Brevet FR2236915A1 — publié le 19750207

La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour l'épuration des gaz et vapeurs engendrés parla décomposition pwrolytique des déchets industriels et ordures ménagères. Il est bien connu que, comparativement au traitement de fermentation et de mise en dépôt, Itélimination des déchets, notamment des déchets industriels par incinération, présente l'avantage de donner, comme produit final, des matières dont le stockage ne demande qu'un volume beaucoup plus faible. On peut certes tirer comme sous-produit utile des ordures ou déchets à incinérer une certaine quantité de chaleur qui est utilisée pour la production d'énergie électrique ou d'autres applications. Toutefois l'incinération donne également une scorie qui est pratiquement inutilisable telle quelle et qui doit donc être mise en dépôt ou-éliminée d'une autre façon. Du reste, l'incinération engendre des gaz de fumée,-qui, compte tenu de la composition actuelle des déchets et ordures, notamment des ordures ménagères; répondent encore actuellement aux prescriptions légales concernant la protection contre la pollution atmosphérique, pourvu qu'ils soient soumis à un dépoussiérage conforme à l'état actuel de la technique. Par contre, pour l'avenir, il est vraisemblable que les ordures ménagères contiendront des quantités de #matières dont l'incinération produira des gaz de combustion nocifs pour l'en vironnement, tels que SO2 et 1101, de sorte qu'il sera nécessaire de soumettre les gaz de fumée à une épuration supplémentaire. En effet, cette épuration est nécessaire pour l'incinération des déchets industriels qui contiennent de grandes quantités d'hydrocarbures chlorée, de matières plastiques chlorées et de produits contenant du soufre comme, par exemple, les pneumatiques d'automobiles. On ne dispose actuellement d'aucun procédé réellement appli- cabale en pratique et économiquement rentable pour éliminer le et etle 1101 -de- grands volumes de gaz de fumées. Grtce aux propriétés du ROI gazeux, il est possible d1élimi- ner le 1101 des gaz de fumée-par lavage des gaz à l'eau mais, le lavage refroidissant les gaz, ce procédé exigerait un réchaufage des gaz refroidis pour pouvoir rejeter ces gaz dans l'atmosphère par une cheminée.Ces opérations sont certes techniquemevt réalisables mais inapplicables en pratique pour des considérations économiques L'élimination du S02 de gaz de fumée est encore plus diffi cile, en raison du fait que cette substance ne peut pas être extraite de ces gaz par un simple traitement de lavage aqueux. Le traitement des gaz de fumée est également rendu plus difficile par le fait que l'incinération des ordures s'effectue avec un grand excès d'air et que les substances nocives sont donc d'autant plus diluées.Cet excès d'air est indispensable, aussi bien pour garantir la combustion totale des déchets que pour abaisser la concentration de ces substances nocives, afin d'éviter le risque de corrosion des chaudières qui sont généralement chauffe'es par la cha- leur produite par les incinérateurs. n est connu d'éviter css inconvénients, qui sont liés à l'in- cinération des déchets, en procédant à une décomposition pyrolytique des déchets en l'absence d'air. Sn principe, étant donné que les déchets sont esseatiellement composés de matières organiques, la pyrolyse donne un coke se sentant sous la forme d'une scorie ou crasse, que l'on peut, soit brûler sans produire de gaz de fumée contenant des substances nocives, soit utiliser, par exemple comme agent filtrant dans la préparation des boues de décantation. Par ailleurs, cette cokéfaction dégage des gaz et vapeurs d'où on peut isoler un grand nombre de produits chimiques o.-sLui- ques dans l'état actuel de la technique. Ce gaz de cokéfactio# possède une certaine valeur calorifique qui peut être mise à profit pour la production d'énergie, par exemple pour le chauffage de l'installation de cokéfaction. Il est par ailleurs connu d'utiliser pour la cokéfaction des ordures et déchets, un four rotatif chauffé à65000, que les chets parcourent lentement. Avant lintraduction des déchets darus le four rotatif, on en élimine les #articules métalliques, le verre et équivalents. Le coke obtenu possède des propriétés ana##- à celles du charbon actif. Les gaz et vapeurs sortant du four rotatif contiennent malheureusement un grand nombre de substances dont le traitement est difficile et ne peut m-ame pas être exàlté économiquement. On connaît par ailleurs un procédé de traitement des déchets et ordures dans lequel les gaz et vapeurs se condensent en une huile de pyrolyse, dont on récupère des produits utilisables. Taute- fois, la mise en oeuvre de ce procédé exige des investissements considérables. Les inconvénients mentionnés plus haut sont supprimes par l'invention. Cette invention vise à realiser un appareil et un procédé permettant de transformer d'une façon simple et économique les gaz et vapeurs engendrés par la pyrolyse des déchets, en un gaz ~d'échappement ne présentant aucune nocivité pour l'environnement. Suivant ltinvention, ce problème est résolu par un procédé dans lequel on soumet les gaz et vapeurs à un craquage thermique à une température d'environ 100000 pour les transformer en un gaz combustible, lequel est ensuite épuré par lavage des constituants nocifs qu'il contient encore, comme, par exemple, l'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique, l'ammoniac, etc... Suivant une autrè-ôaractéristique de l'in-vention, et dans un mode rationnel de mise en oeuvre du procédé, pour exécuter le craquage des gaz et vapeurs, on fait passer ces produits à travers un bain de sel fondu, chauffé à environ 1000 X,et qui est d'une composition telle qu'il présente un comportement neutre par rapport aux hydrocarbures contenus dans les gaz et vapeurs. Pour des raison, séconomiques, il est approprié d'utiliser comme sel neutre pour cette application, le chlorure de sodium ou de potassiums le chlorure de calcium et de b yum, séparément ou en mélange de deux ou plus de deux de ces sels. Dane l'appareil prévu pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, le sel neutre fondu est réparti dans deux réac teurs#cylindriques àaxes verticaux juxtaposés, et il remplit ces réacteurs à peu près aux deux tiers de leur volume, les deux réacteurs étant reliés par deux conduites en croix dont chacune relie la partie inférieured'unréacteur à la partie supérieure de ltau- tre et l'un des réacteurs présente, dans son fond, un raccord pour l'introduction des gaz et vapeurs à soumettre au craquage et, dans son couvercle, -un raccord pour l'évacuation des gaz craqués tandis que le deuxième réacteur présente dans son fond un raccord pour l'introduction d!air convenablement réchauffé et, #dans son couvercle, un raccord-pour l'évacuation des gaz. L'invention va être ci-après décrite en détail, en référence au dessin annexé,#qui représ#ente sch4matiquement#un exemple de réalisation de l'appareil suivant l'invention. L'appareil suivant l'invention comprend essentiellement deux réacteurs verticaux 1 et ? qui sont tous deux remplis, à peu près aux deux tiers de leur volume, d'un bain de sel fondu destiné à assurer le craquage des gaz et vapeurs et qui est porté à une température d'environ 100000. Ces réacteurs sont réunis entre eux par des conduites 3 et 4 disposées en croix. Les gaz et vapeurs engendrés par la pyrolyse des déchets sont introduits de bas en haut dans le réacteur 1 par le raccord 9 et ils subissent le craquage en traversant la masse de sel fondu. Le gaz entièrement craqué est évacué à l'extrémité du réacteur par le raccord 10 et une partie de ce gaz peut être utilisée, par exemple, pour le chauffage direct du four de cokéfaction, tandis qu'une autre partie est utilisée pour la production d'énergie après avoir subi l'épuration mentionnée plus haut. Le coke qui se forme dans la masse de sel fondu par suite du craquage des gaz et vapeurs qui traversent cette masse et qui se présente sous une forme finement divisée, est brtlé dans le réacteur 2 par l'air introduit dans ce dernier, cette opération réglé nérant le sel. Pour cela, les deux réacteurs t et 2 sont réunis par les conduites 3 et 4 en croix. Dans l'espace libre qui surmonte la charge de sel fondu du réacteur 1, le sel chargé de coke est en tratnd en un violent mouvement tourbillonnaire par les gaz et vapeurs introduits dans ce réacteur, il est retenu par un dispositif séparateur et renvoyé à l'extrémité inférieure du réacteur 2, par la conduite 4 qui part de l'extrémité supérieure du réacteur 1. Le sel fondu chargé de coke et arrivant à l'extrémité inférieure du réacteur 2 rebondit au contact de l'air, le coke brdlé et le sel fondu libéré du coke s'élève dans le réacteur 2, est capturé à l'extrémité supérieure par la conduite 3, qui est reliée à l'extrémité inférieure 5 du réacteur 1. Par la combustion du coke dans le réacteur 2 on apporte au sel fondu la chaleur nécessaire au craquage des gaz dans le réacteur 1, si-bien que, en pratique, un réchauffement suplémentaire des réacteurs devient superflu. Le gaz qui sort du réacteur 2 est non polluant pour l'environne- ment, du fait qu'il est exempt de soufre et dthalogèness et il peut être rejeté dans l'atmosphère, éventuellement après l'utilisation de la chaleur qu'il contient. R E vE N I) I # AT I O N# t.- Procédé d'épuration des gaz et vapeurs engendrés par la décomposition pyrolytique des déchets industriels et ordures ménageres, -caractérisé en ce qu'on soumet les gaz et vapeurs à un craquage#thermique à une température d'environ 100000, pour les trans-former en un gaz combustible qui est ensuite dêbarras- sé par lavage des constituants nocifs tels que l'acide chlorydri- que, l'acide sulfurique, l'ammoniac, etc..., qu'il contient encore. 2.- Procédé suivant la revendication t, caractérisé en ce que, pour provoquer le craquage des gaz et vapeurs, on fait passer ces gaz et vapeurs à travers un bain de sel fondu porté à 1-000 C et qui présente un comportement neutre par rapport aux hydrocarbures contenus dans les gaz et vapeurs. 3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce quton utilise comme sels neutres, les halogénures, de préférence les chlorures, des éléments du premier groupe et du deuxième groupe de la classification périodique. 4.- Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le sel neutre fondu est réparti dans deux réacteurs--- I,2 cylindriques à axes verticaux juxtaposés, et il remplit ces réacteurs à- peu près aux deux tiers de leur volume, les deux réacteurs étant reliés par deux conduites 3,- 4 en croix dont chacune relie la partie inférieure d'un réacteur à la partie supérieure de l'autre et l'un des réacteurs 1 présentant dans son fond, un raccord 9 pour l'introduction des gaz et va peursà soumettre au craquage et, dans son couvercle, un raccord 10 pour l'évacuation des gaz craqués tandis que le deuxième réacteur 2 présente dans son fond un raccord 11 pour l'introduction d'air convenablement réchauffé et, dans son couvercle, un raccord 12 pour l'évacuation des gaz.