture 42 à travers 25 laquelle les gaz de décomposition sont enlevés de la hotte. Pour s'assurer qu'il n'existe aucune agglomération de gaz explosif à l'intérieur de la hotte d'alimentation 36, des moyens d'inflammation comprenant plusieurs brûleurs pilote, deux d'entre eux étant représentés en 44 et 46, s'étendent à travers la périphérie exté-30 rieure de la hotte d'alimentation 36 et fournissent de manière opérative une flamme pilote à l'intérieur de la hotte à tout instant. En se référant avec plus de détails au dispositif d'alimentation 22 à piston plongeur, cet élément de l'appareil comprend un tube d'alimentation vertical 48 destiné à recevoir des solides 35 provenant du transporteur 20 et du silo d'emmagasinage 18, et un cylindre 50 placé généralement horizontalement à l'intérieur duquel se déplace en va-et-vient un piston allongé ou plongeur 52. La longueur du piston 52 et son mouvement sont prévus de façon à permettre alternativement aux solides de tomber depuis le tube 40 d'alimentation vertical 22 dans le cylindre 50 et de forcer ces 71 25694 6 2098378 solides qui sont tombés à l'intérieur du cylindre 50 en direction d'une extrémité de ce cylindre qui s'étend à travers l'ouverture 40 dans la hotte d'alimentation 36. La longueur de la course du piston par rapport à la longueur du cylindre 50 est telle qu'un 5 bouchon compact de solides, indiqué en 54, reste toujours à l'intérieur du cylindre 50 et empêche l'admission non contrôlée d'air à la chambre de pyrolyse ou l'échappement de gaz de décomposition depuis la chambre de pyrolyse. Lb. mise en mouvement de va-et-vient du piston 52 peut être effectuée par n'importe quel moyen classi-10 que, non représenté. L'extrémité inférieure de l'élément tubulaire rotatif 26 s'étend dans une hotte de chauffe 56 qui est un élément fixe généralement correspondant à la hotte d'alimentation 36. Un joint d'étanchéité au gaz 58, généralement semblable au joint 38, est 15 prévu pour empêcher l'entrée d'air non souhaitée dans la chambre de pyrolyse 24, et s'étendant à travers la hotte 56 se trouve un grand brûleur 60 qui est alimenté avec n'importe quel combustible convenable, tel que du gaz naturel, par l'intermédiaire d'une canalisation 62 et qui est situé de façon à ce qu'une flamme décou-20 verte 64 soit produite de manière opérative par le brûleur 60 qui se trouve en relation espacée et non restreinte avec les matières solides qui sont pyrolysées dans la chambre de pyrolyse et afin que les gaz de combustion chauds provenant de la flamme soient amenés en contact intime avec la matière solide traitée dans la cham-25 bre de pyrolyse 24. On verra en conséquence, que les matières solides sont chauffées de manière active par la radiation directe de la flamme et par la convection des gaz de combustion chauds engendrés par la flamme 64. Placés à l'intérieur de l'élément tubulaire rotatif 26 30 et s'étendant dans une direction généralement radiale depuis sa surface interne, se trouvent plusieurs éléments protubérants 66 conducteurs de chaleur qui peuvent avoir la forme de pointes et qui peuvent être formés à partir de n'importe quel matériau résistant à la chaleur et conducteur de chaleur, tel que l'acier inoxy-35 dable résistant à la chaleur. Les éléments 66 peuvent avoir une grande variété de formes et de dimensions mais, de préférence, ont une longueur ou une forme telles qu'ils saillent depuis la surface intérieure de l'élément tubulaire 26 sur une distance égale à environ 1/10 à 1/3 du diamètre principal interne de l'élément tu-40 bulaire 26. La forme de la section transversale des éléments 66 71 25694 7 2098378 peut notamment être carrée, rectangulaire, circulaire, elliptique, ovale, ou toute autre forme convenable mais ces éléments ont de préférence leur dimension minimum généralement parallèle à l'axe longitudinal de l'élément tubulaire 26 afin qu'ils puissent 5 effectuer une action de découpage sur les solides à l'intérieur de la chambre 24. Les éléments 66 peuvent également avoir la forme d'une lame avec une face faisant un angle par rapport à l'axe latéral de l'élément 26 tubulaire, de sorte qu'ils fournissent une action de propulsion sur les solides dans la chambre 24, mais indé-10 pendamment de leur forme, les éléments doivent avoir une action de soulèvement assez faible et leur dimension maximum le long d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de l'élément tubulaire 26 ne doit pas excéder 1/25 à 1/5 de la distance suivant laquelle ces éléments saillent depuis la surface intérieure de l'élément tubu-15 laire 26. Par exemple, quand les éléments 66 ont la forme de pointes, leur diamètre principal est de préférence compris entre environ 1/25 à 1/5 de leur longueur. Les éléments 66 servent aux deux fonctions de transport de la chaleur aux matières solides traitées à l'intérieur de la chambre de pyrolyse 26 et d'agitation des ma-20 tières solides de sorte qu'elles peuvent être plus rapidement chauffées par convection et radiation et c'est un avantage important de l'appareil que les éléments 66 remplissent ces fonctions sans soulever les matières solides car un tel soulèvement se traduirait en conséquence par la production de grandes quantités de 25 petites particules solides en suspension qui auraient une tendance à être entraînées dans les gaz de dégagement et interféreraient avec le fonctionnement des autres composants de l'appareil. Dépendant de la hotte de chauffe 56, se trouve un couloir de décharge 68 pour décharger le résidu solide chaud depuis 30 la chambre de pyrolyse 24 jusqu'à un bac d'extinction 70. Ce bac 70 est rempli de manière opérative d'un liquide aqueux tel que de l'eau jusqu'à un niveau légèrement supérieur à l'extrémité inférieure du couloir 68 pour fournir de ce fait un joint liquide qui empêche au moins une grande partie du courant engendré par le oon-35 tact du résidu chaud avec le liquide aqueux de passer dans la chambre de pyrolyse.24. Le bac d'extinction 70 est associé de manière opérative avec un transporteur à vis 72 qui est entraîné par un moteur convenable indiqué en 74. La forme du bac d'extinction 70 en relation avec l'inclinaison par rapport à l'horizontale du 40 transporteur à vis 72 est telle que, à la fois les solides qui 71 25694 8 2098378 flottent sur la surface du liquide aqueux du bac 70 et les solides qui sombrent au fond du bac 70 sont enlevés du bac tout en permettant au liquide d'être drainé depuis les solides recueillis et de revenir le long du fond de l'enveloppe du transporteur à vis vers le bac 70. 5 Depuis le transporteur 72, les solides résiduels prove nant de la chambre de pyrolyse sont amenés à passer vers un séparateur magnétique 76 qui peut être conçu de manière classique et qui sert à enlever les métaux magnétiques contenus dans les ordures depuis le résidu solide. Les métaux magnétiques récupérés par le sé-10 parateur 76 sont lavés dans un dispositif de lavage de conception classique 78 pour enlever les traces restantes de résidu de pyrolyse non magnétique. Le résidu non magnétique provenant du séparateur 76 est soit vendu pour des utilisations ultérieures où sa teneur en carbone peut être utilisée ou alors est transporté vers 15 une zone d'élimination convenable. Le mélange des gaz de combustion et des produits de décomposition gazeux engendrés dans la chambre de pyrolyse 24 passe depuis cette chambre par l'intermédiaire de l'ouverture 42 dans la hotte d'alimentation 36 et est transporté par une canalisation 80 20 vers un purificateur à flamme indiqué de façon générale par la référence 82. Le purificateur à flamme 82 comprend un élément généralement cylindrique 84 comportant une cavité interne 86 à l'intérieur de laquelle est situé un moyen de déflecteur comprenant plusieurs éléments de déflecteur 88 qui servent à augmenter la longueur du 25 trajet d'écoulement du gaz à l'intérieur de-l'élément cylindrique 88 et à provoquer la turbulence dans l'écoulement du gaz. Des moyens de canalisation 90 sont prévus pour introduire dans le purificateur à flamme 82 une quantité contrôlée d'un gaz contenant de l'oxygène tel que de l'air, et un moyen d'inflammation, représenté 30 comme comprenant un brûleur 92 est prévu pour produire une flamme à l'intérieur du purificateur à'flamme 82 au point ou près du point où l'air entrant dans le purificateur par l'intermédiaire de la canalisation 90 est mélangé avec les gaz provenant de la chambre de pyrolyse 24 entrant dans le purificateur par l'intermédiaire de la 35 canalisation 80. A la fois la canalisation 90 et la canalisation 80 fournissent de préférence une entrée tangentielle dans la cavité 86 pour augmenter la turbulence et provoquent un mélange rapide de l'air entrant par l'intermédiaire de la canalisation 90 et des gaz de dégagement entrant par l'intermédiaire de la canalisation 80.Lebrû-40 leur 92 sert non seulement à enflammer le mélange des gaz pour le 71 25694 9 2098378 cas où sa température tomberait au-dessous de sa température d'auto-inflammation mais peut également servir à chauffer les gaz jusqu'à une température correcte à l'intérieur du purificateur à flamme 32 si cela est nécessaire. 5 Depuis le purificateur d'air 32 les gaz s'écoulent de manière opérative par l'intermédiaire d'un orifice de soi'tie de gaz dans un moyen de canalisation 94 et jusqu'à un dispositif de préchauffage d'air indiqué de façon générale par la référence 96, qui est conçu pour récupérer sensiblement de la chaleur provenant des 10 gaz chauds sortant du purificateur à flamme 82. N'importe quel échangeur de chaleur à gaz convenable, disponible dans le commerce, peut être employé pour le dispositif de chauffage préalable d'air 96. Depuis le dispositif de chauffage préalable d'air 96, les 15 gaz refroidis sont amenés à passer par l'intermédiaire d'une canalisation 98 vers une tour de lavage de gaz indiquée de façon générale par la référence 100. La tour de lavage 100 peut être conçue de manière classique et est représentée comme comprenant plusieurs pulvérisateurs d'eau 102 à travers lesquels les gaz provenant de 20 la canalisation 98 sont amenés à passer en écoulement à contre-cou-rant. Depuis la tour de lavage 100, les gaz de dégagement sont amenés à passer à travers une canalisation 104 vers un ventilateur de sortie 106 à travers lequel ils sont déchargés vers l'atmosphère. L'air chaud produit par le dispositif de chauffage préa-25 lable d'air 96 peut être employé dans un grand nombre de buts mais au moins une partie de l'air chaud est de préférence conduite par l'intermédiaire d'une canalisation 108 vers le brûleur 60 pour fournir de l'air de combustion préchauffé pour le brûleur. La canalisation 108 est également reliée directement à l'intérieur de la 30 hotte de chauffe 56 par l'intermédiaire d'une vanne 110 afin que, si on le souhaite, des quantités contrôlées d'air préchauffé, en plus de celui introduit dans la chambre de pyrolyse 24 par l'intermédiaire du brûleur 60, puissent être introduites en mettant en fonctionnement la vanne 110. 3i on le souhaite, de l'air chaud pro-35 venant du dispositif de chauffage préalable d'air 96 peut également être utilisé pour fournir l'air nécessaire au fonctionnement des brûleurs 92, 44 et 46 ou au moyen d'une canalisation 111 (figure 1), une partie de l'air chauffé au préalable peut être introduite dans le ventilateur 106 déchargeant les gaz pour élever la température 40 de ceux-ci bien au-dessus de leur point de rosée évitant ainsi la 71 25694 10 2098378 formation possible d'un brouillard de vapeur. C'est un avantage de l'appareil selon la présente invention de pouvoir être construit de façon à empêcher toute décharge de liquide à l'égout évitant ainsi le problème habituel avec la 5 décharge de liquides chauds. Pour obtenir ce résultat, un clarificateur indiqué de façon générale par la référence 112 est prévu pour séparer les solides entraînés depuis les liquides par décantation et au moins une partie de l'eau recueillie depuis les pulvérisateurs 102 dans la tour de lavage 100 est amenée à passer à 10 travers une canalisation 114 vers le clarificateur 112 où les solides sont enlevés. De l'eau ayant une teneur relativement basse en solides en suspension provenant du clarificateur 112 est ensuite ajoutée au moyen d'une canalisation 115 à l'eau se trouvant dans la canalisation 116 qui est mise en circulation par l'inter-15 médiaire d'une tour de lavage de gaz 100. S'il est nécessaire, de l'eau supplémentaire suffisante pour maintenir un niveau d'équilibre satisfaisant dans le clarificateur 112, peut être introduite au système par l'intermédiaire de la tour de lavage de gaz 100 au moyen d'une canalisation 118. Le clarificateur 112 peut également 20 servir à recevoir les eaux usées provenant du dispositif de lavage 78. On a trouvé que l'eau dans le bac J0 tend à devenir quelque peu basique et conformément à un exemple de réalisation de la présente invention, une canalisation de purge 62 est prévue entre 25 le bac d'extinction 70 et le clarificateur 112, de sorte que le caractère basique du liquide dans le bac peut être maintenu à un niveau relativement faible si désiré. Ceci peut être souhaitable dans le nombre de cas, non seulement pour contrôler les caractéristiques du résidu solide mais aussi pour élever le pH de l'eau qui 30 est amenée à circuler à travers le dispositif de lavage de gaz 100 et qui tend à devenir acide à cause de la présence dans les gaz d'échappement de pyrolyse d'acides et d'anhydrides d'acides engendrés durant la pyrolyse. Les solides provenant du clarificateur 112 sont transportés sous forme d'une boue aqueuse vers le bac d'extinc-35 tion 70 par l'intermédiaire d'une canalisation 124. En fait, la seule alimentation de liquide au bac 70 peut être faite au moyen d'une canalisation 124 car la concentration en boue est d'importance faible ou nulle tant que la teneur en solides de la boue ne s'élève pas au-dessus du point, habituellement aux environs de 85 %, 40 où la manipulation de la boue devient difficile, et l'on peut sim 71 25694 11 2098378 plement régler l'écoulement de liquide à travers la canalisation 124 pour maintenir le niveau correct dans le bac 70 soit que la canalisation de purge 122 fonctionne ou ne fonctionne pas. Bien sûr, il existe une perte considérable de liquide provenant du bac 70 5 car la vapeur est engendrée alors que le résidu de solides chauds provenant de la chambre de pyrolyse 24 entre dans le bac et à cause du fait que le résidu éteint est enlevé mouillé du bac. Pour empêcher la libération dans l'atmosphère de la vapeur d'eau engendrée dans le bac 70, une canalisation 126 est prévue pour transporter 10 la vapeur vers un dispositif de lavage de gaz 100 où elle est condensée et où des gouttelettes de brume résultantes sont enlevées. Pendant le fonctionnement, la matière solide décomposable par la chaleur, déchiquetée comme on l'a décrit précédemment jusqu'à avoir une dimension de particules convenable, est alimentée 15 de maniéré continue à un tube d'alimentation vertical 48 du dispositif d'alimentation à piston plongeur 22 et est forcée dans la chambre de pyrolyse 24 par le va-et-vient du piston 52. La vitesse d'alimentation la plus avantageuse en kg/heure dépend d'un certain nombre de variables, la plus importante d'entre elles étant la di-20 mension de la chambre de pyrolyse et principalement sa surface de section transversale. Bien qu'il n'existe pas de vitesse optimum à laquelle la matière puisse être alimentée à la chambre de pyrolyse de dimension quelconque, excepté une limite "qui peut être dictée par des questions économiques, il existe une vitesse d'alimentation 25 pratique maximum en ce sens que la vitesse d'alimentation ne doit pas être élevée au point de se traduire par un remplissage supérieur à 50 % de tout segment de section transversale de la chambre de pyrolyse avec les solides traités et, de préférence, l'élément tubulaire 26 en aucun point de sa longueur ne doit être rempli à 30 plus de 25 % de déchets solides. Dans les limites de l'appareillage, la vitesse d'alimentation doit être corrélée avec l'entrée de calories provenant du brûleur 60 et avec la quantité d'air introduite dans la chambre de pyrolyse, ou tout au moins, 'supérieure à celle nécessaire pour la 35 combustion correcte du combustible alimenté au brûleur 60, pour obtenir que la matière alimentée à la chambre de pyrolyse chauffée à la température nécessaire atteigne le degré souhaité de pyrolyse et avoir pour résultat d'amener les gaz d'échappement provenant de la chambre de pyrolyse à être à la température la plus avantageuse. 40 Quand elles sont utilisées pour le traitement de déchets solides mu- 71 25694 12 2098378 nieipaux, les variantes du procédé doivent être corrélées de façon que le résidu solide provenant de la pyrolyse n'atteigne à aucun moment une température supérieure à 1200°C environ (2200°F) car si la température peut monter au-dessus de cette valeur, ceci se tra-5 duit par la formation de quantités excessives de scories à l'intérieur de la chambre de pyrolyse. Généralement, la température du résidu ne doit pas pouvoir dépasser 1000°C environ (2000°F) comme facteur de sécurité, la gamme de températures préférées pour le traitement de déchets étant comprise entre 800°C et 1100°C environ 10 (1500°F et 1900°F). Cependant, ceci ne veut pas dire que des températures aussi élevées sont nécessaires pour réaliser toutdegré de pyrolyse et en fait, la chambre de pyrolyse peut fonctionner de façon à ce que les déchets atteignent une température maximum n'excédant pas 260°C environ à 315°C environ (500°F à 600°F) et même à 15 ces températures relativement basses, une pyrolyse importante est obtenue. Bien qu'elle ait moins d'importance que la température des matériaux subissant la pyrolyse à l'intérieur de la chambre de pyrolyse, la température des gaz de dégagement sortant de la cham-20 bre de pyrolyse est aussi une considération importante et des variantes du procédé si elles sont possibles doivent être corrélées pour fournir une température de gaz de dégagement d'au moins 260°C (500°F) et de préférence d'au moins environ 315°C (600°F) pour éviter une condensation excessive des composants liquéfiables avant 25 le moment où les gaz de dégagement atteignent le purificateur à flamme 82. Si les conditions le permettent, il est même plus que souhaitable de retenir la température de sortie des gaz de dégagement, tandis qu'ils quittent la chambre de pyrolyse, au-dessus de leur température d'auto-inflammation, qui généralement se situe 30 dans la gamme d'environ 500 à 600°C (900°F à 1100°F), car ceci élimine tout risque d'explosion et élimine de plus la nécessité de brûleurs piloté 44 et 46. Cependant, excepté le cas où ces considérations peuvent le dicter, il n'existe pas de limite de température inférieure pour les gaz de dégagement excepté celle dictée 35 par la pratique et, avec les brûleurs pilote 44 et 46 en fonctionnement et en prévoyant de collecter des liquides condensés, l'unité peut fonctionner avec les gaz de dégagement à n'importe, quelle température depuis la plus basse qu'il est possible d'obtenir avec tout degré de pyrolyse jusqu'à la température maximum qu'il est 40 possible d'obtenir sans surchauffer les matériaux qui doivent subir 71 2S694 13 2098378 la pyrolyse. Le temps de rétention le plus avantageux des matériaux à pyrolyser à l'intérieur de la chambre de pyrolyse variera en fonction de la nature de l'alimentation, de la vitesse d'alimenta-5 tion et d'autres facteurs mais il n'a pas une grande importance tant que le résidu solide partant de la chambre de pyrolyse est à une température correcte à l'intérieur des gammes citées précédemment. De manière semblable, l'étendue suivant laquelle la chambre de pyrolyse est remplie de matériaux à pyrolyser a peu d'im-10 portanoe tant qu'un transfert de chaleur efficace est obtenu, que l'entraînement excessif des solides dans les gaz de dégagement est évité et que le résidu solide et les produits gazeux quittant la chambre de pyrolyse sont à une température située dans des gammes acceptables. 15 Comme on l'a mentionné précédemment, il est permis d'ad mettre de l'air dans la chambre de pyrolyse en plus de celui nécessaire pour supporter la combustion du combustible alimenté au brûleur 60 et l'admission de cet oxygène en excès à la chambre de pyrolyse se traduit par le brûlage d'une partie des gaz de décompo-20 sition de pyrolyse in situ. Ceci est quelquefois avantageux pour réduire le nombre de calories que doit fournir le brûleur 60 et/ou augmenter la température des gaz quittant la chambre de pyrolyse. Ceci présente l'inconvénient cependant d'augmenter l'écoulement de gaz à travers et depuis la chambre de pyrolyse et ceci tend à aug-25 menter l'entraînement de particules solides dans le courant des gaz depuis la chambre. Cependant, si la quantité d'oxygène en excès introduite dans la chambre n'est pas supérieure à celle nécessaire pour oxyder environ 50 à 60 % des gaz de pyrolyse engendrés à l'intérieur de la chambre, des résultats satisfaisants peuvent être ob-30 tenus dans la plupart des cas et des résultats excellents sont généralement obtenus quand on introduit un excès d'air suffisant pour oxyder seulement environ 5 à 40 % de ces gaz, particulièrement si l'air est chauffé au préalable de façon à ne pas réduire la température de la chambre de pyrolyse d'une quantité non souhaitable. 35 On comprendra que la pyrolyse diffère de l'incinération en ce que la pyrolyse est une réaction endothermique nécessitant une entrée de chaleur substantielle tandis que l'incinération se traduit normalement par une production de chaleur, et à cause de cette différence, l'introduction d'air froid dans la chambre de pyrolyse n'est 40 pas avantageuse comme elle l'est quelquefois dans le procédé d'in- 71 25694 14 2098378 cinération. Une fonction du purificateur à flamme 82 est d'assurer qu'aucun gaz combustible ne soit libéré vers l'atmosphère et en vue de ceci, il sera apparent que de l'air au moins suffisant 5 doit être alimenté par l'intermédiaire de la canalisation 90 pour assurer le brUlage complet de tous les gaz combustibles reçus par le purificateur à flamme par l'intermédiaire de la canalisation 80 depuis la chambre de. pyrolyse 24. Dans la pratique habituelle, il est avantageux d'utiliser un excès d'air, par exemple, de 10 à 10 150 % supérieur à celui nécessaire pour brûler tous les gaz combustibles reçus par le purificateur à flamme puisque ceci évite la nécessité de contrôler de manière précise les écoulements de gaz pour s'assurer qu'un équivalent stoechiométrique de l'oxygène est présent à tous moments. Dans de nombreux cas, l'utilisation d'un 15 excès d'air est avantageux pour la raison supplémentaire qu'il assure des températures dans le purificateur à flamme inférieures à la température à laquelle la détérioration du revêtement intérieur du purificateur à flamme se produit. Si on le souhaite, même un plus grand excès d'air peut être employé et, par exemple, dans la 20 plupart des cas, un excès de 200 à 400 % peut être employé avec des résultats satisfaisants bien que l'utilisation de tels excès aussi importants ne soit normalement pas avantageuse pour la raison qu'il augmente de manière non convenable le volume des gaz qui doivent être traités et nécessite une entrée de chaleur importante 25 dans le purificateur à flamme à partir du brûleur 92, particulièrement si les gaz provenant de la chambre de pyrolyse 24 sont dilués au point où le mélange résultant ne pourra pas supporter la combustion. Pour assurer que les gaz libérés vers l'atmosphère sont 30 inodores, il est nécessaire de réaliser une température d'au moins environ 650°C à 800°C (1200 à 1400°F) dans le purificateur à flamme et la température à l'intérieur du purificateur à flamme est de préférence comprise dans une gamme d'environ 800°C à l400°C (1500°F à 2500°F). Il n'existe pas de limite supérieure en ce qui concerne 35 la température qui puisse être employée de façon satisfaisante dans le purificateur à flamme 82, excepté celle dictée par la pratique. L'utilisation des matériaux de revêtement dans le purificateur à flamme 82 qui subira des températures supérieures à celles comprises entre 1550°C et 1650°C (2800 à 3000oîi,) est nécessairement oné-40 reuse, et même si un tel revêtement est utilisé, il est difficile 71 25694 15 2098378 de réaliser des températures supérieures à celles comprises entre 1800 et 1950°C (3200 et 3500°F) en utilisant des gaz d'hydrocarbures comme combustibles. Pour ces raisons, de telles températures constituent des limites supérieures pratiques. 5 Pendant le fonctionnement normal, une température de fonctionnement satisfaisante peut être atteinte dans le purificateur à flamme 82 seulement comme un résultat de la combustion exothermique des gaz de dégagement provenant de la chambre de pyrolyse 24 afin que le brûleur 92 serve simplement de pilote et aucune 10 entrée de chaleur du brûleur 92 n'est nécessaire pour un fonctionnement satisfaisant. Cependant, si un large excès d'air refroidi est introduit dans le purificateur à flamme 82 par l'intermédiaire de la canalisation 90, ou si les gaz de dégagement provenant de la chambre de pyrolyse entrant dans le purificateur à flamme 82 par 15 l'intermédiaire de la canalisation 80 sont déficients en composants combustibles, il est nécessaire que le brûleur 92 soit mis en fonctionnement d'une manière telle qu'il produise une température de fonctionnement d'au moins environ 650°C à 800°C (1200 à 1400°F) dans le purificateur à flamme. 20 On conviendra que le mode de fonctionnement des composants restants de l'appareil a été rendu clair dans la description des composants de l'appareil eux-mêmes ou au moins sera rapidement apparent aux spécialistes de la technique. Comme on l'a mentionné précédemment, un certain nombre de composants de l'appareil sont des com-25 posants des équipements standardsdisponibles dans le commerce à partir de sources différentes et le mode de fonctionnement de tels composants d'appareil est bien connu des spécialistes de la technique. Alors que l'invention a été décrite spécifiquement en se référant au traitement de matériaux solides pyrolysables, on com-30 prendra que n'importe quelles matières non gazeuses décomposables par la chaleur peuvent être traitées. Par exemple, les déchets liquides ou les mélanges pouvant s'écouler de déchets liquides et solides peuvent être rapidement traités en utilisant le procédé et l'appareil de la présente invention et,en fait, le traitement des 35 matières pouvant s'écouler est plus simple que le traitement des matières solides puisqu'il n'existe pas d'alimentation pour l'appareil de déchiquetage ni d'équipement de manipulation spécial de solides et on peut simplement pomper la matière liquide ou la boue de liquide et de matériaux solides directement dans la partie supérieu-40 re de l'élément tubulaire rotatif 26. Excepté en ce qui concerne la 71 25694 16 2098378 différence dans le mode d'alimentation de l'équipement, le fonctionnement peut être le même pour le traitement de déchets ou de boue liquide comme cela a été décrit pour le traitement des matières solides. 5 L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indi quées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire 10 susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 71 25694 17 2098378 REVENDICATIONS 1 - Appareil pour la pyrolyse de matière non gazeuse dé-composable par la chaleur, comprenant une chambre de pyrolyse allongée pour chauffer cette matière jusqu'à une température suffi-5 santé se traduisant par une décomposition au moins partielle de celle-ci, des moyens pour introduire cette matière dans une première extrémité de la chambre, des moyens pour déplacer cette matière à travers cette chambre, et des moyens pour enlever un résidu solide depuis la seconde extrémité de la chambre, caractérisé en ce 10 qu'un brûleur est situé adjacent à cette seconde extrémité afin que les gaz de combustion chauds provenant du brûleur soient amenés en contact intime avec la matière non gazeuse passant à travers cette chambre, ce brûleur étant un brûleur à flamme découverte placé de façon à ce que la flamme soit espacée et non restreinte par 15 rapport à la matière non gazeuse afin que cette dernière soit chauffée par radiation directe de la flamme, et des moyens coopérant avec cette première extrémité pour collecter un mélange de gaz de combustion provenant du brûleur et de gaz de décomposition provenant de la matière. 20 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un brûleur pilote situé à proximité de la première extrémité de la chambre de pyrolyse pour enflammer tout mélange combustible de gaz sortant de la chambre. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce 25 qu'il comprend en outre des moyens pour introduire une quantité contrôlée de gaz contenant de l'oxygène dans la seconde extrémité de la chambre de pyrolyse, une partie des gaz produits par la décomposition de cette matière décomposable par la chaleur étant ainsi oxydée à l'intérieur de la chambre et en ce qu'il comprend des 30 moyens d'échange de chaleur pour chauffer au préalable le gaz contenant de l'oxygène avant qu'il soit admis dans la chambre. 4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de purification à flamme éloignés de la chambre de pyrolyse et des moyens de canalisation pour 35 faire passer les gaz sortant de la première extrémité de la chambre de pyrolyse vers les moyens de purificateur à flamme, ces derniers comprenant une chambre de combustion ayant une cavité interne reliée de manière opérative avec les moyens de canalisation,des moyens pour introduire un gaz contenant de l'oxygène dans la cavi-40 té interne afin qu'il soit mélangé de manière opérative avec ces 18 2098378 gaz provenant de la chambre de pyrolyse, et des moyens d'inflammation pour enflammer fonetionnellement tout mélange combustible des gaz résultant du mélange de ceux-ci. 5 - Appareil selon là revendication 1, caractérisé en ce 5 qu'il comprend en outre un bac d'extinction relié de manière opérative avec la chambre de pyrolyse pour recevoir les résidus solides chauds provenant de cette chambre, des moyens de lavage de gaz reliés de manière opérative avec la chambre de pyrolyse pour recevoir les gaz de décomposition provenant de cette chambre et pour 10 soumettre ces gaz à un lavage par une aspersion aqueuse avant que ceux-ci soient libérés dans l'atmosphère et des moyens de canalisation pour conduire la vapeur engendrée dans le bac d'extinction vers les moyens de lavage de gaz, ceci se traduisant par la condensation de cette vapeur et l'élimination des gouttelettes de 15 buée résultante. 6 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre est une chambre de pyrolyse tubulaire rotative et en ce que plusieurs éléments conducteurs de chaleur saillent vers l'intérieur depuis la surface intérieure de cette chambre pour agi- 20 ter mécaniquement la matière tandis que l'élément tubulaire tourne et pour effectuer un transfert de chaleur plus efficace à la matière lorsqu'elle est déplacée au travers de cette chambre. 7 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour enlever du liquide du bac d'extinc- 25 tion et l'introduire vers le liquide qui est alimenté aux ajutages de pulvérisation.