Brevet FR2556078A1 — publié le 19850607

-1 - La présente invention concerne les fours pour la décomposition thermique des vieux pneus, en vue de l'utilisation des vieux pneus d'automobiles, motocyclettes etc... comme combustible pour des fours à ciment, des foyers de chaudières, des installations de séchage ou autres utilisations générales. Dans l'état actuel de la technique, on a déjà proposé différents types de fours pour décomposition thermique destinés à cet usage, mais aucun de ceux-ci n'a donné satisfaction. Ainsi, selon une méthode antérieure, on utilise un four profond à lit fluidisé pour décomposer de vieux pneus par la chaleur, les câbles d'acier incombustibles qui subsistent ne peuvent être évacués durant un fonctionnement continu. Il faut donc prendre la peine de fractionner les vieux pneus, pour commencer, en morceaux de dimensions sensiblement identiques. Le but de la présente invention est de résoudre cette difficulté inhérente à l'état antérieur de la technique. Le principal objet de la présente invention est de réaliser un four pour la décomposition thermique des vieux pneus sous leur forme initiale, sans avoir à les fractionner au préalable. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un four pour la décomposition thermique des vieux pneus autorisant un fonctionnement continu et pas seulement un fonctionnement intermittent. Encore un autre objet de la présente invention est de réaliser un four pour la décomposition thermique des vieux pneus o la totalité de la chaleur contenue dans les différents éléments composants peut être utilisée sans gaspillage. Un objet spécifique de la présente invention est de réaliser un four pour la décomposition thermique des vieux pneus éliminant la nécessité de procédures pénibles ou difficiles, telles que l'enlèvement des éléments ou cordons d'étanchéité de l'intérieur du four qui est porté à une haute température. Il est apparu, avec la présente invention, que le moyen le plus convenable pour atteindre les objectifs définis ci-dessus est de réaliser un four pour la décomposition thermique des vieux pneus caractérisé par le fait qu'il comprend un corps de four de décomposition thermique capable de recevoir les vieux pneus sous leur forme initiale, le diamètre intérieur dudit corps étant plus grand que le diamètre extérieur du vieux pneu, un dispositif de chargement conçu pour introduire un vieux pneu sous sa forme initiale dans ledit corps, par le haut, une section de formation d'un lit fluidisé disposé à la partie inférieure dudit corps, ladite section de formation d'un lit fluidisé étant pourvue d'orifices d'entrée ménagés dans la paroi latérale, des tuyaux d'arrivée d'air étant connectés auxdits -2 - orifices et raccordés à une soufflantes une section de-formation d'un lit d'étanchéité se trouvant en dessous de ladite section de formation du lit fluidisé et, en dessous de ladite section de formation d'un lit d'étanchéité et à une certaine distance, un convoyeur, un orifice prévu à la base de la section de formation du lit d'étanchéité est orienté vers le convoyeur avec une certaine inclinaison, de manière que la distance entre le bord de l'orifice et la surface supérieure du convoyeur aille en augmentant progressivement dans le sens d'avancement du convoyeur. D'autres objets et aspects de la présente invention ressortent de la description ci-dessous qui se réfère au dessin dont les différentes figures représentent respectivement: - la fig. 1 est une vue en coupe schématisée d'une réalisation préférée du four pour la décomposition thermique de vieux pneus selon la présente invention; - la fig. 2 montre les détails, à échelle dilatée, d'une partie essentielle du four de la fig. 1; - - la fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la fig. 2; - la fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne IV -IV de la fig. 2; - la fig. 5 est une vue en coupe, à échelle dilatée, d'une autre partie essentielle du four de la fig. 1. Nous reportant au dessin, nous voyons dans la figure 1 le corps 1 du four de décomposition thermique. Au moyen d'un poussoir alimenteur 3, on fait passer un pneu usagé 2 à travers une chambre de chargement 4 et on le projette dans le corps 1 o il doit se décomposer sous l'action de la chaleur à l'intérieur du lit fluidisé 5. Il faut noter que pour mettre en route le four de décomposition thermique, il faut que la matière il constituant le lit fluidisé 5, telle que du sable siliceux ou des scories de ciment, soit chauffée au préalable à quelque 600 C ou au dessus. Afin d'échauffer la matière 11, on empile pour commencer quelques vieux pneus 2 dans le lit fluidisé 5 et on les chauffe jusqu'à ce qu'ils brûlent. Le four est alors pret à fonctionner. L'air pour la fluidisation de la matière 11 précitée est amené à travers des orifices d'entrée 9 prévus dans la paroi latérale 8 du corps 1, il provient d'une soufflante 6 à travers les tubulures d'amenée 7. Le gaz obtenu par décomposition thermique dès vieux pneus 2 est évacué par une tuyauterie 10 disposée à la partie supérieure du corps I et envoyé dans un foyer de combustion, non représenté. Le gaz ainsi produit brûle bien dans un foyer de combustion parce qu'il contient une forte proportion de CO, H2, CH4, CmHn etc... -3- -3- 255ot83 Le four de décomposition thermique est construit de manière à ce que, dans l'espace qui se trouve au dessus du lit fluidisé, la vitesse ascendante du gaz ramené à ses conditions normales soit de l'ordre de v = 0,1 à 0,5 Nm3/sec. Le gaz produit contient du carbone avec des particules d'un diamètre maximum d'un millimètre environ. Aussi, dans le cas o ledit foyer est celui d'une chaudière ou de quelque autre installation analogue, il est souhaitable d'éliminer ce carbone au moyen d'un dispositif séparateur gaz/solide tel qu'un cyclone et de le renvoyer au bain fluidisé à l'intérieur du corps 1 et au moyen d'une tuyauterie de retour qui n'a pas été représentée, afin de parfaire sa décomposition thermique. La chambre de chargement 4 précitée comprend de multiples clapets et chicanes, non représentés dans le dessin, qui assurent une bonne étanchéité. Ainsi, avec cet appareil, on peut procéder au chargement des vieux pneus 2 sans interrompre le fonctionnement continu de l'installation. Les orifices d'entrée 9 précités des tubulures d'arrivée d'air 7 sont disposés à deux niveaux différents 9a et 9b, ainsi qu'on l'a représenté dans les figures 1 et 2. De plus, les orifices inférieurs 9a, sont orientés selon les rayons du corps 1, ainsi qu'on l'a représenté dans la fig. 4, tandis que les orifices supérieurs 9b, sont orientés tangentiellement, comme on peut le voir dans la fig. 3. Par les orifices inférieurs 9a, on envoie de l'air avec un débit Ao (Nm3/mn) nécessaire pour fluidiser le lit 5, tandis que par les orifices supérieurs 9b on l'envoie avec un débit Aa (Nm3/mn) nécessaire pour gazéifier les vieux pneus. En ajustant ce débit d'air Aa au moyen d'un vanne, non représentée, on règle la consommation de pneus usagés. Pour maintenir un fonctionnement normal du four, la température du lit fluidisé, en tant que température de décomposition thermique, est réglée à une valeur convenable dans la plage de 600 à 800 C, en agissant entre autres sur le débit d'arrivée d'air par -les orifices d'entrée supérieurs 9b. Ainsi qu'on le décrit plus loin, on fait circuler la matière 11 précitée et on la ramène à l'entrée au moyen d'une conduite de retour disposée à l'extérieur du corps 1 selon la présente invention. Pour régler la température du lit fluidisé 5, on agit également sur la quantité de matière ll que l'on doit remplacer. Il est préférable en outre que lesdits orifices d'entrée 9a et 9b soient inclinés vers le bas, en pénétrant dans l'intérieur du corps 1, d'un angle de 5 à 20 degrés par rapport à l'horizontale. Dans les figures 2, 3 et 4 les repères-la et lb désignent respectivement un garnissage réfractaire et une enveloppe extérieure. Ainsi qu'on le voit dans le dessin, la section-de formation 13 _ %- - zs2556078 du bain fluidisé est constituée par une paroi oblique, de sorte que l'on a un diamètre plus petit à la partie inférieure. Du fait d'une telle structure, au fur et à mesure qu'il se forme, le lit fluidisé glisse sur la surface oblique, la fluidisation s'effectue progressivement et l'on obtient ainsi un lit uniformément fluidisé. D'autre part, dans la partie qui se trouve en- dessous desdits orifices d'entrée 9a, -la matière 11 forme un lit d'étanchéité 12. L'imperméabilité de ce lit d'étanchéité 12 résulte d'un tassement de la matière 11. L'étanchéité est satisfaisante lorsque l'air arrivant pour former le lit fluidisé ne peut pas passer à travers le lit d'étanchéité. Il est donc préférable que la hauteur du lit d'étanchéité 12 soit prévue de deux à cinq fois plus grande que celle du lit fluidisé 5. La matière 11 est granulée avec des particules d'un diamètre de 0,1 à 5 mm, de préférence de 0,2 à 1,2 mm. Ladite matière doit être résistante à la chaleur jusqu'à une température de l'ordre de 1500 C. Des exemples de matériaux utilisables nous sont fournis par des produits réfractaires tels que les scories de ciment ou le sable silicieux. Les repères 13 et - 14 correspondent respectivement à une section de formation du lit fluidisé et à une section de formation du lit d'étanchéité. Le rapport entre les hauteurs respectives de ces deux sections de formation est le même qu'entre les hauteurs du lit fluidisé 5 et du lit d'étanchéité 12. On règle le niveau de la matière ll du lit fluidisé 5 de manière à ce que, si L désigne la hauteur du lit fluidisé 5 et D son diamètre, le rapport L/D reste dans la plage comprise entre Y et 2. Pour assurer un fonctionnement normal tout en maintenant le niveau convenable, on règle l'évacuation et la restitution de la matière ll en- maintenant des différences constantes entre une pression mesurée au sommet du four et des pressions mesurées en un certain nombre de points du lit fluidisé 5. Le débit de circulation de la matière 11 est déterminé de manière à obtenir un renouvellement du volume du lit fluidisé 5 de Y à 3 fois environ toutes les heures. Lorsqu'un pneu usagé est décomposé thermiquement et qu'il passe à travers le lit fluidisé 5, les éléments bruts qui enveloppent les câbles d'acier 15 se trouvent agités et fractionnés par la matière fluidisée constituant le lit fluidisé 5, ils se trouvent rapidement détachés du câble d'acier 15 sous l'effet de la chaleur, morcelés et sont envoyés dans un foyer de combustion, ensemble avec le gaz produit afin d'être utilisés pour le chauffage dans ledit foyer. D'autre part, le câble d'acier descend, ensemble avec la matière 11 dans le lit d'étanchéité 12, au fur et à mesure que l'on soutire de la matière ll à la partie inférieure du lit d'étanchéité 12. Les câbles d'acier se trouvent expulsés les uns après les autres, en même temps que la matière 11. On sépare alors les câbles d'acier 15 de la matière 11 au moyen d'un dispositif séparateur 16, tel qu'un séparateur magnétique, et la matière 11 est renvoyée à l'intérieur du corps 1 à travers une conduite de retour 17 qui y débouche. Autour de la section de formation 14 du lit d'étanchéité 12, il est prévu une chemise 18 de refroidissement par eau 19 et l'eau 19 contenue dans la chemise 18 refroidit ladite section 14. Grâce à ce refroidissement, la matière 11 et les câbles d'acier 15 évacués à la partie inférieure du lit d'étanchéité 12 sont à une température plus basse et on évite ainsi toute détérioration par la chaleur du convoyeur 20 ou d'autres installations prévues pour recevoir ces matériaux. Par ailleurs, la section de formation 14 du lit d'étanchéité 12 est construite avec pratiquement la forme d'un cylindre droit. Ainsi le câble d'acier 15 sous sa forme initiale, c'est-à-dire sans fractionnement préalable, peut se diriger vers le bas sans encombre. De plus, le diamètre intérieur du corps 1 est prévu plus grand que le diamètre extérieur du pneu usage 2 et le diamètre intérieur de la section de formation du lit d'étanchéité est plus petit que le diamètre extérieur du pneu usagé 2. Ainsi, la séparation des câbles d'acier 15 des pneus usagés 12 est-elle relativement assurée. Nous mentionnerons rapidement l'orifice 21 pratiqué à la base de la section de formation 14 du lit d'étanchéité 12. Ainsi qu'on peut le voir dans la fig.5, cet orifice 21 est réalisé de manière à rester à une certaine distance h par rapport à la surface supérieure 22 du convoyeur 20. Le bord de l'orifice 21 est incliné en oblique, de manière à ce que la distance h par rapport à la surface supérieur 20 du convoyeur, augmente progressivement en avançant dans le sens de progression du convoyeur. De préférence, on donne à cet angle -%, dans la fig. 5, une valeur de 15 à 30 degrés. Si ci = O, l'expulsion du cable d'acier 15 devient difficile. Par contre, si on donne à cet angle une ouverture trop grande, l'effet d'étanchéité s'en trouve diminué. Le convoyeur 20 progresse dans le sens de la flèche A20. Ce faisant, il extrait la matière 11 avec les cables d'acier 15 qui y sont enrobés et on sépare la matière des cables d'acier 15 au moyen d'un séparateur 16. La matière 11 récupérée est renvoyée à la partie supérieure du corps 1 à travers la conduite de retour 17. On regroupe par ailleurs les câbles d'acier 15. Avec un four pour décomposition thermique construit conformément à la description ci-dessus, selon la présente invention, les vieux pneus - 6 - -6- 2556078 peuvent être décomposés thermiquement selon un processus continu, sous leur forme initiale. Ledit processus se déroule sans nécessiter d'opérations pénibles consistant à râteler les câbles d'acier et autres éléments incombustibles pour les extraire de l'environnement surchauffé d'un four. La chaleur contenue dans les différents éléments peut ainsi être complètement utilisée. - 7 - 2556078 REVENDICATIONS 1. Four pour la décomposition thermique des vieux pneus, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps (1) de four de décomposition thermique conditionné pour recevoir des pneus usagés (2) sous leur forme initiale, le diamètre intérieur dudit corps (1) de four étant plus grand que le diamètre extérieur des pneus usagés (2); un dispositif d'alimentation conçu pour introduire dans ledit corps (1), par le haut, un pneu usagé (2) sous sa forme initiale; une section de formation (13) d'un lit fluidisé (5) réalisée dans la partie inférieure dudit corps de four, ladite section de formation (13) d'un lit fluidisé (5) comportant des orifices d'entrée (9) dans sa paroi latérale (8), des tubulures d'amenée d'air (7) étant connectées auxdits orifices d'entrée et reliées à une soufflante (6) ; une section de formation (14) d'un bain d'étanchéité (12) disposée en- dessous de ladite section de formation (13) d'un lit fluidisé (5) et un convoyeur (20) installé en-dessous et à une certaine, distance de la section de formation (14) du lit d'étanchéité (12), ainsi qu'un orifice aménagé à l'extrémité inférieure de ladite section de formation (14) d'un lit d'étanchéité (12), le bord dudit orifice étant incliné de manière à ce que la distance par rapport à la surface supérieure du convoyeur (20) augmente progressivement en allant dans la direction de progression du convoyeur (20). 2. Four pour la décomposition thermique des vieux pneus selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi latérale (8) de ladite section de formation (14) d'un lit fluidisé (5) est inclinée, de manière à obtenir un diamètre plus petit à la partie inférieure de ladite section. 3. Four pour la décomposition thermique des vieux pneus selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite section de formation (14) d'un lit d'étanchéité (12) est construite avec la forme approximative d'un cylindre droit. 4. Four pour la décomposition thermique des vieux pneus selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bord dudit orifice, à la partie inférieure, est incliné suivant un angle de 15 à 30 . 5. Four pour la décomposition thermique des vieux pneus selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section de formation (14) du lit d'étanchéité (12) est construite de manière à avoir une longueur de deux à cinq fois plus grande que celle de la section de formation (13) du lit fluidisé (5). 6. Four pour la décomposition thermique des vieux pneus selon la revndication 1, caractérisé par le fait que lesdits orifices d'entrée (9) pour les tubulures d'amenée d'air (7) sont disposées à deux niveaux différents, les orifices d'entrée inférieurs (9a) étant orientés selon des rayons dudit corps de four (1), tandis que les orifices d'entrée supérieurs (9b) sont orientés selon dès directions tangentielles. 7. Four pour la décomposition thermique des vieux pneus selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le diamètre intérieur dudit corps de four (1) est choisi de manière à être plus grand que le diamètre extérieur d'un pneu usagé (2) et que le diamètre intérieur de ladite section de formation (14) du lit d'étanchéité (12) est choisi de manière à être plus petit que le diamètre extérieur d'un pneu usagé (2).