Brevet FR2400918A1 — publié le 19790323

La présente invention concerne un procédé et une installation de régénération en particulier de terre souillée par de l'huile par chauffage dans une chambre à passage. Lorsqu'une zone de terrain a été souillée par un écoulement d'huile minérale dû à une installation de stockage non étanche ou à un accident de camion citerne, la zone souillée était jusqu'ici excavée dans la plupart des cas puis amenée à un four. On connait,par le brevet allemand DT-PS 1 247 532 une installation de brûlage de terre souillée par de l'huile dans laquelle une chambre de brûlage est placée sur le plateau d'un camion et peut être ainsi amenée sur le lieu meme du dommage Dans cette chambre, des tôles présentant des rigoles sont disposées les unes au dessus des autres et ces tôles sont effleurées par des sortes de râclettes fixées à un couple de chaînes sans fin qui transportent via des orifices de passage dans les rigoles, la terre à brûler dans les rigoles situées sous les précédentes. A côté de la chambre de brûlage se trouve une chambre de combustion équipée d'un brûleur à fuel dont les gaz de combustion parviennent à des corps chauffants situés audessus des rigoles en passant par un système de distribution et des canalisations s'y raccordant.L'huile minérale contenue dans là terre doit être séparée par brûlage et vaporisation par chauffage à une température de 4000C environ dans la chambre de brûlage. Le mélange vapeur d'huile-air se formant lors du traitement est introduit par aspiration dans la chambre de combustion. Dans cette installation d'un type connu, l'ensemble des canaux de transport fait partie de la chambre de brulage, si bien que lors du fonctionnement de cette installation des fronts de flamme s 'établissent dans toute la chambre. Ces fronts de flamme sont préjudiciables à la sûreté de l'installation car une teneur faible en oxygène entraîne déjà un risque d'explosion. Les fronts de flamme et le risque d'explosion qui en découle ne peuvent être limités que par addition de gaz carbonique ou d'azote. Comme dans la chambre de brûlage de cette installation connue, l'huile n'est pas seulement vaporisée mais aussi brûlée, il est impossible d'obtenir une température de vaporisation uniforme, ce qui amène des résultats opérationnels fluctuants. En outre, on observe un fort développement de suie qui encrasse toute l'installation. Lorsque la teneur en huile de la terre souillée est élevée, celle-ci s'agglutine fortement dans la chambre de combustion et se cokéfie ce qui implique un résidu d'huile dans la terre après le brûlage, car on n' arrive pas à la vaporiser totalement. L'invention se propose de créer un procédé et une installation pour la régénération notamment de térre souille par de l'huile qui assurent une -extraction totale de la substance polluante, sans nuire à la sécurité de fonctionnement. Cet objectif est atteint grâce aux caractéristiques nouvelles indiquées respectivement dans les revendications 1 et 6 du présent brevet. Conformément à l'invention la terre polluée par l'huile est tout d'abord émulsionnée avec un fluide, de l'eau par exemple, puis chauffée dans cet état à la température de vaporisation du fluide. Lors du passage de l'émulsion bu suspension) dans la chambre, la couche supérieure de celle-ci, qui est constituée essentiellement par le polluant du fait de son moindre poids spécifique par rapport au fluide, est râclée et évacuée. On évite ainsi de façon simple que la terre souillée ne s'agglutine et que de la substance polluante reste encore à l'intérieur. Comme dans la chambre à passage ne s'effectue qu'une vaporisation du fluide d'émulsion et le cas échéant d'une partie de substance polluante et non une combustion de ladite substance, le risque d'explosion est évité avec certitude. La terre est de préférence préparée -dans un broyeur avant d'être émulsionnée. Grâce au broyage, les pierres contenues dans la terre excavée et polluée ainsi que les objets durs sont pulvérisés, ce qui permet de transporter sans difficulté la terre polluée dans la chambre à passage. Ainsi le procédé et l'installation selon l'invention ont des possibilités d'application accrues par rapport à l'installation déjà connue, car celle-ci du fait de l'absence de préparation de la terre souillée dans un broyeur ne permet de traiter qu'un type bien défini de terre, c'est-à-dire une terre sans corps étrangers. Dans un perfectionnement de l'invention, les vapeurs du fluide d'émulsion formées dans la chambré à passage sont aspirées et condensées, le fluide ainsi récupéré étant réutilisé pour 11 émulsion. De la sorte, le rendement de l'installation est notablement amélioré. Dans un autre développement de 1'installation les vapeurs non condensables issues de la chambre à passage sont brûlées dans une chambre de combustion. Comme cette chambre de combustion produit egalement les gaz chauds nécessaires pour chauffer le produit transporté dans la chambre à passage, on obtient ainsi une autre amélioration du rendement du procédé selon l'invention. Dans un autre mode de réalisation de l'installation selon l'invention, plusieurs cuvettes, munie chacune d'un chauffage sont fonctionnellement en série et disposées l'une au dessus de l'autre dans la chambre à passage. En outre la chambre à passage se compose d'étages disposés les uns audessus des autres et assemblés à la façon d'une construction, chaque étage contenant une cuvette avec un transporteur à râclettes entraîné par chaînes. Ces étages sont conçus comme un système modulaire, c'est-à-dire, qu'ils sont interchangeables. Il est tout à fait possible de disposer l'étage inférieur à l'emplacement le plus élevé, l'élevage moyen en bas etc,.. L'étage supérieur a un temps de passage plus long que celui de l'étage le plus bas, car du fait de la vaporisation du fluide ou des impuretés du produit traversant la chambre, la teneur en fluide est toujours de plus en plus faible vers le bas et l'on peut de ce fait transporter plus rapidement le produit dans les étages inférieurs. Dans une autre configuration de l'invention, des plaques de vaporisation sont disposées sur les parois de chaque cuve entre le dispositif de raclage et la rigole, le produit raclé gagne ainsi une rigole inclinée en passant sur lesdites plaques. La température des plaques de vaporisation est choisie de telle sorte que le fluide contenu dans le mélange raclé se vaporise. On obtient de cette façon une séparation entre la substance polluante et le fluide dont les vapeurs sont avantageusement récupérées dans un condenseur, ce qui permet une réutilisation du fluide pour réaliser l'émission (ou suspen sinon), Le principe de la construction modulaire appliqué ici permet de réaliser des installations de diverses dimensions. L'fnstallation peut être utilisée sans difficulté pour vaporiser et traiter les copeaux de tournage ou de perçage qui contiennent une proportion importante d'émulsions d'huile. Un débouché très important est ainsi offert-à l'installation car elle résout en usine les problèmes liés au retraitement des copeaux de perçage et de tournage. En outre il est concevable de steriliser dans 1 'ins- tallation de la terre fortement contaminéepar des parasites. Dans cette variante il serait certes nécessaire de mettre en oeuvre des constructions spéciales1 qui seraient cependant analogues à l'installation selon l'invention quant à leurs caractéristiques essentielles. Le procède et l'installation selon l'invention sont utilisables, en dehors de la régénération de terre polluée par de l'huile, pour la stérilisation du sable, la décontamination de terres polluées par des poisons ou des toxiques, la combustion de déchets de matières plastiques et la vaporisation ou la combustion de solutions émulsionnées. La capacité de traitement de l'installation dépend du type de pollution de la terre. Les débits se situent par exemple entre 1/2 tonne et 18 tonnes par heure pour des terres ayant un poids spécifique d'environ 2g/cm3. Pour autres substances le débit horaire nécessaire se détermine empiriquement sans difficulté. Dans une autre réalisation de llinvention, l'installation est construite comme un container et montable sur un chassis de camion. il est ainsi possible d'apporter rapidement l'installation sur son lieu d'emploi. La mobilité de l'installation est également avantageuse pour l'utilisation industrielle, car des industries chimiques par exemple, qui transforment et produisent des matières toxiques, peuvent avoir besoin d'installation pour détruire sans pollution des déchets vaporisables et combustibles. Jusqu'ici ces déchets étaient stockés coûteusement dans des dépôts spéciaux ; ceci n'est cependant qu'une solution provisoire, car en cas dé catastrophe ou d'autres actions sur ces dépôts, on court le risque que les déchets parviennent un jour jusqu'à l'veau souterraine et contaminent celle-ci. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit plus en détail ci-après à l'aide des figures jointes. Celles-ci montrent - la Fig. 1 : l'installation selon l'invention représentée par souci de clarté sans son habillage extérieur ; - la Fig. 2 : une vue de dessus de l'installation complète selon l'invention - la Fig. 3a: en vue de détail, une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1 à travers une cuve ; - la Fig. 3b: une vue de dessus du dispositif selon la figure 3a et - la Fig. 4 : l'installation selon l'invention conçue comme un container et montée sur un camion. L'installation, dans l'exemple de réalisation décrit ici, est construite comme un container et montée par exemple sur le chassis d'un camion (fig. 4 ). L'ensemble de l'installation est monté dans et sur un cadre stable 38. Dans l'exemple de réalisation décrit, l'installation sert à régénérer de la terre polluée par une huile minérale. Conformément à la figure 1, on trouve à une extrémité de l'installation une station de préparation 1 avec un broyeur. Celui-ci se compose pour l'essentiel d'une boîte 2 ouverte vers le haut dans laquelle sont disposés deux cylindres de broyage horizontaux, tournant en sens opposés et actionnés par un moteur électrique 3. Un fluide, eau de préférence, est introduit dans cette bote par une canalisation 4 et constitue une émulsion avec la terre polluée par l'huile à traiter dans le broyeur. Un récipient 5 situé au-dessus de la station de préparation 1 contient un additif grâce auquel les émulsions sont "cassées" comme on l'expliquera plus en détail ci-apres. I1 est relié par une conduite 6 à la canalisation 4a conduisant à la boîte 2 de la station de préparation. La conduite 4a est reliée à un réservoir 7 qui contient le fluide d' émulsion. La station de préparation 1 possède un dispositif de pompage non visible sur la figure 1 qui permet de transférer par des conduites 8 l'émulsion depuis la boîte 2 jusqu'à un orifice de remplissage 4 qui se trouve sur la face supérieure d'une chambre à passage 9 (fig. 4). La chambre à passage 9 est pourvue de 5 étages 10, 14 disposés les uns au-dessus des autres. Chaque étage possède une goulotte de transport horizontale en forme de cuve lova, 14a. Chaque cuve est pourvue d'un transporteur à râclettes lOb, 14b. Transversalement par rapport à l'axe longitudinal du convoyeur à chaîne, se trouvent des raclettes lOc, 14c qui sont tirées par lesdites chaînes et transportent ainsi le produit dans les cuves lOa, 14a. Ces râclettes sont disposées de telle sorte qu'elles se déplacent dans les cuves en-dessous du niveau du fluide (fig. 3a). De ce fait, seule la quantité d'émulsion saisie par les râclettes se trouve transportée. Les râclettes de transport se trouvent à un certain espacement les unes des autres. La direction de transport dudit convoyeur à râclettes est indiqué sur la figure 1 par les flèches A - F.Un moteur électrique 15 actionnant le convoyeur à chaines lOb , 14b est disposé à l'extrémité de la chambre à passage 9 opposée à la station de préparation 1. Ce moteur actionne le convoyeur via un axe vertical 35 et les engrenages coniques 36 (fig. 1). Chacun des étages 10 à 14 se compose d'un cadre de transport 16 (fig. 4) dans lequel est placée la cuve 10a, 14a avec son transporteur à râclettes lob, 14b. Les cadres 16 sont des unités interchangeables qui peuvent être gerbés les uns sur les autres en ordre quelconque. En plaçant un cadre de transport sur l'autre on réalise automatiquement une liaison active via les engrenages coniques 36 et l'axe vertical 35 avec le moteur 15. Les transmissions par engrenages coniques sont étagées de telle sorte que les différentes vitesses requises par chaque étage soient ainsi obtenues. Sous les cuves lova, 14a se trouvent des chambres chauffantes 17 (fig. 3a) qui réchauffent le produit transporté dans la chambre àpassage 9. Au-dessus de chaque cuve lOa, 14a, des sortes de râclettes 18 en forme de V ont été disposées, elles déversent des deux côtés l'huile surnageant à la surface du produit durant le passage de celui-ci dans la chambre 9. Le produit ainsi raclé glisse sur les plaques de vaporisation 19 (fig. 1 et 3a) puis dans la goulotte collectrice 20 (fig. 1) inclinée vers le bas (fig. 1). Les plaques de vaporisation 19 sont fixées sur les parois latérales des chambres chauffantes 17 des cuves Leur chauffage s'effectue ainsi par conduction thermique à travers les parois de la chambre chruffante. Les plaques de vaporisation 19 peuvent également - en remplacement de la disposition précédente - être équipées d'un système particulier de chauffage électrique (non représenté). Les rigoles collectrices 20 débouchent sur un collecteur d'huile 21 (fig. 1) dans lequel se rassemble l'huile raclée à la surface du produit traversant la chambre et qui est relié à un récipient collecteur d'huile 24. A côté du collecteur d'huile 21 se trouve sur la face inférieure de la chambre 9, une chambre de combustion annulaire 22 dans laquelle sont produits à l'aide d'un brûleur à fuel 23 les gaz chauds destinés aux chambres chauffantes 17 et aux plaques de vaporisation 19. Le brûleur à fuel 23 qui est alimenté par l'huile du réservoir collecteur 24 ou par un réservoir spécial dirige sa flamme horizontalement dans la. chambre de combustion annulaire 22. La fin de la chambre de combustion annulaire 22 est reliée à un canal d'admission des gaz 25 dans la partie infe- rieure duquel un ventilateur de gaz chaud 26 a été disposé. Le ventilateur 26 est couplé à un moteur 27. A l'exception de l'étage supérieur 10, les chambres chauffantes 17 de tous les étages 11, 14 sont reliées par une conduite de gaz chaud 28 à la canalisation d'admission des gaz chauds 25. A l'extrémité de la chambre à passage 9 oppose à la station de préparation 1, les chambres chauffantes 17 des cuves des etages 10, 14 sont chacune reliée par deux conduites d'aspiration 29 avec une conduite commune d'extraction 30 qui aspire les gaz chauds des chambres chauffantes et les introduit dans la chambre de combustion annulaire 22. Dans la canalisation d'admission des gaz 25, des vannes 31 ont été prévues pour la régulation de l'alimentation en gaz chaud des chambres chauffantes 17. Chaque conduite 28 est pourvue d'une telle vanne. A l'extrémité de la chambre à passage 9 tournée vers la station de préparation 1 se trouve, sous l'étage le plus bas 14, un condenseur 32 qui aspire les vapeurs formées dans la chambre à passage 9 par le chauffage du produit trans portéet en particulier par la vaporisation du fluide d'émulsion au contact des plaques de vaporisation 19 et les condense par refroidissement. Le liquide formé dans le condenseur 32 peut alimenter le réservoir 7 et etre ainsi réutilisé dans la station de préparation 1. Les gaz qui ne peuvent pas etre con densés par refroidissement dans le condenseur 32 sont injectés dans la chambre de combustion annulaire 22 via une conduite 33 arrivant dans la conduite d'extraction 30.Les dimensions de la chambre de combustion annulaire 22 sont telles que les gaz en la quittant aient de préférence une température supérieure à 12O00C. Le réservoir 5 contient comme additif un-inhibiteur grâce auquel l'émulsion d'eau et d'huile peut être détruite en cas de besoin, ce produit agissant par sorption, relarguage ou électrolytiquement. L'installation fonctionne de la façon suivante ia terre polluée par l'huile est versée dans la botte 2 de la station de préparation 1. Les cylindres de broyage tournant en sens opposé pulvérisent les objets durs et les pierres éventuellement présents dans la terre excavée, afin que la terre puisse être transportée ensuite sans difficulté dans la chambre à passage 9 à l'aide des convoyeurs-à râclettes lOb, 14b. Une fois que la terre souillée par l'huile a été transformée à l'aide du fluide d'émulsion, dans la station de préparation I, en une pâte analogue à une bouillie, ellé est transportée par la conduite 8 vers l'orifice de remplissage 4.Par celui-ci,- elle gagne la cuve lOa de l'étage supérieur 10 et se trouve transportée par le système à râclettes lOb au travers de la chambre à passage dans le sens indiqué par la flèche A et vers l'étage le plus proche Il. A l'extrémité gauche, par référence à la représen- tation de la figure 2, du premier étage 10, le produit transporté tombe dans la cuve lia du deuxième étage 11 et se trouve transporté par le dispositif à râclettes llb en direction opposée, c'est-à-dire suivant la flèche B au travers de la chambre à passage et vers le troisième étage 12. La cuve la plus haute est certes pourvue d'une chambre de chauffage mais celle-ci n'est pas chauffée dans l'exemple décrit ici. Le produit transporté est chauffé par les chambres de chauffage 17 disposées sous les cuves lia, 14a. La température du produit transporté peut ainsi atteindre de 2O0C à 800 C suivant la position des vannes papillons 31 tandis que les températures vont en croissant lorsqu'on passe des étages supérieurs aux étages inférieurs. Les transporteurs à râclettes lOb, 14b entrainent le produit contre les râclettes 18 composées de deux ailes formant un V de sens opposé à la direction de progresslon et obligent ainsi le produit - à la façon d'un soc de charrue - à se déverser vers les côtés, sur les plaques de vaporisation 19 d'où le produit gagne les rigoles collectrices 20 qui conduisent au collecteur d'huile 21. Lors du passage sur les plaques de vaporisation, le fluide d'émulsion éventuellement contenu dans l'huile raclée - eau dans le cas présent - est évaporé.Les vapeurs extraites de la chambre à passage 9 par un dispositif d'aspiration 37 gagnent le condenseur 32 où elles sont liquéfiées. Les vapeurs non condensables parviennent par les conduites 33 et 30 dans la chambre de combustion annulaire 22 pour y être brûlées. Ces processus se déroulent de la même façon dans les autres étages, A la fin de l'étage le plus bas 14, à gauche suer la figure 2, le produit transporté arrive sur une goulotte et est conduit par le retour du transporteur 14b, en étant refroidi, vers l'orifice de sortie 34 à droite sur la figure 1. La terre obtenue à la sortie 34 est parfaitement exempte d'huile et de germes et retombe à son emplacement initial. Les températures dans les différents étages sont réglées et le cas échéant régulées selon l'état du produit transporté, le degré de pollution et le type de régénération De même les transmissions entre engrenages coniques 36 permettent de choisir les différentes vitesses pour chaque étage L'huile collectée dans le récipient 24 peut alimenter après filtration le brûleur 23 pour le chauffage de la chambre de combustion annulaire ou bien être évacuée par camion-citerne ou autres. REVENDICATIONS 1. Procédé de régénération en particulier de terre polluée par de l'huile par chauffage dans une chambre à passage caractérisé par les étapes suivantes - émulsion de la terre souillée avec un fluide ; - chauffage du fluide émulsionné dans la chambre à passage jusqu'à la température d'évaporation ; - transport de l'émulsion dans la chambre à passage ; - râclage de la couche supérieure de la suspension pendant le transport de celle-ci dans la chambre à passage et évacuation du produit râclé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau est utilisée comme fluide d'émulsion. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la terre est préparée dans un broyeur avant d'être mise en émulsion. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les vapeurs de fluide-formées dans la chambre à passage sont aspirées et condenses et que le fluide ainsi récupéré est réutilisé pour l'émulsion. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les vapeurs non condensables sont brûlées dans une chambre de combustion. 6. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par une station (1) pour la mise en émulsion de la terre polluée avec un fluide, par au moins une cuve (10 a), disposée longitudinalement dans la chambre à passage 9 et dans laquelle on déplace l'émulsion, par un chauffage (17) disposé sous la cuve (10 a) et par un dispositif de raclage (18) placé au-dessus de la cuve pour racler et deverser vers une rigole collectrice (20) la couche supérieure de l'émulsion qui se compose pour l'essentiel de la substance polluante. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que sur le fond de cuve tlOa), un transporteur à râclettes (10 b) avec des râclettes de transport (10 c) permet de faire progresser l'émulsion. 8. Installation selon les revendications 6 et 7, caractérisée en ce que plusieurs cuves (lova, 14a) pourvue chacune d'un chauffage (17) sont fonctionnellement en série et disposées l'une au-dessus de l'autre à l'intérieur de la chambre à passage (9). 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la chambre à passage se compose de plusieurs étages (10, 14) disposés l'un-au-dessus de l'autre et assemblés comme une construction, chacun d'eux ayant une cuve (lova, 14a) avec un transporteur à râclettes (lOb1 14b). 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les transporteurs à râclettes (lOb, 14b) sont actionnés par un moteur (15) actionnant un axe commun (35) et des engre naqes coniques (36) propres à chacun d'eux. 11.. Installation selon l'une quelconque des revendication 6 à 10, caractérisée en ce que chaque dispositif de râclage est conçu sous forme d'une râclette (18) opérant à la façon d'un soc de charrue. 12. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisée en ce que sur un côté au oins de chaque cuve (lova, 14a) une goulotte collectrice inclinée (20) est disposée- en concordance avec le dispositif de râclage (18) ladite goulotte conduisant à un collecteur (21) pour le produit polluant. 13. Installation selon la revendication 12,caractérisée en ce que sur les parois latérales de chaque cuve (10a, 14a) des plaques de vaporisation (19) sont disposées entre le dispositif de raclage (18) et la rigole collectrice (20), le produit râclé passant sur celles-ci et gagnant ainsi la rigole collectrice, et la température desdites plaques étant choisie de telle façon que le fluide contenu dans le mélange râclé soit vaporisé. 14. Installation selon la revendication 13, carac térisée en ce que le chauffage de chaque cuve (lOa, 14a) se compose d'une chambre chauffante (17) reliée à la plaque de vaporisation (19), ladite chambre étant alimentée via une conduite d'admission de gaz (25) par les gaz s'échappant d'une chambre de combustion annulaire (22). 15. Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que des clapets d'étranglement (31) sont disposés dans la conduite de gaz (25) afin de régler la quantité de gaz introduite dans chaque chambre chauffante (17). 16. Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que les clapets (31) sont actionnables manuellement ou réglables sur différentes températures à l'aide de thermostats. 17. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 16, caractérisée par un dispositif d'aspiration (37) relié à la chambre à passage (9) pour les vapeurs s'y formant, ledit dispositif étant également relié à un condenseur (32) pour la récupération du fluide 18. Installation selon l'une quelconque des revendication 14 à 17, caractérisée en ce qu'une température de gaz d'au moins 12000C est réalisée dans la chambre de combustion (22). 19. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 18, caractérisée en ce qu'elle est conçue comme un container et montable sur un chassis de camion. 20. Installation d'une installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 18 pour la stérilisation du sable. 21. Utilisation d'une installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 19 pour la désintoxication d'une terre empoisonnée. 22. Utilisation d'une installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 19 pour brûler des déchets du genre matière plastique. 23. Utilisation d'une installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 19 pour vaporiser ou brûler des -émulsions.