Brevet FR2579908A1 — publié le 19861010

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT DES ORDURES MENAGERES L'invention a trait au traitement des ordures ménagères par incinération et plus spécialement a un procédé de récupération des Ca- lories susceptibles d'être fournies par l'incinération des ordures mé nagères. En FRANCE, chaque habitant rejette chaque année de llordre de 300 kg d'ordures ménageres théoriquement susceptibles de fournir par incinération 2 Gigajoules (480 thermies). Cette ressource énergétique est couramment employée par exemple pour la production d'eau chaude sanitaire ou pour le chauffage urbain. Toutefois, si les rejets d'ordures ménagères se répartissent pratiquement uniformément sur l'ensemble de l'année, par contre les besoins énergétiques s'accroissent très fortement en hiver. Or les ordures ménageres collectées sont a traiter dans un délai maximum de 48 heures pour éviter leur fermentation, elles doivent donc impérativement être rendues non fermentiscibles pour permettre une incinération différée de quelques mois, ainsi on les stocke lorsqu'il y a surabondance de calories disponibles comme en été pour les incinérer en hiver, pendant les périodes de pointe. Il est connu un procédé de traitement dans lequel les ordures ménagères sont transformées en granulés aseptiques et inodores, susceptibles d'être stockés pour une incinération différée ou une utilisation également différée comme amendement en agriculture. Ces granulés sont obtenus auprès un broyage fin des ordures ménagères collectées, suivi d'un séchage qui permet de réduire d'environ 40% le taux d'humidité du produit, puis d'un compactage sous forme de granulés ayant une densité voisine de 1 et un pouvoir calorifique inférieur moyen de l'ordre de 12,5 Mégajoules par kg (3000 kcal/kg). La production de ces granulés présente toutefois de nombreux inconvénients. Tout d'abord ce procédé de traitement des ordures ménagères nécessite un broyage très fin de celles-ci, opération longue et qui entraine une perte importante d'éléments combustibles etant donné que de très nombreux corps lourds sont refusés par le broyeur et doivent alors être conduits à la décharge. De plus après ce broyage, on obtient un produit très abrasif contenant notamment des particules de verre qui provoquent une usure rapide des filières de granulation dont les fréquents remplacements grèvent le court de traitement et sa rentabilité. Enfin, les granulés présentent avec l'air ambiant, une grande surface d'échange par rapport a leur volume ce qui ies rend tres sensible à l'humidité, et en cas de stockage prolongé, ils peuvent fermenter. Ces différents inconvénients d'une part détruisent pratiquement l'intérêt économique de ce type de traitement des ordures ménagères, d'autre part excluent les trop longs décalages entre la mise sous forme de granulés et l'utilisation desdits granulés. L'objet de la présente invention est un procédé de traitement des ordures ménagères permettant leur transformation en un produit sec, non fermentiscible, facilement stockable pendant une longue période par exemple allant jusqu'à six mois, avant son incinération et d'un faible coût de production. Le procédé de traitement selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que les ordures ménagères collectées sont soumises a un broyage grossier puis a une dessication partielle les transformant en un produit non fermentiscible, de faible densité et enfin compactées sous forme de blocs présentant une faible surface d'échange avec l'air ambiant et pouvant être stockés par exemple durant la période estivale pour être incinérés en hiver lorsque les besoins énergétiques sont au maximum. De préférence, plus de 90 % des ordures ménagères sont broyées, les imbroyables généralement des ferrailles ou des pneumatiques sont éliminés par tri balistique et rejetés dans une fosse a mâchefer. De préférence, le séchage des ordures ménagères broyées est poursuivi jusqu'a ce que la teneur en humidité du produit soit inférieure à 55. Ainsi méme si une hydratation partielle du produit séché apparait pendant la période de stockage, la teneur en humidité du produit reste généralement inférieure à 7% et il n'y a pas à craindre de fermentation. Le compactage est de préférence assuré sous haute pression par compression suivant des axes perpendiculaires produisant des blocs parallélépipédiques par exemple cubiques d'environ 0,20 m de côté. Eventuellement ces blocs sont émottés peu avant leur incinération de façon à obtenir des blocs de petites dimensions, facilement stockables pendant quelques temps si nécessaire tout en conservant une section d'alimentation de la presse a compacter de grandes dimensions compatible avec des débits importants. Le dispositif de production de blocs compactés non fermentiscibles sera de préférence couplé avec une installation principale d'incinération directe. Celle-ci assure en permanence la production des calories nécessaires par exemple chauffage de l'eau chaude sanitaire. Le surplus d'ordures ménagères est traité suivant le procédé selon l'invention de façon a être stocké pour une incinération différée en période de pointe. D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon 1 'in- vention sont développés dans la description qui suit, faite en référence à la planche unique annexée qui est une vue d'ensemble schématique d'une installation de traitement des ordures ménageres permettant la mise en oeuvre de l'invention. Les ordures ménagères brutes de collecte sont tout d'abord déchargées dans une fosse 1, éventuellement commune avec la fosse de déchargement des ordures ménageres destinées à être directement incinérées. De cette fosse, les ordures sont reprises par une benne preneuse 2 montée sur un pont roulant 3. La benne les déverse dans une trémie de chargement 4 qui alimente un distributeur 5, de préférence a tablier métallique. Celui-ci assure une alimentation en continu d'un broyeur 6 et rejette les surplus d'alimentation d'ordures ménagères vers la fosse 1. Le broyage effectué dans le broyeur 6 a pour fonction de réduire les ordures ménagères brutes de collecte en éléments de moyennes dimensions et d'éliminer les éléments imbroyables tels que corps lourds, ferrailles, pneumatiques... De préférence, le broyeur 6 utilisé sera du type à marteau avec une maille de sortie de l'ordre de 80 mm. Ainsi entre 7 et 10% seulement des ordures collectées sont refusées par le broyeur 6 et évacuées par tri balistique vers une fosse à mâchefers 7 qui ne contient pratiquement pas de produits combustibles. Apres broyage, on recueille dans un appareil de chargement 8 un produit homogénéisé, contenant une forte proportion d'éléments combustibles. L'appareil de chargement 8 assure un stockage tampon pour une alimentation régulière d'un dispositif de séchage 9. Celui-ci sera de préférence constitué par un tanbour à axe horizontal comprenant trois cylindres concentriques munis de chicane. Les ordures ménageres broyées et humides sont introduites à une extrémité du cylindre intérieur et sont véhiculées en passant successivement dans les cylindres intermédiaire et extérieur, les chicanes entrainant les ordures qui remontent à la partie supérieure de chaque cylindre et retombent, cette chute dans le courant de gaz chauds provoque l'avancement des produits. Avantageusement la dessication des ordures est menée à moins de 5 % d'humidité et de préférence jusqu'à un taux d'humidité d'environ 3,5 % ce qui peut être assuré avec un temps moyen de passage des matières dans le broyeur de l'ordre de 5 minutes. L'alimentation en gaz chaud nécessaire au séchage sera de préférence assurée par la récupération des gaz d'incinération de 1 'i ns- tallation principale permanente. Un bon séchage des ordures ménagères est obtenu en faisant entrer les gaz chauds dans le dispositif de séchage à une température de l'ordre de 650"C, et en les faisant sortir à une température de l'ordre de 1200C. Il est à noter que du fait du broyage préalable qui répartit uniformément l'humidité du produit et de l'intense vaporisation qui se produit dans le dispositif de séchage à tambour 9, la température du produit ne dépasse en aucun point 1200C de sorte qu'il n'y a pas à craindre son inflammation. Ainsi on évite tout début de distillation qui serait générateur d'odeurs. En amont du dispositif de séchage à tambour 9, un sas à double clapet 10 interdit le refoulement des gaz chauds en direction de l'appareil de chargement 8. En aval, les ordures ménagères broyées et séches sont aspirées vers un séparateur 11 à cyclone par un ventilateur d'extraction 12. Cette aspiration permet d'une part de récupérer par décantation des corps lourds indésirables du type verre broyé, particules métalliques, minéraux... qui sont éliminés vers une fosse à mâchefers 13 et d'autre part de séparer le produit séché des gaz chauds de séchage et de la vapeur d'eau qui sont envoyés vers un électrofiltre 14 avant d'être évacués dépoussiérés vers une cheminée 15. En 'bas du séparateur à cyclone 11, on recueille sur un convoyeur 15 un précompost inodore et aseptique, d'apparence mi-fibreux mi-granuleux ayant la consistance du papier broyé. La masse du précompost obtenu est égale à plus de 50 % de la masse d'ordures ménageres collectées, alors que le pouvoir calorifique moyen du précompost est porté à environ 12,5 Mégajoules (3000 kcal/kg), ce qui signifie que 7a perte des calories susceptibles d'être récupérées des ordures ménageres est inférieure à 25 % de sorte que l'insertion du précompost dans le circuit d'incinération est tout à fait rentable. Ce précompost ne présente toutefois qu'une densité de l'ordre de 0,1 à 0,2 tonnes/m3 et doit donc être compacté avant stockage. Selon l'invention un compactage est assuré par une presse a compacter 16 en deux compressions à 50 MégaPascal (500 bars) suivant des axes perpendiculaires. La pré-compression est effectuée au moyen d'un piston non représenté ayant par exemple 0,5 x 0,2 m, de préférence dans un coffre principal non représenté incliné à 45 , pour améliorer le taux de remplissage. La compression finale est elle assurée dans un canal non représenté ayant une section par exemple carrée de 0,2 m et des parois recouvertes de plaques d'usure démontables. Ainsi d'une part le précompost est uniquement au contact de surfaces planes et d'autre part le remplacement des plaques d'usure est simple et rapide. Il faut aussi noter qu'un tel compactage peut être assuré avec une seule presse à compacter travaillant avec le même débit que le dispositif de séchage. La pression de 500 bars choisie pour le compactage est nécessaire à l'obtention de blocs compacts en raison du tres faible taux d'humidité présenté par le précompost. Bien entendu des pressions plus élevées peuvent également être employées toutefois celles-ci ne sont pas préférées'car alors le compactage est plus lent et plus onéreux et de plus des blocs plus petits présentent un rapport surface périphérique sur volume plus élevé qui facilite leur réhydratation. Après l'unité de compactage, les blocs de précompost ayant une densité de l'ordre de 1 sont conduits à une fosse de stockage 17 équipée d'un pont roulant 18 et d'une benne preneuse 19 qui en période de production du combustible différé assure une bonne répartition des blocs dans la fosse 17 et qui en période d'utilisation du combustible différé assure le chargement d'un dispositif de transfert 20 vers le four d'incinération non représenté. De préférence, les blocs de précomposts seront emottés par le concasseur 21 avant leur transfert vers le four d'incinération, ce qui permet leur bonne combustion en mélange avec les ordures ménagères brutes de collecte directement incinérées. REVENDICATIONS 1. Prucédé de traitement des ordures ménagères, caractérisé en ce que les ordures brutes de collecte sont soumises à un broyage grossier, puis à une dessication partielle les transformant en un produit non fermentiscible, de faible densité et enfin sont compactées sous forme de blocs compacts présentant une faible surface d'échange avec l'air ambiant et pouvant être stocké pendant une période allant par exemple jusqu'à six mois. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les blocs compactés d'ordures ménagères sont après stockage incinérés en mélange avec des ordures ménagères brutes de collecte. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que moins de 10 % des ordures ménageres sont éliminées après le broyage. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, carac térisé en ce que la teneur en humidité des ordures après séchage est inférieure à 5 %. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la teneur en humidité des ordures après séchage est inférieure à 3,5 %. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compactage des ordures séchées est effectué sous haute pression par compression suivant des axes perpendiculaires produisant des blocs parallélépipédiques par exemple cubiques de 0,20 m de côté. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pression de compactage est supérieure à 50 MégaPascal. 8. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs compacts d'ordures ménageres sont émottés peu avant leur incinération. 9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend successivement un broyeur 6 du type à marteau avec une maille de 80 mm, un dispositif de séchage à tambour 9, un séparateur 11 à cyclone et un dispositif de compactage comprenant deux coffres présentant chacun une paroi articulée par un vérin de compression. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque coffre du dispositif de compactage à des parois recouvertes de plaques d'usure démontables.