Brevet FR2168596A1 — publié le 19730831

L'invention concerne un procédé destiné à détruire les pneumatiques d'automobiles usés permettant de récupérer une partie des matières qui les composent. La destruction et la mise en valeur de vieux pneus sont restées jusqu'ici un problème insoluble. Dans la République Fédérale allemande, on produit chaque année environ 30 millions de pièces (300 000 t.). Un cinquième en est utilisé pour la fabrication de pneus régénérés, le reste soit 250 000 t. doit être éliminé. Le stockage en terrains vagues ne constitue qu'un ajournement de la destruction nécessaire La combustion à l'air libre n'est plus guère possible à cause de la production polluante de noir de fumée, de S02 et des mauvaises odeurs. Dans des installations spécialisées de combustion, ces gaz sont bien largement épurés, mais les frais -jusqu'à 100 DN par tonne- sont prohibitifs pour une application généralisée. Des modes opératoires récents ont été étudiés pour obtenir des adjuvants ou des matières premières précieuses pour l'industrie chimique ou la préparation de pneus : des pneus usés qui forment la matière première sont chauffés progressivement entre 500 et 9000 C, éventuellement sous vide ou par application de rayons infra-rouges pour entre décomposés, on distille les produits liquides en les fractionnant et on utilise le résidu contenant le noir de fumée comme charge de pneus neufs. Malgré la nécessité d'éliminer ces matériaux usés, la construction des installations nécessaires n'est guère attractive à cause des dépenses considérables. Ce qu'on recherche est la simplicité des moyens et des buts à atteinre, avec un mode opératoire qui permette, sans grands investissements et sans pollution de l'environnement, d'éliminer la totalité des pneus usés avec certitude en couvrant les frais. C'est l'objectif que se propose l'invention. Elle concerne un procédé pour éliminer et mettre en valeur des pneus usés par décomposition thermique, caractérisé en ce que les pneus usés sont cokéfiés ou transformés en gaz en présence de charbon. L'objet de cette disposition est de procéder au traitement du matériau usé selon un mode opéra toire classique, dans des installations existantes ce qui permet d'économiser des frais de construction et de la main d'oeuvre. Pour simplifier la valorisation, on renonce volontairement à obtenir par décomposition thermique une multitude de produits, on considère qu'une fois la décomposition terminée le but principal, à savoir 11 élimination des matériaux usés, est atteint. Un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on mélange le matériau usé, réduit en morceaux de dimensions appropriée; en faible proportion à un grand excès de charbon à coke pour qu'ils soient traités ensemble en vue de l'obtention de produits finis coke, produits liquides et gaz. Le rapport quantitatif "grand excès" est choisi tel que l'individualité des élastomères disparaisse autant que possible dans l'ensemble de la production du coke. Un mode de réalisation du procédé de linven- tion présente les avantages d'une cokéfaction simultanée du charbon et du matériau usé avec une marge suffisante pour le pré trait ement du matériau usé et en garantissant le maintien de la qualité habituelle du coke : il est caractérisé en ce qu'on alimente exclusivement ou de façon prépondérante une faible proportion d'une batterie de fours avec les pneus usés et coupés, on fait fonctionner ces chambres en même temps que les autres, en ce qui concerne l'élimination des produits liquides et gazeux, mais on récupere séparément les cokes obtenus à partir du charbon et à partir des pneus usés. Les pneus usés, en tant qu'élastomères, constituent des corps étrangers dans la cokerie Bien que les analyses élémentaires soient voisines, les structures molécuvires et physiques du charbon et du caoutchouc sont très dif férentesO Le caoutchouc des pneus ne contient qu'un vingtième de l'eau contenue dans le charbon mais un multiple des composants qui deviennent volatils avec un faible chauffage et qui représentent des matières premières chimiques intéressantes. Dans la mesure où elles peuvent être récupérées sus forme de benzène et de toluène de façon habituelle, elles sont considérées comme des sous-produits de valeur. D'autres mesures particulières que l'on prendra pour récupérer d'autres substances peuvent présenter un intérêt économique mais ne sont pas nécessaires pour réaliser le but du procédé, c'est à dire l'élimination des pneus usés Quand on effectue la cokéfaction, le rendement en produits liquides (parmi lesquels les benzène, toluène et xylène) est le double ou le triple de celui qui est obtenu avec le charbon seul. Lorsque la température des parois des chamL- es augmente, une partie importante des produits volatils est transformée par crackage en produits à molécules stables, comme le méthane ou l'hydrogène, qui constituent alors les composants principaux des produits gazeux.Grâce à la grande dilution des produits volatils de la cokéfaction dans le procédé de traitement conforme à l'invention, on supprime efficacement la tendance à la repolymérisation d'une partie des gaz. Le rendement en coke des élastomères est notablement inférieur à celui ducharbon. Si la température des chambres est de 9000 C, le résidu de la cokéfaction des élastomères est un matériau graveleux riche en carbone qui, si la température s'élève encore, devient pauvre en gaz, morcelé et dur sans pour autant présenter la grosseur des morceaux du coke pour haut-fourneau. Pour diminuer au maximum cette différence dans la nature des cokes obtenus, l'invention prévoit d'ajouter les pneus usés en faible proportion à un grand excès de charbon. La quantité annuelle de pneus usés (250 000 t) constitue environ 0,6 % du charbon cokéfié (40 millions de t.). La situation géographique, le transport et les frais de répartition ne permettent naturellement pas de répartir uniformément le matériau usé aux cokeries, mais imposent de mettre en oeuvre le traitement des matériaux usés dans une faible partie seulement, par exemple 10 %, des cokeries ce qui correspondra en moyenne à un traitement de 94 % de charbon et 6 % de pneus usés. Mais avec ces proportions, l'effet de dilution est excellent. Si l'on veut éviter toute influence nuisible sur la qualité du coke de haut-fourneau tout en maintenant l'avantage du traitement simultané du matériau usé et du charbon, on alimente une partie des chambres du four, dans l'exemple cité 6 %, exclusivement ou de façon prépondérante avec des pneus usés, et le reste des chambres, donc 94 %; avec du charbon, on fait travailler toutes les chambres de façon identique en ce qui concerne le chauffage et l'élimination des produits gazeux et liquides, mais on recueille séparément les cokes obtenus. Alors que si l'on mélange le charbon et les pneus usés, ceux-ci doivent être fournis à une granulométrie sensiblement identique à celle du charbon, c'est-à-dire inférieure à 10 mm, on peut traiter dans des chambres séparées des morceaux sensiblement plus grands, par exemple des rubans d'environ 100 mm de longueur découpés dans les pneus. Pour éviter la prise en masse à la chaleur, on peut les incorporer dans un agent amaigrissant comme charbon à coke, du charbon maigre ou du sable. Dans ce qui précède, on a traité du traitement du matériau usé par cokéfaction classique dans les fours à coke à chambres courants. L'idée de l'invention de cokéfaction simultanée des pneus usés et du charbon peut autre réalisée également avec d'autres procédés de cokéfaction et dans d'autres installations, par exemple sur des grilles mécaniques, des fours rotatifs, des foyers rotatifs, des cornues à gaz, des fours à chambres verticaux ou inclinés ; on obtient alors, par exemple, des combustibles domestiques pauvres en fumées, la chaleur étant produite par combustion des gaz de cokéfaction. Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre pour la gazéfaction du charbon avec de l'hydrogène, avec ou sans supports de chaleur solides ou liquides ou avec de l'oxygène et de la vapeur d'eau pour la production de produits liquides et/ou gazeux (gaz synthétique) en mélangeant et en traitant le matériau réduit en petits morceaux avec du charbon. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisaction ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICAtIONS 10) Procédé pour éliminer et mettre en valeur des pneus usés par décomposition thermique caractérisé en ce que le matériau usé est cokéfié ou gazéifié en commun avec du charbon. 20) Procédé conforme à la revendication 1, caractdrisé en ce qu'on mélange, dans une cokerie, le matériau usé, réduit en morceaux de dimension appropriée, en faible proportion à un grand excès de charbon et on les traite ensemble pour obtenir du coke, des produits liquides et desgaz. 30) Procédé corforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on alimente une faible partie des chambres d'une cokerie, exclusivement ou de façon prépondérante, avec des pneus usés fragmentés, on fait fonctionner ces chambres comme les autres chambres en ce qui concerne l'élimination des produits liquides et gazeux, mais on récupère séparément le coke obtenu à partir des pneus usés et celui obtenu à partir du charbon.