Brevet FR2624257A1 — publié le 19890609

i L'invention concerne une installation de pyrolyse/séchage, en particulier la pyrolyse/séchage de boues activées, dans laquelle la matière est chauf- fée indirectement au moyen de fumées chaudes à l'inté- rieur d'un four rotatif à travers lequel la matière est avancée en un courant continu. Dans les systèmes de pyrolyse/séchage actuellement disponibles sur le marché, il est connu que la matière soit traitée principalement par chauffa- ge direct. Lorsque la consistance de la matière traitée est telle qu'un traitement continu exige l'utilisation d'un four rotatif, le chauffage direct est la seule solution économique du point de vue des installations même dans les cas o, en ce qui concerne purement le traitement, un chauffage indirect serait préférable, par exemple pour empêcher la destruction de la matière et/ou pour permettre la récupération de tout gaz qu'el- le cède. Cependant, le chauffage indirect entraîne une trop grande dépense sous la forme de dispositifs de raccordement entre le four et le reste de l'installa- tion, du fait de la difficulté rencontrée pour assurer l'étanchéité nécessaire de raccords mobiles entre eux. Le but de la présente invention est de proposer une installation de pyrolyse/séchage, en particulier pour la pyrolyse/séchage de boues activées, dans laquelle la matière est chauffée indirectement et en continu au moyen de fumées chaudes à l'intérieur d'un four rotatif, et qui est conçue pour éliminer les inconvénients précités, c'est-à-dire une installa- tion permettant de raccorder à faible coût le four à la partie restante de l'installation,tout en assurant simultanément une étanchéité optimale, même en présence de corps mobiles entre eux. Pour atteindre ce but, il est proposé, conformément à l'invention, une installation de pyro- lyse et/ou de séchage, en particulier pour la pyrolyse et/ou le séchage de boues activées, laquelle installa- tion comprend un four étanche aux fluides dans lequel la matière est introduite en continu à une première extrémité et duquel elle est déchargée en continu à une seconde extrémité par des moyens respectifs de chargement/déchargement; et une jupe cylindrique renfermant extérieurement le four de manière étanche aux fluides et définissant, avec une surface latérale extérieure du four, une cavité annulaire le long de laquelle peut être mis en circulation un courant de gaz chauds de combustion fournis par un premier conduit à une extrémité de la jupe et évacués par un second conduit à l'extrémité opposée de la jupe; l'installa- tion étant caractérisée par le fait que le four et la jupe sont reliés entre eux et angulairement solidai- res et sont montés de manière à tourner concentrique- ment sur des supports respectifs à galets extérieurs à la jupe; lesdits moyens de chargement/déchargement et les premier et second conduits étant en position fixe par rapport aux supports à galets et étant reliés aux extrémités respectives du four et de la jupe au moyen de dispositifs correspondants comprenant chacun un premier bâti fixé à la jupe de laquelle il est angulairement solidaire, un second bâti en position fixe par rapport aux supports à galets, et un certain nombre de corps de roulement insérés entre les premier et second bâtis de manière à leur permettre de tourner l'un par rapport à l'autre, ledit premier bâti étant situé radialement le plus à l'extérieur par rapport à l'axe de la jupe, en comparaison avec le second bâti, de manière à supporter le second bâti au moyen desdits corps roulants, l'intérieur du four et la cavité étant raccordés de manière étanche aux fluides à l'intérieur du second bâti au moyen de tuyaux concen- triques respectifs de raccordement centrés sur l'axe commun de rotation du four et de la jupe et coopérant avec des joints à glissement respectifs. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nulle- ment limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue longitudinale d'une installation de pyrolyse selon l'invention, qui n'est représentée que partiellement pour plus de clarté; - la figure 2 est une coupe longitudinale à échelle agrandie d'un détail de l'installation de la figure 1; et - la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de l'installation de la figure 1. La référence numérique 1 des dessins annexés désigne une installation de pyrolyse/séchage par chauffage indirect destinée à des boues activées ou similaires. L'installation 1 est composée principale- ment d'un four rotatif 2 étanche aux fluides à l'inté- rieur duquel la matière non traitée est chargée en continu, à une première extrémité 3, et déchargée en continu à une seconde extrémité opposée 4 par des moyens respectifs de chargement/déchargement constitués de vis respectives 5 de tout type connu, placés à proximité de conduits respectifs 6 et 7 raccordant les extrémités 3 et 4 à la partie restante de l'instal- lation 1, et approvisionnés respectivement, de manière étanche aux fluides, par une caisse 8 d'alimentation en boues non traitées et un bac 9 de déchargement des boues pyrolysées; et une jupe cylindrique 10 renfermant extérieurement le four 2 de manière étanche aux fluides et définissant, avec une surface latérale extérieure cylindrique 11 de ce four, une cavité annulaire 12 le long de laquelle peut être mis en circulation un courant de gaz chauds de combustion, comme indiqué par les flèches sur la figure 2, ces gaz étant fournis par un autre conduit 13 de raccorde- ment à une extrémité 14 de la jupe 10 et évacués par un second conduit 15 de raccordement à l'extrémité opposée 16 de ladite jupe 10= Les conduits 13 et 15 sont coaxiaux et concentriques aux conduits respectifs 6 et 7 qui, étant d'un diamètre inférieur, sont logés à l'intérieur desdits conduits 13 et 15. De façon plus détaillée et comme montré sur la figure 2, aux extrémités 3 et 14, qui sont identiques aux extrémités 4 et 16 qui ne sont donc pas décrites en détail, les conduits 6, 7 et 13, 15 sont d'un diamètre sensiblement inférieur à celui de la jupe 10 et à celui du four 2, qui est également cylindrique, et ils sont fixés de façon à dépasser axialement des extrémités respecti- ves de la jupe 10, les tuyaux 6, 7 étant fixés directe- ment contre des plaques respectives 18 fermant les extrémités correspondantes du four 2 et au-dessus de trous respectifs 19 formés dans ces plaques, et les conduits 13, 15 étant fixés directement contre des plaques respectives 20 fermant les extrémités correspondantes de la jupe 10, et au-dessus de trous 21 formés dans ces plaques. Les conduits 13, 15 sont également reliés structurellement aux conduits respec- tifs 6, 7 au moyen d'éléments radiaux 22 de renforce- ment, et les plaques 20 se comportent également comme des éléments de liaison entre le four 2 et la jupe coaxiale 10 qui, conformément à l'invention, sont donc reliés et solidaires angulairement l'un de l'autre. Par exemple, les plaques 20 sont reliées aux plaques 18 au moyen de vis 23 et à la jupe 10 au moyen d'organes 24 de fixation et de vis correspondantes 25. Pour son propre support sur le four 2, la jupe 10 repose sur un jeu d'ailettes radiales connues 26, comme repré- senté en traits pointillés, situé à l'extérieur du four 2 et formé d'un élément continu enroulé d'une seule pièce sur la paroi 11 et définissant, avec celle- ci, une surface d'échange de chaleur tournée vers la cavité annulaire 12. Conformément à l'invention, on fait tourner le four 2 en faisant tourner la jupe 10 qui, le four 2 étant logé concentriquement à l'intérieur de celle- ci, est montée de façon à tourner sur des supports à galets extérieurs connus 28. Les galets des supports 28 sont de préférence entraînés afin de transmettre par frottement un mouvement de rotation à la jupe 10 et au four 2 qui lui est relié, par l'intermédiaire de roues respectives et connues 29 de support solidai- res de la jupe 10 sur laquelle elles sont montées extérieurement. D'autres galets 30, conçus pour porter frontalement contre l'une des roues 29, maintiennent axialement l'ensemble formé de la jupe et du four sur les supports 28. Cependant, la jupe 10 doit égale- ment être mise en rotation par une couronne dentée et un pignon. En plus des vis 5',-la partie restante de l'installation 1 est constituée d'ensembles connus (non représentés) destinés respectivement à produire le courant de gaz chauds introduits dans la cavité 12 et à extraire et, le cas échéant, traiter également les gaz produits pendant la pyrolyse ou le séchage des boues à l'intérieur du four 2. Ces ensembles et une cheminée pour l'évacuation des gaz de chauffage sont raccordés par des paires respectives de conduits 31 et 32 à chaque extrémité de la jupe 10. A la diffé- rence de la jupe 10 et du four 2 qui sont montés de façon à tourner, les conduits 31 et 32, ainsi que les vis 5, sont en position fixe par rapport aux sup- ports 28. Conformément à l'invention, la jupe 10 et le four 2 sont reliés aux conduits 31 et 32, lorsqu'ils sont prévus, et aux vis 5 au moyen de dispositifs identiques respectifs 35 (dont un seul est décrit) disposés aux extrémités 3, 14 et 4, 16. Comme montré sur la figure 2, chaque dispositif 35 comprend un premier bâti 36 solidaire angulairement de la jupe 10 à laquelle il est fixé, un second bâti 37 fixé par rapport aux supports 28 et un certain nombre de corps roulants 38 insérés entre les bâtis 36 et 37 afin de leur permettre de tourner l'un par rapport à l'autre. Par rapport à l'axe de la jupe 10, le bâti 36 est situé radialement le plus à l'extérieur en comparaison avec le bâti 37, de façon à supporter le bâti 37 au moyen des corps roulants 38, et l'intérieur du four 2 et la cavité 12 sont raccordés de manière étanche aux fluides à l'intérieur du bâti 37 au moyen de conduits respectifs 6 et 13 et de joints d'étanchéité à glissement respec- tifs 39 et 40 supportés par le bâti 37 dont ils sont solidaires et coopérant avec la surface extérieure des conduits 6 et 13 qui, évidemment, sont eux-mêmes solidaires du four 2 et de la jupe 10, respectivement. De façon plus détaillée, le bâti 36 comprend deux rails annulaires 41 montés sur des supports respectifs 42 faisant saillie axialement aux extrémités respecti- ves de la jupe 10. Par ailleurs, le bâti 37 comprend une cloche 44 montée sur les conduits 6, 13 au moyen desdits joints d'étanchéité 39, 40, et un certain nombre de paires de bras radiaux 45 fixés de façon à faire saillie de la cloche 44 à l'extérieur de laquel- le ils sont solidarisés, et supportant des barres respectives 46 avec lesquelles ils sont solidaires et qui sont parallèles à l'axe de rotation du four 2 et de la jupe 10, ces barres portant, à leurs extrémi- tés opposées, les corps roulants 38 constitués de galets respectifs montés fous sur les barres 46 au moyen de paliers 47 et appliqués de façon à rouler le long des rails 41. Sur leurs faces opposées, les galets 38 présentent également des épaulements axiaux amovibles constitués de disques 48 qui coopèrent fronta- lement avec les rails 41 et constituent également des capots pour les corps des paliers 47 formés à l'intérieur des galets 38. La cloche 44 comprend une première partie cylindrique 50 de faible diamètre dont l'extrémité libre est fermée par une plaque 51 supportant le conduit d'admission 52 et une vis respec- tive 5, et qui est ajustée sur l'extrémité libre du conduit 6 par l'interposition de l'ensemble d'étanchéi- té 40, et une seconde partie 52 de grand diamètre, qui fait saillie de ladite partie 50 sur le c6té opposé de la plaque 51, est montée sur l'extrémité libre du conduit respectif 13 par l'intermédiaire de l'ensem- ble 39 d'étanchéité, et de laquelle le conduit corres- pondant 31 fait saillie latéralement. Les ensembles d'étanchéité 39 et 40 sont de type connu. Alors que l'ensemble d'étanchéité 39, qui est soumis à moins d'effort et est donc de conception plus simple, isole l'intérieur de la cloche 44 de l'atmosphère extérieure, l'ensemble d'étanchéité 40, qui est conçu pour travail- ler dans des conditions de température élevée, assure la séparation, de manière étanche aux fluides, entre les deux parties 50 et 52 de la cloche 44. En conséquen- ce, en utilisation réelle, les fumées chaudes mises en circulation le long de l'un des conduits 31 et évacuées par l'autre conduit sont introduites dans la partie 52 de chaque cloche 44 o, le joint d'étan- chéité 39 les empêchant d'atteindre l'extérieur, ou bien le joint d'étanchéité 40 les empêchant de pénétrer dans la partie 50, elles sont canalisées vers l'inté- rieur du conduit de raccordement respectif 13 et vers l'intérieur et l'extérieur de la cavité 12. D'une manière analogue, la matière se trouvant à l'intérieur du four 2 est chauffée indirectement par les fumées, par l'intermédiaire de la surface 11 et des ailettes 26. Par ailleurs, les gaz produits à l'intérieur du four 2, par décomposition et/ou séchage de la matière avancée à travers le four par les vis 5, sortent par le ou les conduits 6 (s'ils sont prévus aux deux extré- mités 3, 4) et, du fait que le conduit 6 est plus long que le conduit respectif 13 et qu'il en est isolé au moyen du joint d'étanchéité 40, pénètrent dans les parties 50 des cloches 44 o ils peuvent être évacués en passant dans les conduits 32 et, par exemple, brûlés pour produire une partie ou la totalité des fumées chaudes introduites dans la cavité 12, ce qui rend ainsi sensiblement autonome le chauffage de l'ins- tallation 1. Du fait de la structure décrite, les conduits 6 assurent évidemment le chargement de la matière dans le four 2 et son déchargement du four, opérations pour lesquelles il suffit que les vis 5 soient simplement placées en face des entrées des conduits 6. Il ressort de la description précédente que les dispositifs 35 apportent de façon claire une solution efficace et à bon marché aux problèmes de l'étanchéité rencontrés autrement sur une installation du type précité, lequel problème rend tout chauffage indirect soit impossible, soit peu économique, du fait de la forte consommation d'énergie qui en résulte. Il va de soi que de nombreuses modifica- tions peuvent être apportées à l'installation décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Installation (1) de pyrolyse ou de séchage, ou des deux, en particulier pour la pyrolyse ou le séchage, ou les deux, de boues activées, laquelle installation (1) comprend un four (2) étanche aux fluides dans lequel la matière est introduite en conti- nu à une première extrémité et duquel elle est déchar- gée en continu à une seconde extrémité par des moyens respectifs (5) de chargement/déchargement, et une 0 jupe cylindrique (10) renfermant extérieurement le four (2) de manière étanche aux fluides et définissant avec une surface latérale extérieure (11) de four, une cavité annulaire (12) le long de laquelle peut être mis en circulation un courant de gaz chauds de combustion introduit par un premier conduit (31) à une extrémité (14) de la jupe (10) et évacué par un second conduit (31) à l'extrémité opposée (16) de la jupe (10), l'installation étant caractérisée par le fait que le four (2) et la jupe (10) sont reliés entre eux et solidaires angulairement l'un de l'autre et sont montés de manière à tourner concentriquement sur les supports à galets respectifs (2) extérieurs à la jupe (10), les moyens (5) de chargement/décharge- ment et les premier et second conduits (31) étant en position fixe par rapport aux supports à galets (28) et étant reliés aux extrémités respectives du four (2) et de la jupe -(10) au moyen de dispositifs respectifs (35) comprenant chacun un premier bâti (36) solidaire angulairement de la jupe (10) à laquelle il est fixé, un second bâti (37) fixe par rapport aux supports à galets (28) et un certain nombre de corps roulants (38) insérés entre les premier et second bâtis (36, 37) de façon à leur permettre de tourner l'un par rapport à l'autre, le premier bâti (36) étant situé radialement le plus à l'extérieur par rapport à l'axe de la jupe (10), en comparaison avec le second bâti (37), de façon à supporter le second bâti (37) au moyen desdits corps roulants (38), l'intérieur du four (2) et la cavité (12) étant raccordés de maniè- re étanche aux fluides à l'intérieur du second bâti (37) au moyen de conduits concentriques respectifs (6, 13) de raccordement centrés sur l'axe commun de rotation du four (2) et de la jupe (10) et coopérant avec des joints d'étanchéité respectifs à glissement (39, 40) situés sur le second bâti (37). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les conduits concentri- ques (6, 13) ont un diamètre sensiblement très infé- rieur à celui de la jupe (10) et du four (2), qui est également cylindrique, et sont fixés de façon à faire saillie axialement par rapport à l'extrémité respective de la jupe, un premier conduit (6) étant fixé directement contre une plaque (18) fermant l'extré- mité respective du four (2) et au-dessus d'un trou respectif (19) ménagé dans la plaque, et un second conduit (13) étant fixé directement contre une plaque (20) fermant l'extrémité respective de la jupe (10) et audessus d'un trou correspondant (21) formé dans cette plaque. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le four (2) et la jupe (10) sont reliés entre eux au moyen des plaques (20) fermant les extrémités respectives de la jupe (10), cette dernière étant également supportée par un jeu d'ailettes radiales (26) situées sur l'extérieur du four (2) et formées d'un élément continu enroulé autour de la paroi latérale (11) du four (2) de laquelle il est solidaire. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le 1 1 fait que les moyens de chargement/déchargement compren- nent des vis respectives (5) supportées chacune par un second bâti (37) à proximité du conduit respectif (6) raccordé à chaque extrémité du four (2) , ces moyens étant approvisionnés de manière étanche aux fluides par une caisse (8) d'alimentation et un bac (9) de déchargement, respectivement. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chaque premier bâti (36) comprend une paire de rails annulaires (41) montés sur des supports res- pectifs (42) faisant saillie axialement des extrémités respectives de la jupe (10). 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée par le fait que chaque second bâti (37) comprend une cloche (44) montée sur les conduits (6, 13) reliant le four (2) et la cavité (12) au moyen desdits joints d'étanchéité à glissement (39, 40), et un certain nombre de paire de bras radiaux (45) solidaires de la cloche (44), à l'extérieur de cette dernière, et supportant des barres respectives (46), avec lesquelles ils sont réalisés d'une seule pièce et qui sont parallèles à l'axe de rotation du four (2) et de la jupe (10), ces barres portant, à leurs extrémités opposées, des galets fous respectifs (38) qui s'appliquent contre les rails annulaires (41) et qui comprennent des épaulements axiaux amovibles (48) coopérant avec lesdits rails (31). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la cloche (44) comprend une première partie cylindrique (50) de faible diamètre qui est fermée à une extrémité par une plaque (51) supportant des moyens (32) pour évacuer les gaz produits à l'intérieur du four (2) et les moyens (5) de charge- ment/déchargement, et qui, à l'autre extrémité, est montée sur un conduit (6) raccordé au four (2), une seconde partie (52) de grand diamètre faisant saillie de la première partie (50), sur le côté opposé de la plaque (51), et montée sur le conduit respectif (13) raccordé à la cavité (12).