Brevet FR2427116A1 — publié le 19791228

La présente invention concerne des perfectionnements aux installations permettant de traiter puis de conditionner des déchets organiques, notamment dans le domaine de l'élevage industriel. On sait que dans les entreprises de productions animales industrialisées regroupant souvant dans le domaine de l'aviculture plusieurs dizaines de milliers de volatiles, l'élimination des déchets ou lisiers pose un problème particulierement difficile. Par ailleurs, il stest avéré à l'analyse que les matières constituant ces déchets comprennent en fait certains composants à teneur nutritive élevée. C'est ainsi qu'outre les sels minéraux indispensables à la bonne croissance et éliminés par un processus physiologique normal, la teneur du produit rejeté en protéine brute est souvent située entre 25 et 30 . Compte tenu de la croissance du coût de production de ces protéines, l'idée de les réintégrer dans l'alimentation d'autres espèces est devenue fréquente, en particulier pour les ruminants. Tout particulierement dans le domaine de l'aviculture industrielle il est impératif de supprimer les nuisances qu'elle crée et de recycler économiquement ses sous-produits afin de ne pas grever ses prix de revient. A cet effet on a déjà réalisé des installations pour le traitement des déchets organiques susceptibles de supprimer les nuisances en question et de permettre la récupération des sous-produits. Suivant un type d'installation connu il èst prévu - une ou plusieurs cuves communiquant entre elles pourvues chacune d'un système de malaxage entraîné par un arbre de transmission mu par un groupe motoréducteur extérieur à la cuve, d'une trappe d'accès et d'une trappe de vidange, - une gaine de soufflage d'air chaud ceinturant chaque cuve à la partie inférieure de celle-ci et reliée en amont à la sortie d'air chaud d'une chau dière et, en aval, à un récupérateur gaz-gaz, - une entrée d'air froid amenant l'air froid audit récupérateur, - une gaine d'admission d'air sec réchauffé reliée à la sortie du-recupë- rateur et au ciel de chaque cuve, - une gaine d'aspiration des vapeurs et gaz odorants provenant du ciel de la ou des cuves, - un ventilateur interposé dans ladite gaine d'aspiration et envoyant les produits gazeux dans ladite chaudière, - et des moyens de régulation des températures de divers circuits en vue de contrôler et/ou arrêter le cycle de traitement. Le but de la présente invention est de perfectionner ce type d'installation en améliorant les performances thermiques. A cet effet, l'invention a pour objet une installation pour le traitement de déchets organiques comprenant - une ou plusieurs cuves communiquant entre elles pourvues chacune d'un système de malaxage entraîné par un arbre de transmission mû par un groupe moto- réducteur extérieur à la cuve, d'une trappe d'acces et d'une trappe de vidange, - une gaine de soufflage d'air chaud ceinturant chaque cuve à la partie inférieure de celle-ci et reliée en amont à la sortie d'air chaud d'une chaudiè) re et, en aval, à un récupérateur gaz-gaz, - une entrée d'air froid amenant l'air froid audit récupérateur, - une gaine d'admission d'air sec réchauffé reliée à la sortie du récupérateur et au ciel de chaque cuve, - une gaine d'aspiration des vapeurs et gaz odorants provenant du ciel de la ou des cuves, - un ventilateur interpose dans ladite gaine d'aspiration et envoyant les produits gazeux dans ladite chaudière, - et des moyens de régulation des températures de divers circuits en vue de contrôler et/ou arrêter le cycle de traitement, ladite installation étant ca ractérise en ce que la gaine de soufflage d'air chaud ceinturant chaque cuve à la partie inférieure de celle-ci comporte des obstacles ou chicanes disposés intérieurement et susceptibles de créer à l'intérieur de ladite gaine un régime d'écoulement turbulent voisin de la frontière séparant les régimes laminaire et turbulent. Suivant une variante de réalisation, destinée à utiliser au mieux l'éner- gie latente dans les gaz de combustion, ladite installation comporte en outre un récupérateur-échangeur de chaleur auxliaire interpose entre ledit ventilateur et ladite chaudière, les gaz traversant ledit récupérateur gaz-gaz traversant également ce récupérateur-échangeur. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'installation selon l'invention, descrip- tion donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Fig. 1 représente une vue en élévation en coupe partielle d'une installation de type connu ; - Fig. 2 représente une vue de dessus de l'installation de la figure 1; - Fig. 3 représente une vue de gauche de l'installation de la figure 1; - Fig. 4 représente schematiquement et partiellement la structure selon l'invention de la gaine de soufflage d'air chaud ceinturant les cuves, et - Fig 5 est un schéma partiel d'une variante de réalisation de l'installation selon les fig. I à 4. L'installation représentée sur les figures 1 à 3 comprend trois cuves 1 de structure identique. Les cuves 1 sont cylindriques, d'axe vertical et comprennent des palettes 2 de raclage horizontales et des palettes melangeuses 3 fixées sur des bras horizontaux 4 entrailnés par un arbre de transmission 5 vertical. L'arbre 5 est entraîne extérieurement à la cuve I par un groupe motoréducteur 6 (un seul représenté sur les figures I et 2) et un pignpn d'entraî- nement 7. Les trois cuves I représentées sur les dessins communiquent les unes avec les autres latéralement. Chaque cuve 1 comporte une trappe 8 de visite et d'admission des produits à traiter et une trappe 9 de vidange du produit déshydraté et conditionné. A la partie inférieure des cuves 1, il est prévu un circuit de réchauffage comprenant une gaine multicanaux 10 de soufflage d'air chaud ceinturant les cuves 1. Cette gaine 10 est reliée en amont à une gaine 10a de raccordement à la sortie d'air chaud d'une chaudière à bruleur il et, en aval, à une gaine 10b de raccordement à l'entrée d'un récupérateur gaz-gaz- 12. En outre, une partie de la paroi latérale des cuves 1 est chauffée grâce à une double-enveloppe 10c en communication avec la gaine 10. On a représenté par un trait continu fléché le trajet de l'air chaud depuis le brûleur 11 jusqu'à la cheminée d'évacuation 13 via les gaines îOa, 10, 10b et le récupérateur 12. On a représenté par un trait tireté également fléche le trajet de l'air de réchauffage du ciel des cuves 1. De l'air froid provenant de l'extérieur est admis dans le récupêrateur 12 où l'air froid se réchauffe. L'air réchauffé est envoyé par un conduit 14 et une gaine 15 (figure 1) dans le ciel gazeux (partie supérieure) des différentes cuves 1. Le retour de cet air s'effectue par une gaine 16 comportant un ventilateur 17 réinjectant les gaz dans le brûleur il de chaudière par une gaine de jonction 18. Enfin, l'installation comprend une sonde 19 de régulation de la température du brûleur, 11, une sonde 20 de sécurité et une sonde 21 de température, toutes deux interposées dans la gaine 16. Le fonctionnement de l'installation représentée et décrite ci-dessus est le suivant. Pendant toute la durée du cycle de traitement (7 à 12 heures) les cuves qui sont indépendantes les unes des autres, sont hermétiquement closes. Les masses à-traiter sont malaxées en permanence par le système racleurmélangeur 2-3. Les cuves 1 sont chauffees en permanence à la partie inférieure par de ltair chaud circulant à une température d'environ 5000 C dans la gaine 10. Avant de s1 échapper, cet air cède une partie de sa chaleur dans le récu pérateur 12 à de l'air froid qui se réchauffe et se dessèche avant d'entre injecte dans le ciel des cuves par l'intermediaire de la gaine 15. L'air sec réchauffé envoyé dans le ciel des cuves i a une température de l'ordre de 110 à 1200 C Les vapeurs et gaz odorants résultant du traitement des déchets organiques sont récupérés par la gaine 16 et le ventilateur 17 pour être réinfectés dans la chaudière afin d'être recyclés. Le passage dans la chaudière détruit les odeurs, cependant qu'avant le rejet dans la cheminée on va utiliser la chaleur communiquée à ces gaz pour chauffer les cuves et on va récupérer une partie de la chaleur résiduelle de ces gaz dans le récupérateur-échangeur de chaleur 12. Du fait de la température régnant dans les cuves, on préserve les protéines et les matières organiques. Une fois le traitement terminé, on récupère sous forme de matière pulvérulente sèche les produits traites que l'on extrait par les trappes 9. La sonde 20 a pour rôle de stopper l'installation lorsque la température régnant dans la gaine 16 dépasse ou atteint un seuil prédétermine. Quant à la sonde 21, elle permet de connaître, par une mesure de la température, le degré hygrométrique des produits en cours de traitement. Cette sonde 21 permet l'arrêt automatique du cycle de traitement lorsqu'on atteint un seuil de température pré-affiché sur la sonde. Une telle installation est capable de traiter des déchets organiques tels que fientes de poules, déchets d'abattoir de volailles, de bovins, deporcins, déchets de laboratoire, sang, oeufs, déchets de grandes cuisines, d'équarrissage, etc... L'installation qui vient d'entre décrite est connue en ellem?me et la présente invention a essentiellement pour but d'améliorer les performances thermiques de cette installation. A cet effet, conformément à l'invention, on modifie le régime de transfert des gaz de combustion en modifiant les conditions de fonctionnement, de pression, de vitesse et de température qui, toutes, influent sur la viscosite de ces gaz. A cette fin, avantageusement on modifie le régime d'écoulement des gaz de réchauffage de la gaine 10 afin de le faire passer du régime laminaire au régime turbulent et de le maintenir dans ce dernier régime légèrement au-dessus de la frontière entre régime laminaire et régime turbulent. De cette manière, le flux thermique transféré à travers les parois des cuves 1 devient beaucoup plus important, ce qui limite le dimensionnement des parois d'échange de chaleur. Pratiquement ces résultats sont atteints par la disposition judicieuse d'obstacles ou de chicanes dans la gaine 10. Sur la figure 4 on a représenté très schématiquement un mode de réalisation de ces obstacles. Ceux-ci sont constitués par une succession de plaques 10e disposées dans la gaine 10 sous les cuves 1. Les plaques 10e sont fixées sur le fond de la gaine 10, inclinées vers le haut suivant le sens (indiqué par la flèche) d'écoulement des gaz de réchauffage et disposées en dents de scie. Les plaques 10e sont destinées à diriger vers la paroi de fond la des cuves 1 le flux des gaz de réchauffage de manière à obtenir ledit régime d'écoulement turbulent par les décrochements successifs réalisés par la disposition en dents de scie des plaques inclines 10e. Entre les plaques 10e et le fond 10f de la gaine est avantageusement interposé un garnissage réfractaire îOg. Un tel aménagement apporte une amélioration globale de 20 à 30 Z du flux thermique transféré dans les cuves 1 par rapport à une gaine 10 non équipée telle que celle de l'installation des fig. 1 à 3. La figure 1 illustre une variante de réalisation tendant également à améliorer le rendement thermique de l'installation et suivant laquelle on cherche à utiliser au mieux l'énergie latente dans les gaz de combustion en augmentant la température des gaz réinjectés par l'intermédiaire de la gaine 16 et du ventilateur 17 dans le brûleur 11 de la chaudière. A cet effet, on prévoit un échangeur auxiliaire interposé entre le ventilateur 17 et le brûleur 11 et traversé par les gaz brulés provenant de la gaine lOb avant leur envoi dans la cheminée d'évacuation 13. AVantageusement le.récupérateur-échangeur de chaleur 12 de l'installation des fig. 1 à 3 est double,de maniere à constituer deux échangeurs 12a et 12b, tous deux traversés par les gaz provenant de la gaine lOb. A cet effet on monte une serie de tubes à fumée verticaux 22 traversés par les gaz provenant de la gaine 10b et se dirigeant vers la cheminée 13. Les deux compartiments 12a et 12b de l'échangeur double sont indépendants. L'un des compartiments (12a) est traversé par de l'air froid envoyé ensuite, après réchauffage,dans la gaine 15. L'autre compartiment (12b) est traversé par de l'air provenant de la gaine 16 et qui est à une temperature relativement peu élevée (inférieure à 1200 C). Cet air, après réchauffage dans l'échangeur 12b est envoyé dans le bruleur Il. Dans l'installation des figures 1 à 3, la température des gaz rejetés par la cheminée 13 était de l'ordre de 280 à 320 C. Avec itéchangeur double 12a-12b on arrive à ramener la température des gaz à la sortie de la cheminée 13 à environ 1600 C ce qui provoque une amélioration économique très sensible du système global de traitement. Enfin l'invention n'est évidemment pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Installation pour le traitement de déchets organiques comprenant : - une ou plusieurs cuves communiquant entre elles pourvues chacune d'un système de malaxage entraîné par un arbre de transmission mû par un groupe motoréducteur extérieur à la cuve, d'une trappe d'accès et d'une trappe de vidange, - une gaine de soufflage d'air chaud ceinturant chaque cuve à la partie inférieure de celle-ci et reliée en amont à la sortie d'air chaud d'une chaudière et, en aval, à un récupérateur gaz-gaz, - une entrée d'air froid amenant l'air froid audit recuperateur, - une gaine d'admission d'air sec réchauffé reliée à la sortie du récupérateur et au ciel de chaque cuve, - une gaine d'aspiration des vapeurs et gaz odorants provenant du ciel de la ou des cuves, - un ventilateur interposé dans ladite gaine d'aspiration et envoyant les produits gazeux dans ladite chaudière, - et des moyens de régulation des températures de divers circuits en vue de contrôler et/ou arrêter le cycle de traitement, ladite installation étant ca ractérisée en ce que la gaine de soufflage d'air chaud ceinturant chaque cuve à la partie inférieure de celle-ci comporte des obstacles ou chicanes disposés intérieurement et susceptibles de créer à l'intérieur de ladite gaine un régime d'écoulement turbulent voisin de la frontière séparant les régimes laminaire et turbulent. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits obstacles ou chicanes sont constitués par des plaques inclinées disposées en une succession de dents de scie sur le fond de la gaine. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un garnissage réfractaire est interposé entre lesdites plaques inclinées et le fond de la gaine. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracterisée en ce qu'un récupérateur-échangeur de chaleur auxiliaire est interposé entre ledit ventilateur et ladite chaudière, les gaz traversant ledit récupérateur gaz-gaz traversant également ce récupérateur-échangeur. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le récupérateur-échangeur auxiliaire et le récupérateur gaz-gaz sont constitues par un échangeur unique à doubles compartiments indépendants.