Brevet FR2610000A1 — publié le 19880729

Tambour rotatif pour la carbonisation tabasse tempera ture de déchets en l'absence d'air". l'invention concerne un tambour rotatif pour la carbonisation à basse temperature de déchets à l'abri de l'air, avec un registre de tubes chauffants disposés selon l'axe longitudinal du tambour, grâce auxaaels des haz chauds sont canalisés à contre-courant par rapport aux déchets. Des installations de carbonisation à basse température pour l'élimination d'ordures ménagères et industrielles et de déchets analogues sont connues (par exemple d'après le document DE-PS 24 32 504). Dans de telles installations de carbonisation à basse température, il est procédé par voies de pyrolyse à un traitement thermique des déchets, lequel, pour une pollution aussi réduite que possible de l'environnement, assure l'obtention de substances de base et transforme le déchet solide en un combustible gazeux facile à brûler. La pyrolyse est un procédé de la distillation à sec qui est mise en oeuvre dans une atmosphère exempte d' oxy- gène. Une installation de carbonisation à basse température est par exemple décrite dans la publication "VGB Eraftwerkstechnik" 66, fascicule 5, Mai 1986. Dans cette installation, les ordures ménagères non triées sont broyées et introduites par l'intermédiaire d'un système d'introduction dans un tambour rotatif chauffé indirectement.Dans un générateur de gaz chauds, une partie du gaz pur obtenu est brûle, Les gaz de fumée prenant naissance sont canalisés en meme temps que les gaz d'échappement d'un moteur à gaz à travers les tubes chauffants du tambour rotatif. les ordures sont chauffées à environ 5000C. A cette température, et pour un temps de séjour des ordures de 60 à 90 minutes, les ordures sont dégazées. les métaux non ferreux et les métaux lourds ne sont pas oxydés car une atmosphère réductrice de vapeur d'eau et d'ammoniaque règne dans le tiroir rotatif. À l'extrémité d'extraction du tambour rotatif, le courant gazeux et les substances solides sont séparés. Les substances résiduelles sont évacuées par l'intermédiaire d'un système d'extraction. Au traitement des ordures dans le tambour de carbonisation se raccorde le traitement des gaz de carbonisation dans le convertisseur de gaz et dans l'épuration des gaz. Des tambours de carbonisation de ce type sont, du fait des parties constitutives agressives des déchets, exposés à la corrosion et à l'usure, et n'ont en conséquence qu'une durée de vie limitée. Le but de l'invention est de créer un tambour rotatif pour la carbonisation de déchets de n'importe quel type, tambour qui soit moins sensible à la corrosion et à l'usure et dans lequel le registre de tubes chauffants particulièrement soumis à des risques est constitué d'une façon telle qu'il peut entre renouvelé sans difficulté. Ce but est atteint, conformément à l'invention en ce que le registre de tubes chauffants revêt la forme d'un système auto-portant, se dilatant librement, qui n'a aucune liaison fixe par rapport à l'enveloppe du tambour rotatif, et que le système de registre de tubes chauffants est interchangeable dans son ensemble. D'autres caractéristiques de l'invention concernent des particularités qui constituent d'autres améliorations et simplifications par rapport au tambour de carbonisation correspondant à l'état de la technique. Le registre de tubes chauffants conforme à l'invention est en tant que système complet, équipé d'une chambre collectrice sur le c6té entrée des gaz chauds et d'une chambre sur le côté opposé du registre, cette chambre étant désignée sous le nom de chambre d'inversion des gaz chauds. L'enveloppe interne du système est constituée de tubes à ailerons et l'enveloppe externe se raccorde aux deux chambres précitées et s'étend parallèlement à l'enveloppe interne en tubes à ailerons à une certaine distance de celle-ci. Cet espace sert au retour des gaz chauds vers le côté entrée des gaz chauds. Les autres tubes du registre sont soudés de façon étanche aux gaz dans les parois de la chambre collectrice et de la chambre d'inversion des gaz chauds.Au lieu de compensateurs individuels pour chaque tube à gaz chauds sur le côté d'entrée des déchets, tels qu'ils sont nécessaires dans le cas du tambour de carbonisation connu, il suffit dans le système de registre de tubes de chauffage selon l'invention, d'un compensateur périphérique unique qui est logé dans la chambre dwinversion des gaz chauds. Grâce à la suppression de multiples compensateurs individuels, une répartition plus serrée des tubes chauffants est rendue possible. Pour un débit de déchets inchangés, le diamètre du tambour rotatif conforme à l'invention peut être en conséquence réduit par rapport à un tambour selon l'état de la technique. Ceci se traduit par une économie de cobt. le registre de tubes chauffants conforme à l'invention est auto-portant. les tubes chauffants comportent des entretoises porteuses qui garantissent la stabilité du système, car une liaison des tubes inairiduels est créée grâce à elles. Les tubes chauffants du registre à tubes chauffants servent, d'une part, à l'introduction de la chaleur de carbonisation, et en même temps, à la mise en circulation des déchets au transport des déchets dans le tambour rotatif. le système de registre à tubes chauffants n1 est pas relié de façon rigide à l'enveloppe du tambour rotatif, mais au contraire, à l'aide de sabots de glissement qui sont par exemple fixés à la paroi interne de l'enveloppe du tambour rotatif, un intervalle défini est assuré entre 1' enveloppe du tambour rotatif e et enveloppe externe du système de registre à tubes chauffants. in conséquence, on maintient toujours sur la totalité de la surface externe du tambour rotatif, une température constamment basse, qui ne soulève aucun problème de matériaux et de corrosion pour l'enveloppe du tambour rotatif. Avec un mouvement de rotation du tambour de carbonisation, les tubes chauffants se délacent dans la zone inférieure du tambour à travers les déchets oui s'y trouvent, tandis qu'en même temps, dans la partie supérieure du tambour, il n'y a pas de contact direct avec les déchets. En conséquence, le refroidissement des gaz chauds dans la partie inférieure du tambour de carbonisation est plus important, du fait de la meilleure transmission de chaleur, que dans la partie supérieure du tambour. les dilatations thermiques différentes ainsi provoquées, ne peuvent être compensées que de façon insuffisante dans le cas d'une vitesse de rotation trop basse du tambour de carbonisation. En conséquence, il peut être prévu, conformément à l'invention, que les tubes s'étendant en ligne droite de l'enveloppe interne constituée de tubes à ailerons, ainsi que les autres tubes du système de registre de tubes chauffants, comportent à peu près dans la partie médiane du tambour rotatif, un coude sous la forme d'au moins une demi-spirale et que les tubes s'étendent ensuite à nouveau en ligne droite jusqu'à la chambre d'inversion des gaz chauds. De cette façon, on parvient à immerger un tronçon longitudinal de chacun des tubes chauffants dans les ordures se trouvant dans la zone irieure du tam bour rotatif, tandis zigue simultanément un autre tronçon de ce dae tube est disposé librement dans la zone supe- rieure du tambour. Bien entendu, à chaque tube chauffant, au lieu d'une révolution en forme de de-l-sirale, on peut dorer également une révolution d'une spirale et demie, de deux spirales et demie, de trois spirales et demie . Afin que la partie de la longueur dans laquelle a lieu un contact des tubes chauffants avec les déchets et la longueur soustraite à l'action des déchets soient identi- ques, le coude doit se situer de préférence, dans la zone médiane du tambour rotatif. les différents tubes du système à registre de tubes chauffants comportent la même longueur pour obtenir la même puissance de chauffe, et l'adaptation des longueurs par un échelonnement approprié de ces longueurs est prévue avant l'entrée des tubes dans la chambre d'inversion des gaz chauds. Comme le système de registre à tubes chauffants avec tous ses aménagements est relié uniquement à 11 aide d'un étanchement à lèvres soudées entre le fond du tambour rotatif et l'enveloppe du tambour rotatif, l'en- semble du système de registre peut être retiré de l'enveloppe du tambour rotatif après la suppression de cet étanchement et peut être éventuellement, remplacé par un nouveau système de registre à tubes chauffants. Le nombre des joints d'étanchéité pouvait dans le cas du tambour rotatif conforme à l'invention, être réduit du fait que l'évacuation des gaz chauds ne s'effectue pas comme dans le tambour de carbonisation connu sur le c8té d'introduction des ordures, mais au contraire sur le c8té d'introduction des gaz chauds. De ce fait, le tambour rotatif comporte, conformément à l'invention, sur le c8té entrée des déchets, un seul joint d'étanchéité entre le fond du tambour rotatif et la vis de bourrage des déchets. Sur le côté entrée des gaz chauds, il est uniquement prévu en dehors d'un joint d'étanchéité pour la vis d'extraction des résidus, deux joints d'étanchéité pour les zones d'entrée des gaz chauds et les zones de sortie des gaz chauds se trouvant à cet endroit. Un exemple de réalisation du tambour rotatif conforme à l'invention pour la carbonisation de déchets va être exposé plus en détail ci-après à l'aide des dessins schématiques ci-joints. - la figure 1 est une coupe longitudinale du tambour rotatif avec la vis de bourrage et la vis d'extraction pour les résidus, - la figure 2 est une coupe transversale du tambour rotatif, - la figure 3 est une coupe longitudinale du tambour rotatif avec une variante de réalisation du registre de tubes chauffants. Dans le cas du tambour rotatif représenté, le déchet broyé arrive par l'intermédiaire d'une vis de bourrage 4, qui est étanchée en 1 9 par rapport au tambour rotatif, sur le cEté 3 d'introduction des déchets dans le tambour. le tambour rotatif est habituellement incliné monté sur des galets de support et d'entrainement (non représentés), et il est mis en rotation. A l'intérieur du tambour rotatif, qui est constitué par l'enveloppe 1 du tambour rotatif et les deux fonds 2 du tambour rotatif, est dispose un système auto-portant 8, se dilatant librement, de registre de tubes chauffants qui comporte un étanchement à lèvres soudées 22 entre le fond 2 du tambour rotatif et l'enveloppe 1 du tambour rotatif. l'nnveloppe externe 10 du système de registre de tubes chauffants 8 se transforme aux extrémités du tube rotatif en chambres collectrices, à savoir sur le côté 3 d'entrée des déchets en une chambre d'inversion 13 des gaz chauds et sur le côté opposé, en une chambre collectrice 12 des gaz chauds. L'enveloppe interne du système de registre à tubes chauffants 8, est constituée par des tubes à ailerons 9. La chambre d'inversion 13 des gaz chauds comporte un compensateur 14. Les autres tubes chauffants 11 du registre 8 s'étendent parallèlement à l'enveloppe 10 en tubes à ailerons. Ces tubes sont soudés aux deux extrémités de façon étanche aux gaz dans les parois des chambres 12, 13. Entre les tubes chauffants 10, 11, sont soudées à intervalles, des entretoises porteuses 16 qui assurent la stabilité du registre 8. Entre l'enveloppe externe 10 du registre 8 et l'enveloppe 1 du tambour rotatif, sont disposés des sabots de glissement 17 qui maintiennent un intervalle défini entre le systène 8 de registre de tubes chauffants et l'enveloppe 1 du tambour rotatif. Ces sabots de glissement 17 peuvent être foliés, soit intérieurement contre l'enveloppe 1 du tambour rotatif, ou bien extérieurement contre l'enveloppe externe 10. Après la suppression de l'étanchement à lèvres soudées 22, le système de registre de tubes chauffants 8 peut être retiré, en tant qu'unité compacte, du tambour rotatif sur les sabots de glissement 17. Sur le côté opposé au côté d'entrée 3 des-déchets, est disposée la vis dlextraction 5. Les gaz chauds sont canalisés à partir d'un générateur de gaz chauds (non représenté) par l'intermédiaire de l'entrée de gaz chauds 6 dans les tubes chauffants 9, 11, et ils cèdent leur chaleur aux déchets introduits dans le tambour rotatif. Les gaz chauds guidés à contre courant par rapport aux déchets, sont évacués du tambour rotatif par l'intermédiaire du retour 15 des gaz chauds à l'intérieur du système 8 de registre de tubes chauffants vers la sortie 7 des gaz chauds qui se trouve du même côté que l'entrée 6 des gaz chauds. les gaz de carbonisation et les substances re- siduaires sont évacués du tambour rotatif sur le côté extraction et parviennent à des traitements complémentaires usuels. L'étanchement de la vis d'extraction 5 est désigné par 20 et les joints d'étanchéité sur l'entrée et sur la sortie des gaz chauds par 21. Dans la variante sur la figure 3, les tubes chauffants 9, 11 du système de registre à tubes chauffants 8 sont coudés en forme de spirales 23 dans la zone médiane du tambour rotatif. Dans l'exemple de réalisation, est représenté un coude revêtant la forme d'une demi-spirale. les tubes chauffants 9, 11 s'étendent à nouvean en ligne droite, comme avant le coude, vers la chambre 13 d'inversion des gaz chauds. Afin que la longueur totale de chacun des tubes soit identique, il y a avant l'entrée des tubes dans la chambre d'inversion 13 des gaz chauds, un échelonnement 24 des longueurs. Il est à remarquer que l'enveloppe de tubes à ailerons (9) est revêtue sur son côté tourné vers l'enveloppe externe, d'un réfractaire damé (18). R E V v N D I C A T I 0 N S 1.- Tambour rotatif pour la carbonisation à basse température de déchets à l'abri de l'air, avec un registre de tubes chauffants disposés selon l'axe longitudinal du tambour, grâce auxquels des gaz chauds sont canalisés à contre-courant par rapport aux déchets, tambour rotatif caractérisé en ce que le registre de tubes chauffants revêt la forme d'un système (8) auto-portant, se dilatant librement, qui n'a aucune liaison fixe par rapport à l'enveloppe (1) du tambour rotatif, et que le système de registre de tubes chauffants (8) est interchangeable dans son ensemble. 2.- Tambour rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de registre à tubes chauffants (8) comporte une enveloppe double, l'enveloppe interne (9) étant constituée de tubes à ailerons, l'en- veloppe double comportant sur le côté d'entrée des gaz chauds et sur le côté opposé à celui-ci, des chambres (12, 13), la chambre (13) d'inversion des gaz chauds étant munie d'un compensateur périphérique (14), les autres tubes (11) du registre de tubes chauffants étant soudés de façon étanche aux gaz dans les parois des deux chambres (12,-13), et l'espace entre l'enveloppe interne (9) et l'enveloppe externe (10) étant prévu pour le retour (15) des gaz chauds. 3.- Tambour rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les tubes s'étendant en ligne droite de l'enveloppe interne (9) constituée de tubes à ailerons, ainsi que les autres tubes (11) du sytème (8) de registre de tubes chauffants, comportent à peu près dans la zone médiane du tambour rotatif, un coude (23) sous la forme d'au moins une demispirale, tandis que les tubes (9, 11) s'étendent ensuite à nouveau en ligne droite. 4.- Tambour rotatif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les différents tubes (9, 11) du système (8) du registre de tubes chauffants, ont la même longueur et que l'adaptation des longueurs est réalisée par un échelonnement approprié (24) des longueurs avant l'entrée des tubes dans la chambre d'inversion (13) des gaz chauds. 5.- Tambour rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les tubes (9, 11) du registre de tubes chauffants, comportent entre eux entre les deux chambres (12, 13) des entretoises porteuses (16). 6.- Tambour rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'enve- loppe de tubes à ailerons (9) est revêtue sur son côté tourné vers l'enveloppe externe, d'un réfractaire damé, (18). 7.- Tambour rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (19) est dispose sur le côté entrée (3) des déchets, entre le fond (2) du tambour rotatif et la vis (4) de bourrage des déchets. 8.- Tambour rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que sur le c8té d'entrée (6) des gaz chauds, en dehors d'un joint d'étanchéité (20) pour la vis d'extraction (5) il est uniquement prévu deux joints d'étanchéité (21) pour la zone d'entrée des gaz chauds et la zone de sortie des gaz chauds (6, 7).