Brevet FR2556247A1 — publié le 19850614

L'invention se rapporte à un procédé et à l'installation destinée à le mettre en oeuvre pour le conditionnement des chutes et déchets de carton et matière analogue provenant de la découpe, en vue d'une récupération énergétique. Les objets ae grande diffusion et de grande consommation sont présentés de plus en plus dans des emballages appelés communément "pack" selon la technique dite "wrap around" en raison du mooe selon lequel les produits sont enveloppés sur toute leur surface latérale en une seule opération à partir d'une feuille de carton à plat ou ondulé, prédécoupée. Plusieurs découpes appelées poses sont imprimées et prédécoupées dans un format de feuille donné. Une étude d'optimisation i i os permet de limiter les chutes à une valeur faible. Avant l'utilisation, il faut, selon le terme technique, décortiquer les poses, c' est- a-cire les idividual iser en les extrayant du format de feuille par brisure des découpes sur les bords etérieurs. Cette opération s'effectue généralement au marteau piqueur à spatule plate tranchante ou à mains nues sur des piles importantes de feuil les superposées et comprimées verticalement. Ces piles aux contours représentant la découpe des poses sont dirigées vers les machines de collage pour la mise en forme primaire avant la livraison aux sociétés utilisatrices. Les chutes tombées à terre sont ramassées et évacuées à l'extérieur des ateliers et halls de décorticage par des convoyeurs, par exemple à bande, en vue de leur compactage, de leur mise en balles et de leur évacuation vers les entreprises de récupération. Ces chutes sont négociées aux récuperateurs à des prix faibles, nettement en-dessous du prix de l'énergie calorifique représentée par le poids du carton récupéré. De plus, elles nécessitent, dans ce mode de récupération, un conditionnement primaire (mise en balles) qui réclame déjà de l'énergie, mais surtout du temps passé en manipulations et manutentisons. Dans certains cas, les récupérateurs exigent en plus que le produit soit rendu dans leurs établissements. Dans ces conditions et devant ces contraintes, les industriels ne trouvent aucun intérêt à préparer et à se débarasser de leurs chutes à vil prix par le canal des récupérateurs alors que l'énergie calorifique potentielle représentée par cette masse de carton doit être achetée aux entreprises publiques sans aucune réduction corrélative sur l'équivalent énergétique fourni. II est vrai que la combustion continue en grande quantité de déchets de carton ne s'avère pas particulièrement aisée pour des raisons de difficulté de combustion, mais aussi pour des raisons d'automatisation d'une chaîne de récupération et d'alimentation des chaudières. En effet, les chutes, de dimensions fort différentes, ne peuvent alimenter une chaudière en continu sans être traitées préalablement pour leur transport, leur stockage et surtout leur combustion optimale. L'invention a pour but la création d'une chaîne de récupération énergétique à partir de chutes et de déchets de carton de découpe dans une usine de fabrication d'emballages. La récupération s'effectue par l'autocombustion lente totale et entretenue des chutes et déchets de carton dans une chaudière possédant un foyer à pyrolyse. Les déchets et chutes de carton sont traités préalablement par action mécanique dans un broyeur à vitesse lente et aspirés ensuite par un ventilateur-déchiqueteur pour être acheminés par un transporteur aéraulique jusqu'à un silo de stockage d'où ils ressortent en partie centrale par une vis d'extraction pour alimenter, par une trémie double une chaudière de production de vapeur et une chaudière de production d'eau chaude. La mise en oeuvre de l'invention apporte de nombreux avantages a l'entreprise qui l'utilise. Tout d'abord, elle procure un gain énergétique interne important se traduisant par une baisse des achats en énergie et, par conséquent, par une meilleure rentabilité générale de l'entreprise Le procédé selon l'invention évite les manipulations multiples des déchets qui constituent une perte de temps et d'énergie et nécessitent des moyens supplémentaires à mettre en oeuvre. De plus, les circuits de cheminement des produits internes à l'entreprise ne sont plus encombrés par le transport de matières sans valeur vers un poste de décharge ou de conditionnement. Par ailleurs, l'invention assure une production d'énergie supplémentaire rigoureusement identique aux besoins. I I s'agit donc d'une chaîne de récupération énergétique à haut rendement car sans pertes dues à un fonctionnement continu non contrôlable. On prévoit également d'utiliser l'énergie calorifique en été dans un ensemble frigorifique à absorption pour le fonctionnement du réseau de climatisation. La rentabilité de l'installation est telle qu'elle permet d'envisager son amortissement dans une période maximale de trois ans. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention sont > consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple sur une variante préférée du procédé de récupération énergétique, en référence au dessin accompagnant dans lequel La figure 1 est un schéma général représen tant la chaîne de récupération énergétique selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique en coupe du silo de stockage et des moyens de sortie et d'alimentation des chaudières dans la chaîne de récupération énergétique selon l'invention. La figure 3 est une vue schématique en plan du silo et des chaudières. L'invention procede de l'idée générale inventive qui consiste à établir, dans une entreprise de production d'emballage en carton, une boucle de récupération énergétique apportant l'énergie thermique principale rigoureusement égale aux besoins, à partir de la combustion lente autoentretenue d'un matériau difficilement combustible en continu et en quantités industrielles telles que les chutes de carton. On indiquera ci-après quelques appareils et matériels pour la mise en oeuvre du procédé de récupération énergétique décrit ci-après. II est bien entendu que les moyens choisis pour l'installation pourront varier et être remplacés par des équivalents. Les chutes de carton sont générées à la sortie des machines d'impression lors du décorticage des poses comme décrit sommairement ci-dessus. Ces chutes tombées à terre sont ramassées à la fin de chaque séquence de délcorticage et jetées en vrac sur une bande transporteuse 1 qui les achemine normalement vers un broyeur 2 à couteaux rotatifs et à vitesse lente. Une dérivation 3 est prévue vers une presse à balles 4 en cas de surproduction, c'est-à-dire dans le cas où la masse énergétique des chutes dépasse les nécessités et possibilités de stockage et d'utilisation de l'installation. Le travail du broyeur consiste à découper les chutes de carton en morceaux de formes quelconques, de dimensions adéquates qui permettront leur transport par voie pneumatique, c'est-à-dire dans un flux d'air jusqu'au au stockage ainsi que leur stockage dans de bonnes conditions et leur combustion pyrolytique lente et complète. Le travail du broyeur 2 est complété par celui d'un ventilateur-déchiqueteur 5 à hélice pourvue de couteaux tournant à une vitesse d'environ 1500 tr/mn. Le ventilateur-déchiqueteur 5 génère également la surpression nécessaire au transport des chutes par voie pneumatique le long d'un conduit 6 jusqu'à un silo 7 de stockage avant combustion. Les chutes sectionnées et déchiquetées présentent, à la sortie du ventilateur-déchiqueteur 5, la distribution en dimensions approximatives maximales suivantes 79 % inférieures à 8 cm 20 % comprises entre 8 et 12 cm 1 1 % supérieures à 12 cm et inférieures à 20 cm. pour des morceaux de forme générale allongée. L'épaisseur des chutes est celle du carton employé. Elle varie depuis 0,1 - 0,2 mm pour le carton à plat et jusqu'à plusieurs millimètres pour le carton ondulé. Le respect de ces dimensions s' avère important car la qualité de la combustion e continu en dépend directement. Les morceaux ainsi déchiquetés sont déversés par surpression en partie supérieure du silo 7 représenté schématiquement en coupe sur la figure 2. Ce silo possède, en partie supérieure, une admission du produit par un dôme de surpression 8 et en partie inférieure un mécanisme d'extraction ou de déversement 9 anti-voûte destiné essentiellement à éviter la formation de voûte à l'intérieur du silo. Ce mécanisme comprend les organismes mécaniques essentiels suivants. üne vis rotative d'extraction 10 est entraînée en rotation d'extraction vers le centre par un ensemble moteur central 11. Cette vis en disposition radiale est également animée d'un mouvement circulaire de balayage sur toute la surface du fond du silo 7. Le produit stocké est amené de cette façon vers une évacuation centrale 12 sans aucun risque de blocage par entassement en voûte dans le volume intérieur du silo. L'évacuation centrale 12 communique avec une trémie double 13 équipée de deux vis horizontales de reprise 14 et 15, vers les transporteurs 16 et 17 aux sas d'enfournement d'une chaudière 18 de production de vapeur et d'une chaudière 19 de production d'eau chaude du type à combustion lente auto-entretenue par pyrolyse. L'admission dans ces chaudières et leur allure de fonctionnement sont contrôlées et gérées par un ensemble informatique 20 qui agit sur la commande des vis d'extraction permettant -I'alimentation sélective à degré variable de l'une ou l'autre chaudière ou des deux chaudières simultanément. II existera bien entendu également une liaison de commande avec le débit d'air de combustion. L'ensemble informatique 20 prend en compte les besoins en vapeur et en eau chaude des ateliers et bureaux et règle l'allure des chaudières pour satisfaire à ces besoins. II est prévu, pour la période d'été, de raccorder les circuits d'eau chaude à un ensemble frigorifique à absorption (non représenté) prévu dans l'ensemble de climatisation de l'usine. II est bien entendu que les moyens décrits ci-dessus ne s' avèrent pas limitatifs et que diverses modifications, variantes directes, adjonctions d'éléments inopérants, substitutions de matières, moyens et éléments par leur(s) équivalent(s) ne changent en rien l'invention et sa protection. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le conditionnement des chutes et déchets de carton et matière analogue provenant de la découpe en vue d'une récupération énergétique caractérisé en ce que l'on achemine par un transporteur (1) les déchets et chutes qui sont admis dans un broyeur (2) à couteaux rotatifs et à vitesse lente, que l'on fait passer les morceaux résultants dans un ventilateur - déchiqueteur (5) à hélice pourvue de couteaux tournant à une vitesse d'environ 1500 tr/mn, ledit ventilateur envoyant les morceaux déchiquetés dans un conduit (6) le long duquel i Is sont acheminés, par voie pneumatique, jusqu'à un silo de stockage alimentant, par un dispositif automatique deux chaudières (18) et (19) respectivement à production d'eau chaude et à production de vapeur à combustion lente auto-entretenue, le fonctionnement du dispositif d'alimentation et la commande de l'allure des chaudières étant gérés par un moyen informatique (20). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'à la sortie du ventilateurdéchiqueteur (5), la distribution en dimensions approximatives maximales est la suivante - 79 % inférieures à 8 cm - 20 % comprises entre set 12 cm - 1 % supérieures à 12 cm et inférieures à 20 cm. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on utilise la production d'eau chaude pour le fonctionnement d'un ensemble frigorifique à absorption prévu dans la climatisation de l'usine. 4. Installation destinée à mettre en oeuvre le procédé de récupération ci-dessus caractérisée en ce qu'elle comprend un convoyeur (1), par exemple à bande, acheminant les déchets et chutes vers et dans un broyeur (2) à couteaux et à vitesse lente1 suivi d'un ventilateur - déchiqueteur (5) à couteaux soufflant dans un conduit (6) de transport aéraulique raccordé à un silo (7) par un dôme de surpression (8), silo comprenant en partie inférieure un mécanisme d'extraction ou de déversement anti-voûte (9) pour l'alimentation séquentielle ou simultanée de deux chaudières (18) à production de vapeur et (19) à production d'eau chaude à travers un dispositif d'alimentation à deux voies, l'ensemble d'alimentation et l'allure des chaudières étant commandés par un moyen informatique (20). 5. Installation selon la revendication 4 caractérisée en ce que le mécanisme d'extraction ou de déversement (9) comprend une vis rotative d'extraction (10) entraînée en rotation et en balayage circulaire sur tout le fond du silo par un ensemble moteur centra I amenant uniformément les chutes et les déchets vers l'évacuation centrale d'où ils sont acheminés vers les chaudières par une trémie double (13) équipée de deux vis horizontales (14) et (15) vers les transporteurs (16) et (17) aux sas d'enfournement des chaudières. 6. Installation selon les revendications 4 et 5 caractérisée en ce que les circuits d'eau chaude de la chaudiere (18) de production d'eau chaude sont raccordés à un ensemble frigorifique à absorption prévu dans le réseau de climatisation de l'usine.