Brevet FR2474649A1 — publié le 19810731

L'invention concerne un procéda perfectionné d'élimination des déchets urbains et industriels par pyrolyse et fusion. On cozzlatt des procédés d'élimination des ordures ménagères et des déchets industriels par incinération. Un premier procédé classique met en oeuvre des températures de l'ordre de 800 à 100000 et permet de traiter des ordures autocomburantes dont le roi est compris entre 1500 et 1800 kveal/kgO Par ce procédé, on obtient des résidus solides (machefers) dans lesquels on retrouve les matières non combustibles ou inertes telles que boites de conserves, ferrailles, verre, ce qui est un inconvénient. En outre, le rapport en poids mâchefers/ordures est de l'ordre de 20%, ce qui peut poser un problème de stockage ou d'élimination des mâchefers. Un deuxième procédé, plus récent, est le pro cédd dit "par pyrofusion"0 Dans ce procédé, on assooie la pyrolyse, eest-à-dire la décomposition thermique contrôlée des déchets, et la fusion des résidus solides obtenus. L'équipement nécessaire à la mise en oeuvre de ce procédé comprend un gazéifieur, dont la forme ssapparente à celle d'un haut-fourneau, dans lequel s1 effectue la pyrolyse. Les déchets sont chargés à la partie supérieure du gazéifieur et descendent par gravité vers une zone de haute température située à la partie inférieure du gazéifieur.Les éléments combustibles des déchets y sont décomposés en présence d'air primaire ou d'oxygène pur et la température atteinte est, théoriquement, de l'ordre de 16000Co Les gaz résultant de cette combustion traversent la colonne de déchets de bas en haut, tout en la réchauf- fant, pour s'échapper à mi-hauteur et se diriger vers une chambre de combustion seeondaire. Les matières incombustibles et les éléments métalliques sont fondus et évacués à la partie inférieure. Le laitier constitué par les matières en fusion est recueilli sous forme de granulés après trempe à l'eau. Les gaz sortant du gazéifieur sont combustibles et sont brdlés en présence d'air secondaire dans une chambre de combustion secondaire. Les gaz produits sont ensuite dirigés en parallèle sur une chaudière de récupdration et sur un dispositif de réchauffage de l'air primaire. La chaudière de récupération peut servir à produire, selon les cas, de l'eau chaude basse pression (eau chaude sanitaire), de l'eau chaude haute pression (chauffage urbain), de la vapeur moyenne pression (besoins industriels) ou de la-vapeur haute pression (production d'électricité). Avant leur évacuation à l'atmosphère les gaz de combustion sont épurés pour satisfaire aux normes anti-pollution. Ce procédé est très attractif car les résidus solides sont transformés en granulés extreAmement propres d1un volume très réduit. On ne retrouve plus les bottes de conserves, gravas et fragments de verre qui donnent un aspect peu engageant aux résidus sortant des usines basées sur le procédé d'incinération classique En outre, on est à peu prés certain qu'il ne reste plus de matières imbrdlées, de produits putrescibles ou fermentescibles susceptibles d'attirer des rongeurs ou des mouches ou de dégager des mauvaises odeurs0 Le procédé par pyrofusion présente, toutefois, l'inconvénient majeur quten exploitation industrielle il est difficile d'obtenir, d'une manière permanente, une température suffisamment élevée à la partie inférieure du gazéifieur pour que la fusion des solides s'effectue régulièrement0 Tout refroidissement a de graves conséquences, à savoir la prise en masse des résidus dans la partie inférieure du gazéifieur, l'obstruction du conduit d'évacuation des résidus fondus et, finalement, l'arrêt de l'unité. four remettre l'unité en service, il faut démolir la masse solidifiée des résidus au marteur piqueur, Ceci entratnes bien entendu, des dégradations, des arrêtes d'exploitation et des dépenses qui rendent le procédé non viable. La présente invention a pour objet un perfectionnement au procédé par pyrofusion sus-mentionné qui permet de remédier à l'inconvénient ci-dessus. Ce perfectionnement consiste à aJouter dans le gazéifieur un métal dans un état suffisamment divisé pour réagir exothermiquement, dans la partie inférieure du gazéifieur, avec l'oxygène de l'air primaire ou l'oxygène pur injecté, la quantité de métal ajouté étant telle que le dégagement de chaleur produite par la réaction d'oxydation dudit métal permette d'élever la température dans la partie inférieure du gazéifieur à un niveau suffisant pour assurer la fusion des résidus solides. Le métal ajouté peut être tout métal suffisamment divisé pour s'oxyder à la partie inférieure du gazéifieur au contact de lSair primaire ou de l'oxygène injectés On peut, par exemple, ajouter du fer et/ou de lealuminium à l'état de tournures métalliques ou de poudre. A ce jour, on préfère le fer. On peut aussi récupérer et laver les boites de conserves et autres ferrailles contenues dans les mâchefers des usines mettant en oeuvre.le procédé d'incinération classique, puis les broyer en une poudre dans un broyeur. Actuelliement, ces ferrailles sont séparées magnétiquement des mâchefers et envoyées aux usines sidérurgiques qui les prennent avec beaucoup de difficultés pour une valeur très faible ou nulle. Eventuellement, on pourrait aussi mélanger avec le métal divisé un oxyde réductible par le métal divisé. Par exemple, on pourrait utiliser un mélange de poudre d'aluminium et d'oxyde ferrique du genre de celui utilisé pour 1' aluminothermie. t'addition du métal divisé peut se faire en continu ou périodiquement. De préférence, on ajoutera le métal divisé au niveau de la partie inférieure du gazéifieur, par exemple au voisinage de l'évacuation des résidus fondus0 La quantité de métal divisé à ajouter peut entre facilement calculée, dans tous cas d'espèces, à partir de la chaleur d'oxydation du métal, de la capacité du gazéifieur et de l'élévation de température souhaitée. Le perfectionnement de l'invention est simple et peu comateux à mettre en oeuvre, et ne nécessite pas de modifications importantes des installations de pyrofusion existantes. REVENDICATIONS 1 Procédé d'élimination des déchets ménagers et industriels par pyrolyse et fusion, selon lequel on introduit les déchets à la partie supérieure d'un gazéifieur et on laisse descendre par gravité ces déchets vers une zone de haute température située à la partie inférieure, du gazéifieur dans laquelle on injecte de l'air/ caract isé entce qu'on ajoute dans le gazéifieur un métal dans un état suffisamment divisé pour réagir exothermiquement, dans la partie inférieure du gazéifieur, avec l'oxygène de 1Pair ou l'oxygène pur injecté, la quantité de métal ajouté étant telle que le dégagement de chaleur produit par la réaction d'oxydation dudit métal élève la température dans la partie inférieure du gazéifieur à un niveau suffisant pour assurer la fusion des résidus solides. 2o Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le métal ajouté est du fer et/ou de 1 t aluminium. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le métal ajouté est du fer. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le métal divisé est ajouté au niveau de la partie inférieure du gazéifieur.