Brevet FR2160528A1 — publié le 19730629

La présente invention concerne un procédé de séparation continue d'un mélange de matières en ses composants principaux, de préférence pour séparer un compost de fragments de verre. La séparation d'un mélange de matières, en particulier d'un mélange à traiter en particules relativement fines en ses composants présente pour tous les mélanges de matières non magnétiques de sérieuses difficultés. Par ailleurs, la séparation par voie humide à l'aide d'un procédé de flottation n'est pas utilisable pour de nombreux mélanges de matières, en particulier lors de la séparation de fragments de verre d'un compost, à cause de la nature de la matière à traiter. En partant du fait qu'en règle générale les divers composants d'un mélange de matières présentent des écarts importants de densité, il est prévu dans le procédé selon l'invention que le courant de matières à traiter est soumis tout d'abord sur un parcours de triage à des mouvements de rotation, de bouleversement et/ou d'agitation et qu'ensuite un courant de gaz est guidé avec une vitesse relativement grande à travers la matière à traiter descendant, en provenance du parcours de triage, sous forme d'un voile.Grâce au bouleversement mécanique des matières à traiter sur le parcours de triage, on réalise déjà une séparation poussée entre les particules les plus lourdes et les particules les plus légères si bien que la matière à traiter présente déjà à la fin du parcours de triage une stratification nette cependant que les particules les plus lourdes de matière à traiter se trouvent à proximité de la partie inférieure du parcours de triage,tandis que les particules les plus lourdes desdites matières se trouvent à sa partie supérieure.Cela étant, si on laisse descendre-les matières préalablement triées de cette manière sous forme d'un voile à partir du parcours de triage, on peut, à l'aide du courant de gaz guidé selon l'invention à travers le voile de matière à traiteur, réaliser d'une manière simple la séparation des composants les plus lourds des composants les plus légers.Le courant de gaz heurte de préférence dans ces conditions le voile, de manière à ne pas traverser tout d'abord exclusivement la couche comportant les particules de matière à traiter les plus lourdes, mais au contraire grâce à un afflux de gaz latéral passant au contact de la surface chargée principalement par les matières les plus légères, les couches de matières àtraiter dans la région du voile sont nettement séparées les unes des autres, de telle manière que, par exemple, on peut recueillir séparément à l'aide de dispositifs de séparation mécanique simples les composants les plus lourds et les plus légers du mélange. Dans un premier mode d'exécution du procédé selon l'invention, il est prévu que le mélange de matières à traiter est soumis, déjà le long du parcours de triage, outre les mouvements de bouleversement, de rotation et/ou des secousses, à l'action d'un courant de gaz de traitement, de préférence un courant de gaz chauds. Grâce à cette précaution, on peut, en particulier lors de la séparation du verre d'un compost et grâce à la mise en oeuvre de cette opération de séchage, augmenter les différences de densité entre le compost constituant les matières légères et les morceaux de verre constituant les matières lourdes, ce qui améliore l'efficacité de la séparation le long du parcours de triage. Dans un deuxième mode d'exécution particulièrement avantageux du procédé selon 11 invention, il est prévu d'aspirer les constituants les plus légers du voile de matière tombant librement à l'aide d'un ventilateur de tirage par aspiration. Grâce à cette opération selon l'invention, on évite dans une large mesure les fausses répartitions car la séparation des matières désormais stratifiées peut tout d'abord être réalisée du côté des matières les plus légères. On a prévu pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention un appareil qui est caractérisé, conformément à l'invention par un dispositif de triage constitué par une auge, un tube vibrant ou un tube tournant avec l'entrée des matières à une extrémité et la sortie des matières à l'autre extrémité, dans lequel le mélange de matières à traiter est soumis à des mouvements de bouleversement ou de rotation ou encore à des secousses et dont l'extrémité de sortie débouche dans un corps de sortie qui est équipé de dispositifs destinés à faire passer un courant de gaz à travers le voile de matière-descendant du dispositif de triage. Dans une première forme de réalisation avantageuse de l'appareil selon l'invention, il est prévu que la paroi intérieure du dispositif de triage dans la région d'arrivée des matières comporte des chicanes pour ameublir le mélange de matières à traiter et que, tout au moins dans la région immédiatement en amont de l'extrémité de sortie, la paroi intérieure est à peu près lisse.Cette forme de réalisation présente l'avantage que, grâce aux chicanes dans la région amont du courant de matière 3 traiter, celle-ci est tout d'abord ameublie, afin de faciliter la séparation du mélange, sous l'influence des mouvements de rotation ou des secousses, en ses composants principaux, tandis que dans la région de l'extrémité de sortie, grâce à la structure lisse de la paroi intérieure, la stratification qui se forme après la ségrégation ne peut plus être perturbée de façon appréciable, si bien qu'un voile constitué par plusieurs couches peut sortir en tombant du dispositif de triage. Dans une autre forme de réalisation avantageuse de l'appareil selon l'invention, il est prévu d'utiliser comme appareil de triage un tambour tournant à axe incliné. Dans une autre forme encore de réalisation de l'invention - dans laquelle on utilise un tambour tournant on a prévu que, dans la région médiane du tambour, des palettes d'entraînement orientées sensiblement dans la direction axiale sont disposées de préférence immédiatement en avant, en regardant dans la direction du trajet des matières, de la région à paroi lisse ; chacune de ces palettes comporte, à proximité de la paroi, au moins une fente également orientée dans la direction axiale. Ce mode de réalisation a pour effet que les particules lourdes de matière à traiter se trouvant déjà à proximité de la paroi ne sont plus saisies, lors de la rotation du tambour, par les palettes d'entraînement mais peuvent passer à travers les fentes ménagées dans lesdites palettes d'entraînement et rester ainsi à proximité de la paroi cependant que la matière à traiter, plus légère et se trouvant en retrait, est entraînée par les palettes d'entraînement et mise en circulation de manière appropriée. Ceci est particulièrement avantageux quand le mélange de matières dans le tambour tournant est séché en même temps, un courant de gaz chaud étant de préférence dirigé parallèlement à la matière à traiter, à travers le tambour tournant. Dans une autre forme encore de réalisation avantageuse de l'invention, il est prévu une tête d'aspiration, de préférence réglable et faisant partie d'un dispositif d'aspiration, qui est disposée sensiblement dans le prolongement de la couche de matière à traiter se trouvant dans le corps de sortie du dispositif de triage et à une certaine distance de l'extrémité de sortie dudit dispositif de triage. A l'aide d'une tête d'aspiration de ce genre, les matières légères se trouvant à la partie supérieure de la couche de matière sont aspirées de manière simple et séparées ainsi avec une précision suffisante des matières lourdes se trouvant au-dessous qui tombent sur le fond du corps creux de sortie.La matière légère aspirée est entraînée par le courant de gaz à travers le dispositif d'aspiration et est séparée dans un séparateur placé en aval, de préférence un séparateur du type cyclone du courant de gaz. Un avantage essentiel de ce dispositif consiste en ce que le courant de gaz nécessaire à la séparation des composants ne traverse pas en totalité le voile de matière, mais au contraire parvient aussi, en partie latéralement et en glissant le long de la surface, dans la tête d'aspiration.Suivant la distance entre l'embouchure de la tête d'aspiration et la couche de matièreS on peut ajuster le débit du courant de gaz provenant à travers le voile de matières de la couche de matières lourdes, de telle manière qu'à l'aide des quantités de gaz traversant ledit voile de matières on ne réalise essentiellement qu'un nettoyage en ce qui concerne les matières lourdes, cependant que la séparation de la couche de matières légères est réalisée essentiellement par la masse de gaz en provenance de la surface et pénétrant dans la tête d'aspiration. Grâce à un choix approprié des dimensions de l'embouchure de la tête d'aspiration, on peut régler l'appareil de telle manière que, par exemple, lors de la séparation du verre d'un compost, au cours de laquelle on introduit en meme temps des gaz de séchage chauds, de préférence dans le tambour tournant servant d'appareil de triage, les quantités de gaz nécessaires pour la séparation des composants correspondent aux quantités de gaz nécessaires pour le séchage. Ceci présente l'avantage que pratiquement aucune dépense additionnelle d'énergie n' est nécessaire pour la séparation des composants étant donné que cette séparation des composants peut être mise en oeuvre à l'aide de la soufflante d'évacuation des gaz, nécessaire de toute façon pour la mise en oeuvre du séchage. L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins schématiques ci-après représentant une forme de réalisation préférée d'un appareil de séparation des fragments de verre d'un compost. La figure 1 représente un tambour de triage avec des chicanes et une tête d'aspiration pour la séparation des matières légères. La figure 2 représente une autre forme de réalisation d'appareil pour la séparation des matières légères. La figure I représente une installation conforme à l'invention destinée à séparer les fragments de verre d'un compost, par le procédé également objet de l'invention. Cette installation comprend essentiellement un tambour tournant 1 à axe incliné qui comporte une extrémité supérieure avec un dispositif 2 d'entrée des matières. Dans la région d'introductiqn des matières, une conduite 3 d'arrivée des gaz chauds (ou bien une lance de brûleur) débouche dans le tambour tournant ; par l'intermédiaire de ces organes, un courant de gaz chauds arrive parallèlement aux matières à traiter à travers le tambour tournant afin de sécher les matières qui le traversent. L'extrémité de sortie placée au bas du tambour tournant est entourée d'une boîte de sortie 4 qui comporte à sa partie la plus basse un appareil 5 de sortie des matières, de préférence étanche aux gaz, par exemple un sas à double volet obturateur ou à cellules. Le tambour tournant est muni, à l'intérieur et dans la région d'arrivée des matières, de chicanes 6 connues pour tambour de séchage, par exemple de déflecteurs cruciformes. La zone médiane du tambour de séchage comporte, en conformité avec l'invention, des palettes d'entraînement 7 qui comportent à proximité de la paroi une fente 8 orientée parallèlement à l'axe. Dans la région immédiatement en amont de l'extrémité de sortie du tambour tournant, la paroi intérieure est lisse. Pour la séparation des matières légères du voile descendant à partir du tambour dans le corps de sortie 4, on a disposé dans le corps de sortie, sensiblement dans le prolongement de la couche de matières se trouvant dans le tambour, et à une certaine distance de l'extrémité du tambour, la tête d'aspiration 9 d'un dispositif approprié. La tête d'aspiration 9 est fixée dans un tube d'aspiration 10 de telle manière qu'elle peut être orientée dans les directions axiales, verticales et latérales et peut pivoter, si cela est aussi nécessaire, également par rapport à la direction de l'embouchure. La conduite d'aspiration 10 débouche dans un cyclone séparateur Il dont le tuyau d'échappe ment 12 est en liaison avec un ventilateur 13 de tirage par aspiration. Par ailleurs, un ensemble additionnel de buses de soufflage 14 est disposé au-dessous de l'extrémité de sortie du tambour tournant, dans le corps de sortie et s'détend au-dessous de l'emplacement de l'arête de sortie, par dessus laquelle le courant de matières sort du tambour tournant. L'ensemble de buses 14 est réuni de préférence par une-conduite 15 à la conduite 16 d'échappement des gaz du côté refoulement du ventilateur de tirage par aspiration. Cela étant, l'ensemble fonctionne de la manière suivante le compost humide arrive par le dispositif 2 d'arrivée de la matière à traiter dans le tambour tournant et il est ameubli dans la partie amont de ce tambour tournant par les chicanes et les déflecteurs 6 et, en outre, mis en contact étroit avec le courant de gaz chauds soufflé par le tube 3 et il est ainsi séché. Immédiatement en aval de la région comportant les chicanes et déflecteurs, on a prévu tout d'abord une zone à paroi lisse, dans laquelle le bouleversement et la rotation du mélange de matières grâce à la rotation du tambour réalisent la séparation des fragments de verre des particules du compost de telle manière que les fragments de verre s'accumulent pour la plus grande partie directement contre la paroi du tambour.Cette séparation est encore accentuée dans la région des palettes 7 d'entraînement munies de fentes, étant donné que les particules de compost se trouvant dans la couche de matière sont soulevées par les palettes d'entraînement cependant que les fragments de verre se trouvant déjà à proximité de la paroi se déplacent le long de celle-ci en passant par les fentes 8. On réalise ainsi un ameublissement et un séchage plus poussés du compost, cependant que les fragments de verre encore mélangés au compost peuvent parvenir à proximité de la paroi. La séparation réalisée dans le tambour conduit à une stratification, cependant que les fragments de verre les plus lourds se trouvent à proximité de la paroi tandis que le compost plus léger se trouve au-dessus. Cette stratification est maintenue grâce à la structure lisse de la paroi du tambour, immédiatement en amont de l'arête de sortie. Du fait de la rotation, les matières descendent à partir de l'arête de sortie, sous forme d'un voile plus ou moins épais, dans le corps de sortie 4. Les gaz desséchants conduits à travers le tambour tournant et sortant du corps de sortie 4 sont aspirés par le ventilateur 13 de tirage par aspiration. Les dimensions de la section transversale de la tête d'aspiration 9 doivent, cela étant, être choisies de manière que la succion produite suffise pour aspirer les particules de compost plus légères en provenance de la partie supérieure du voile de matière descendant à partir du tambour tournant. La largeur de la tête d'aspiration correspond sensiblement, dans ces conditions, à la largeur du voile de matière descendant à partir du tambour. Du fait que la tête d'aspiration est orientable en tous sens et le cas échéant peut également pivoter, on peut l'ajuster de manière à obtenir la précision de séparation optimale.La plus grande partie des gaz desséchants aspirés passe, tout d'abord, de tous les côtés, au contact de la surface du voile de matière et soulève dans ces conditions les particules de compost plus légères de manière à les séparer de la couche la plus lourde contenant les fragments de verre. Des quantités de gaz relativement faibles sortent, par ailleurs, de la partie inférieure en traversant la couche contenant les particules de verre les plus lourdes et entraînent par t'lavage" les particules de compost se trouvant encore dans la couche de matière la plus lourde. En règle générale, la quantité des gaz desséchants introduits dans le tambour tournant suffit à la séparation du verre et du compost. Pour renforcer "l'effet de lavage" par les quantités de gaz projetées transversalement à travers le voile de matière, on a prévu au-dessous de l'arête de sortie du tambour tournant un ensemble de buses 14 qui comporte plusieurs ouvertures de passage du gaz 17 en forme d'injecteurs, dont la direction du jet est de préférence réglable. Grace à une dérivation 15 qui est en liaison avec le côté refoulement du ventilateur de tirage par aspiration 13, on peut faire passer une quantité additionnelle et réglable de gaz en provenance de la partie inférieure à travers le voile de matière descendant à partir du tambour tournant. La régulation du débit de gaz est réalisée de préférence par l'intermédiaire d'un papillon 18 intercalé dans la conduite 16 des gaz d'échappement, en aval du point de départ de la dérivation 15. I1 peut également être suffisant, dans le cas d'un ventilateur de tirage par aspiration suffisamment puissant, de prévoir dans la paroi du corps de sortie 4 des ouvertures d'entrée d'air appropriées à la place de la conduite 15 en dérivation, ouvertures qui sont en liaison directe avec l'air ambiant et dont la section transversale et, le cas échéant, la direction du jet sont réglables. Grâce à la succion de la tête d'aspiration 9, la quantité d'air additionnelle nécessaire est aspirée dans ce cas sous forme de 1,rentrée d'air dans le corps de sortie, transversalement à travers le voile de matière. Grâce aux ouvertures additionnelles d'aspiration à la partie inférieure, il est possible de régler les quantités de gaz chauds nécessaires pour le séchage, indépendamment des quantités de gaz nécessaires pour la séparation du verre du compost. La figure 2 représente une autre forme de réalisation du dispositif de séparation dans le corps de sortie. Avec cette forme de réalisation, on a disposé dans le corps de sortie 4 à la place d'une tête d'aspiration, de préférence deux plaques de guidage, réglables indépendamment l'une de l'autre au-dessous de l'arête de sortie des matières du tambour tournant 1. Un ensemble de buses 14' est par ailleurs disposé vers l'extrémité de sortie du tambour tournant, au-dessous de l'emplacement de l'arête de sortie, par laquelle le courant de matière sort du tambour tournant. L'ensemble de buses, dont la direction d'éjection est de préférence réglable, est réuni par une conduite 15 avec la conduite 16 de gaz d'échappement qui se trouve du côté refoulement d'un ventilateur de tirage par aspiration 13. Les plaques de guidage 19 et 20 sont réalisées de manière à pouvoir régler leurs positions dans les directions verticale et axiale ainsi que leur pente. Dans ces conditions, la plaque de guidage 19 est réglée de telle manière que le voile de matière descendant arrive sur la partie supérieure de cette plaque et que les jets d'air sortant par les ouvertures 17' des buses peuvent traverser l'espace intermédiaire entre l'arête de sortie du tambour et cette plaque de guidage 19. Le corps de sortie 4 comporte dans sa partie inférieure deux chambres séparées, dont la chambre 4a recueille les matières lourdes, dans le cas présent le verre, cependant que les matières légères, dans le cas présent le compost, arrivent dans la chambre 4b. Ces deux chambres comportent des organes de sortie 21 et 22, réalisés de manière SUFF5MbEN! étanche, par exemple des sas à roue cellulaire ou des volets obturateurs doubles. A la partie supérieure une conduite 23 d'évacuation des gaz est raccordée au corps de sortie et est en liaison, par l'intermédiaire d'un cyclone séparateur 11 destiné à la séparation des petites particules entraînées, avec le ventilateur 13 de tirage par aspiration. Avec cette forme de réalisation, les jets de gaz sortant par le dispositif de buses 14' heurtent la face inférieure du voile de matière descendant du tambour et chassent par soufflage les particules de compost les plus légères vers la chambre de collecte kb, cependant que les morceaux de verre tombent, en se déplaçant le long de la plaque de guidage 19 placée obliquement, dans la chambre 4a. Grâce à un réglage approprié de la distance et de l'inclinaison de la plaque de guidage 19 par rapport à l'arête de sortie du tube ou du tambour tournant, on peut alors régler la précision de la séparation dans une action combinée avec une régulation de la vitesse des jets de gaz heurtant le voile de matière.La plaque de guidage 20 a, dans ces conditions, pour rôle de capter les morceaux de verre qui ont été entrains par le courant d'air au-dessus du bord supérieur de la plaque de guidage 19 et de les diriger vers la chambre 4a de collecte du verre. Cette forme de réalisation est en particulier applicable aux mélanges de matières qui présentent des écarts de densité très appréciables et le cas échéant également des écarts de dimensions appréciables. L'invention n'est pas limitée à la séparation d'un mélange de matières à l'aide d'un tambour tournant. De même, l'appareil de séparation peut être réalisé sous forme d'une auge ou d'un tube vibrant, qui comporte dans sa partie aval des chicanes d'ameublissement correspondantes et dont l'extrémité de décharge débouche dans un corps de sortie conformément à l'une des formes de réalisation décrites. Le procédé et les diverses formes de réalisation d'appareils destinés à la mise en oeuvre du procédé ne sont pas limités à l'application consistant à séparer du verre d'un compost. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. L'invention s'applique principalement au tri des ordures ménagères. REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation continue d'un mélange de matières en ses composantsprincipaux, de préférence de séparation du verre et d'un compost, caractérisé en ce que Ie courant de matières à traiter est soumis tout d'abord le long d'un parcours de triage à des mouvements de rotation et de bouleversement et/ou à des vibrations et en ce qu'ensuite un courant de gaz à une vitesse relativement grande est envoyé à travers la matière à traiter descendant sous la forme d'un voile en provenance du parcours de triage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange de matières est soumis le long du parcours de triage à l'action d'un courant de gaz, de préfé rence d'un courant de gaz chauds. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les matières les plus légères constituant le voile de matières en chute libre sont absorbées par un dispositif d'aspiration. 4. Appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de triage en forme d'auge ou de tube vibrant ou un dispositif de triage tubulaire tournant, avec une arrivée de matière à une extrémité et une sortie des matières à l'autre extrémité, dans lequel le mélange de matières est soumis à des mouvements de bouleversement, de rotation ou à des vibrations et dont l'extrémité de sortie débouche dans un corps creux de sortie qui est pourvu de dispositifs destinés à faire passer un courant de gaz à travers le voile de matières descendant en provenance du dispositif de triage. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parois intérieures du dispositif de triage sont pourvues dans la région d'arrivée de la matière, de chicanes 6 destinées à ameublir le mélange de matières et en ce que, tout au moins dans la région immédiatement en amont de l'extrémité de sortie, les parois intérieures sont essentiellement lisses. 6. Appareil selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'on utilise comme dispositif de triage un tambour tournant à axe oblique. 7-. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que, dans la partie médiane du tambour, des palettes d'entraînement sont disposées, en regardant dans le sens de parcours de matières, de préférence immédiatement avant la région à parois lisses, lesdites palettes étant orientées dans la direction axiale et comportant chacune, à proximité de la paroi, au moins une fente orientée dans la direction axiale. 8. Appareil selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait qu'une tête d'aspiration faisant partie d'un dispositif d'aspiration est disposée sensiblement dans le prolongement de la couche de matières se trouvant dans le dispositif de triage, à l'intérieur du corps de sortie et à une certaine distance de l'extrémité de sortie du dispositif de triage. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la tête d'aspiration est réalisée de manière à être mobile dans les directions axiale, verticale et latérale par rapport au dispositif de triage. 10. Appareil selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que des ouvertures d'entrée de gaz ou d'air, réalisées sous la forme de buses, sont disposées dans le corps de sortie, au-dessous de l'arête de sortie des matières du dispositif de triage. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisE en ce que les ouvertures d'entrée d'air et des gaz sont en liaison avec le côté refoulement d'un ventilateur. 12. Arpareil selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la direction des jets émanant des orifices d'entrée des gaz ou de l'air est réglable. 13. Appareil selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que dans le corps de sortie, au-dessous de l'arête de sortie du dispositif de triage, une plaque directrice au moins ascendante dans la direction du jet émanant des ouvertures d'entrée des gaz est ajustable dans les directions axiale et verticale.