Brevet FR2279836A1 — publié le 19760220

La présente invention se rapporte à un procédé et à une installation pour la transformation chimique et pour l'ob- tention de constituants gazeux et huileux distillables et, en particulier, à l'utilisation d'une distillation lente pour un but nouveau. La valorisation de vieux pneumatiques d'automobile s'est heurtée jusqu'ici à des difficultés. On a essayé de brûler les pneumatiques séparément ou avec des immondices, mais il se produit des gaz et des vapeurs nuisibles qui polluent l'air. Le stockage dans le sol a des conséquences ultérieures nuisibles sur celuici, tandis qu'un déchiquetage n'apporte dans ce cas rien de mieux et est en plus difficile et coûteux. On ne peut valoriser d'une manière économique par rechapage qu'une faible proportion des pneumatiques à carcasse endommagée. On utilise le caoutchouc ainsi arraché comme matière de charge et pour la fabricatior de caoutchouc dur. L'invention vise un procédé et une installation gracie auxquels il est possible non seulement de se débarrasser des pneumatiques pour automobiles mais de les transformer, suivant un procédé qui ne nuit pas à l'environnement en produits qui peuvent être ensuite valorisés d'une manière lucrative et d'épargner à l'échelon national de grandes quantités d'huile. Suivant l'invention, on décompose les pneumatiques pour automobiles, avantageusement sans les fragmenter au préalable et dans leur composition habituelle, par traitement thermique à l'abri de l'air avec formation d'hydrocarbures et de cires gazeux et liquides ainsi que de soufre, de carbone et de matières de charge. Les hydrocarbures gazeux et liquides pewent être séparés les uns des autres par distillation et fournissent des huiles et des gaz qui pewent être réutilisés sans autres comme matières brutes. Sme le soufre contenu dans les pneumatiques peut Btre récupéré d'une manière simple. Les constituants solides restant sont essentiellement du charbon poreux et des matières de charge qui sont séparés facilement des parties métalliques occluons et qui sont susceptibles de trouver de multiples réutilisations. On décompose avantageusement les pneumatiques par distillation en continu et on distille ou rectifie directement à la suite dans un processus parallèle les constituants gazeux et liquides tandis que l'on enlève les constituants solides à la continue. Avantageusement, on effectue 1eeheafi4eenlfnisPnt is on6ihEnts gazeux liquides et/ou solides obtenus dans la dis tilla- tion lente. On peut effectuer le chauffage des pneumatiques par chauffage indirect dans un four tubulaire chargé par le haut. I1 est aussi possible d'effectuer un chauffage direct au moins partiel des pneumatiques par un courant gazeux chauffé circulant dans un tuyau. Pour le chauffage, il est avantageux de faire brûler une partie du charbon dont on dispose au bas du tuyau en cependant que l'air qui maintient la combustion sans que de l'air ne pénètre dans la zone de distillation lente. On peut également considérer l'invention comme l'utilisation d'un processus de distillation lente avec chauffage direct ou indirect de la matière distillée jusqu'à la décomposition chimique et à la destruction des pneumatiques automobiles. Par cette dernière expression on entend, au sens de l'invention, tous les types de pneumatiques de véhicules automobiles à chambre à air ou à pneus pleins, qu'ils soient en caoutchouc synthétique et/ou naturel et éventuellement avec insert textile ou métallique ou autres renforcements analogues. On peut également traiter des pneumatiques endommagés ou partiellement détruits par le procédé suivant l'invention. Dans certains cas il est recommandé d'effectuer des combustions lentes séparées par pneumatiques de composition semblable, par exemple ceux en carcasse en rayonne et en polyester étant séparés de ceux à insert en acier. Une installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention comprend par exemple un réacteur de distillation lente constitué par un tuyau en acier vertical adapté au diamètre des pneumatiques et pourvu, à son extrémité supérieure, d'un dispositif d'amenée fermé de manière étanche à l'air par un bain d'huile, d'une ou de plusieurs entrées pour la colonne de distillation ou de rectification et à son extrémité inférieure,d'un dispositif d'enlèvement pour le charbon produit. Le dispositif d'amenée est par exemple un siphon et comprend un bain d'huile dans lequel les pneumatiques sont trempés de sorte que leur espace intérieur est empli d'huile. On fait ensuite se mouvoir les pneumatiques vers le haut sur une surface inclinée dans l'intérieur du four de sorte que l'huile s'écoule à nouveau en dehors de l'espace intérieur du pneumatique et qu'ainsi il n'y ait pas d'huile transportée dans le tuyau de distillation lente.Les pneumatiques parviennent ensuite à 1' inté- rieur dubqjbu en acier et se meuvent, sous effet de la pesanteur ou d'un convoyeur, dans la zone proprement dite de distillation lente avec chauffage et ramollissement, zone dans laquelle ils subissent une distillation lente formant une pate avec dégagement des matières volatiles. Si la température de distillation lente est comprise entre 200 et 4000 C il ne se sépare essentiellement que des huiles et des gaz volatils, tandis que le soufre reste dans la matière solide. Si l'on effectue le chauffage au-dessus de 4200 C environ le soufre se sépare également sous forme gazeuse et peut 4tre récupéré par condensation. Les matières solides migrent vers le bas à la partie inférieure du tuyau et sont enlevées à l'exté- rieur par un convoyeur, par exemple un disque tournant ou une bande convoyeuse ou une vis d'Archimde. On peut effectuer le chauffage du tuyau en acier de l'extérieur en envoyant de l'air chaud ou d'autres gaz d'un brû- leur dans une chemise qui entoure le tuyau et qui est recouverte vers le haut par un revêtement servant d'isolant thermique. A 1' in- térieur du tuyau règne avantageusement une petite surpression de sorte que l'air ne peut s'y engager en venant de l'extérieur par l'intermédiaire du dispositif d'enlèvement du charbon. Le charbon chaud enlevé sert avantageusement, après échange de chaleur, à préchauffer l'air du brdleur. Si le réacteur de distillation lente doit fonctionner avec une surpression importante pour transformer les hydrocarbures qui se forment, il est avantageux d'utiliser, au lieu du siphon, un sas mécanique en vue d'amener les substances au tuyau de distillation lente et un convoyeur et une vis d'égalisation des pressions en vue d'enlever ces maies substances. A la partie supérieure du tuyau on peut prévoir en outre une ouverture munie d'un sas pour charger des matières d'addition, telles que la chaux ou d'autres additifs, qui favorisent le processus de distillation lente et pour guider ces matières à la manière souhaitée. On peut effectuer le chauffage des pneumatiques en vue de leur faire subir une distillation lente également en tout ou partie par combustion du gaz et/ou de l'hydrocarbure qui se produit. A cet effet on forme à la partie inférieure du tuyau une zone de combustion auquel on amène constamment de l'extérieur une quantité donnée d'air ou d'oxygène telle que le gaz et/ou l'hydrocarbure soient brûlés et que les gaz de combustion chauffent le tuyau de distillation lente par l'extérieur. On peut également souhaiter augmenter le chauffage du charbon qui se forme jusqu'au-delà de 10000 C pour effectuer en mme temps que le processus de distillation lente des processus de formation de gaz à lteau et/ou de réduction de CO2 par taiffladon de vapeur d'eau et/ou de C02 Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 illustre une installation à chauffage indirect du tuyau de distillation lente, tandis que la figure 2 représente la partie inférieure du tuyau de distillation lente associé à des dispositifs qui permettent un chauffage direct et un chauffage indirect de la matière subissant la distillation lente avec grillage d'une partie des substances. L'installation de la figure 1 comporte un tuyau 1 de distillation lente, par exemple en acier dont le diamètre intérieur est tel que des pneumatiques de diamètre normaux puissent y être empilés. A une certaine distance du tuyau 1 se trouve une chemise 2 servant d'isolant thermique. La distance entre la chemise 2 et le tuyau 1 esttelle que le gaz chauffé d'un brûleur 3 peut s'étaler vers le haut autour du tuyau 1. Les gaz quittent l'espace compris entre le tuyau 1 et la chemise 2 par un conduit 4 de sortie. Le tuyau 1 est fermé vers le haut par une paroi 5 qui communique avec un dispositif d'arrivée. Dans cette paroi est prévu un sas 29 par lequel on peut amener les additifs ou les catalyseurs destinés à favcriser ou à conduire le processus de distillation lente. Ce dispositif d'amenée comporte un récipient 6 tubulaire qui communique avec le tuyau 1 par un conduit 7 de section droite rectangulaire. Le tuyau 6 et le conduit 7 sont emplis d'huile 8 dont la face libre est représentée par 9. Pour amener les pneumatiques 13 on se sert d'un grappin 10 auquel chaque pneumatique est suspendu et qui fait se mouvoir les pneumatiques 13 vers le bas dans le bain d'huile de sorte que l'intérieur du pneumatique soit empli d'huile et que 11 air puisse en être enlevé par dépliage du talon du pneumatique.On fait se mouvoir sr unepentevers le haut dans le conduit 7 le pneumatique 13 se trouvant au fond du bain d'huile grace à un dispositif il de poussée de sorte que l'huile s'écoule en dehors de l'intérieur du pneumatique 13 et que le talon du pneumatique soit ouvert par un dispositif 12 à rotation muni d'un crochet au point qu'il ne reste plus d'huile résiduelle dans les pneumatiques. On peut synchroniser la rotation du dispositif 12 au mouvement d'avance du dispositif Il de poussée de sorte que seule l'extrémité postérieure du pneumatique soit saisie par le crochet du dispositif 12. Le pneumatique 13 se place alors sur une pile de pneumatiques qui se forme à l'intérieur du tuyau 1. Sur ce tuyau I sont raccordés à la partie supérieure des conduits 14 et 14a pour les matières volatiles qui se forment. Ces conduits peuvent Btre plus ou moins ouverts par des vannes 14b et 14c. Ils mènent à des colonnes 15,-16 de condensation et de rectification et de distillation qui refroidies et chauffées par tDnçon fournissent une séparation optimale du soufre, des cires, des huiles à point d'ébullition élevé et bas et d'autres matières qui sont retirées par des conduits correspondants. Les constituants gazeux sont enlevés par un conduit 17 en vue d'un traitement ultérieur. En fonctionnement on chauffe les pneumatiques 13 au point qu'ils se ramollissent dans la zone 18 de distillation lente et se décomposent en formant des hydrocarbures. Les constituants solides résiduels 19 sont essentiellement du carbone poreux et des matières de charge qui sont enlevés du tuyau 1 à l'aide d'uni dispositif 20. Ce dernier est constitué par exemple d'une plaque 20 pouvant tourner entraînée lentement en rotation et munie de racles par lesquelles les constituants solides sont conduits vers l'extérieur. Dans la zone du dispositif 20 d'enlèvement brûlent des veilleuses l9a de sécurité qui allument ou consument les gaz résiduels se produisant à la sortie en raison d'une surpression dans le tuyau de distillation lente ou d'une gazéification imparfaite. La partie inférieure de l'installation de distillation lente a été enlevée à l'endroit 21 et peut être remplacée par un dispositif représenté à la figure 2 qui sert pour le chauffage direct partiel de la matière devant subir la distillation lente. Dans ce dispositif on envoie de l'air ou un gaz contenant de l'oxygène à une zone 26 de combustion par des lances 22 annulaires de sorte que le carbone dont on dispose à la partie inférieure du tuyau 1 soit partiellement brûlé ainsi que les gaz résiduaires. A cet effet une partie de la chaleur est envoyée par rayonnement et conduction directement à la zone de distillation lente, tandis que les gaz de sortie chauffent indirectement le tuyau 1 de distillation lente. Une partie de la paroi du tuyau 1 de distillation lente est pourvue d'ouvertures 27 qui par exemple forment une grille annulaire correspondant au diamètre du tuyau. La surface intérieure de la grille annulaire forme, grace à la matière à distiller qui se glisse ensuite, la surface de grillage alimentée en air par des tôles 28 de guidage et éventuellement aussi chauffée par des brûleurs 22 à gaz de sorte que le gaz qui sort de la grille annulaire passe dans l'espace délimite par la chemise 2 de chauffage du tuyau supérieur de distillation lente. Par un réglage de la surpression dans le tuyau 1 de distillation lente on évite ainsi que l'air ne pénètre à l'intérieur du tuyau 1.Par une pression assez élevée dans le tuyau de distillation lente, on peut également envoyer vers l'extérieur du gaz de distillation lente qui traverse le charbon en vue de soutenir le grillage de celui-ci. I1 peut être avantageux d'envoyer de la vapeur d'eau sur la zone de chauffage du carbone par des buses 23 pour obtenir une décomposition de la vapeur comme il est connu dans la technique des générateurs de gaz ou pour réduire le C02 obtenu à partir du gaz de sortie sur le carbone chaud. Pour amener l'air il est prévu une soufflante 24 tandis que l'enlèvement des quantités de charbon qui se produisent vers le bas s'effectue par un transporteur 25 à bande. I1 va de soi que le procédé de distillation lente décrit peut entre également effectué dans un four rotatif horizontal ou dans une chambre de distillation lente travaillant en discontinu. Dans un exemple de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention dans lequel on a soumis à la distillation lente des pneumatiques pour automobiles habituels on a obtenu pour deux échantillons les compositions suivantes de mélanges de gaz Echantillon 1 Echantillon 2 O2 0,07 % 0,7 % N2 1,1 % 2,7 % CO 12,0 % 13,0 % C02 30,0 Z 21,0 Z H2 4,7 % 5,1 % CH4 méthane 12,0 % 14,0 % C2H6 éthane 4,0 % 4,3 % C2H4 éthylène 7,7 % 6,7 Z C3H8 propane 2,9 % 3,1 % isobutane et propylène 3,3 % 3,7 % butane normal 1,0 Z 1,0 Z butane 1,0 % 1,0 Z isobutane et isopentane 1,4 Z 1,7 Z butane 2tr 1,0 % 0,9 % pentane normal 0,4 Z 0,3 Z butane 2 erg 0,7 Z 0,5 Z isopentane-l 0,4 Z 0,4 % butadiène-1,3 1,8 % 1,1 % reste Autres constituants indéter- minés. L'analyse des constituants liquides et solides à donné la répartition suivante du nombre des atomes de carbone C- 6 13,0 % C- 7 7,0 % C- 8 10,0 % C- 9 2,0 % C-10 12,0 % C-11 15,0 % C-12 18,0 % C-13 7,0 % C-14 4,0 % C-15 4,0 % C-16 3,0 % C-17 2,0 % C-18 1,0 % C-19 0,3 % C-20 0,5 % Indice d'iode suivant Kaufmann 221/222 Indice d'hydratation 454/450 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la transformation chimique et llob- tention de constituants gazeux et huileux distillables, caractérisé en ce qu'il consiste à décomposer des pneumatiques d'automobile par traitement thermique à l'abri de l'air avec formation dlhydro- carbures gazeux et liquides et d'autres matières. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à distiller lentement des pneumatiques de composition habituelle directement sans traitement préalable. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à décomposer les pneumatiques par une distillation lente à la continue. 4. Procéda suivant la revendication I ou 3, caractérisé en ce qu'il consiste à distiller ou à rectifier directement à la suite dans un processus parallèle les constituants gazeux et liquides tandis que les constituants solides sont enlevés à la continue. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le chauffage en utilisant les constituants gazeux liquides et/ou solides obtenus dans la distillation lente. 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à amener des additifs dans la zone de distillation lente se trouvant essentiellement à l'abri de l'air. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à superposer au processus de distillation lente un processus de formation de gaz à l'eau avantageusement avec utilisation du carbone formé. 8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à superposer au processus de distillation lente un processus de réduction du C02 avec utilisation du carbone formé. 9. L'utilisation d'un procédé de distillation lente en continu avec chauffage direct ou indirect de la matière subissant la distillation lente jusqu'à la décomposition chimique et jusqu'à la destruction de pneumatiques d'automobile dans un tuyau de distillation lente qui présente un dispositif d'amenée en siphon muni d'un liquide de fermeture, le processus étant effectué sur des pneumatiques de composition habituelle sans traitement préalable. 10. Générateur de distillation lente pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tuyau (1) de distillation lente vertical de dimensions adaptées au diamètre des pneumatiques et pourvu, à son extrémité supérieure, d'un dispositif d'amenée fermé de maniere étanche à l'air (6, 7, 8) d'une ou plusieurs entrées (14, 14a) pour des colonnes de distillation ou de rectification (15, 16! et, à son extrémité inférieure, d'un dispositif d'enlèvement (20, 25) pour les résidus solides qui se produisent. 11. Générateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le tuyau (1) de distillation lente est disposé au fond d'une chemise (2' en matière thermiquement isolante de sorte que les gaz de chauffage obtenus d'un bradeur (3) lèchent l'extérieur du tuyau (1?. 12. Générateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu à la partie inférieure du tuyau (1) une chambre (26) de combustion pour les résidus solides qui peut recevoir de l'extérieur de l'air ou un autre gaz combustible. 13. Générateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que à l'extrémité supérieure du tuyau (1) est prévu un conduit (7) d'amenée pour les pneumatiques (13) dans lequel les pneumatiques peuvent entre amenés un par un par l'intermédiaire d'un dispositif à siphon comportant un bain (8 d'huile. 14. Générateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'à la partie supérieure du tuyau (1) est prévue une ouverture avec un sas (29) par lesquels on peut charger des additifs. 15. Générateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'à la partie inférieure du tuyau (1) est prévue une découpe de la paroi avec des ouvertures (27) qui forment une grille annulaire correspondant au diamètre du tuyau. 16. Générateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'à la partie inférieure du tuyau est prévu un dispositif (23! d'amenée pour charger de la vapeur d'eau et/ou du CO2 à la zone de chauffage du carbone.