Brevet FR2663038A1 — publié le 19911213

L'invention se rapporte à un procédé d'elimination de liquides usagés tels par exemples des liquides d'usinage. Elle se rapporte également à l'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les liquides d'usinage qui sont généralement constitués par une émulsion d'environ 90 % d'eau et 10 % d'huile partiellement soluble dans l'eau, doivent aprés usage être éliminés sans polluer l'environnement. Compte tenu de la grande quantité de fluides d'usinage qu'utilise l'industrie, cette élinination s'effectue elle aussi à l'échelle industrielle dans des installations spécifiques. Pour cet élimination, on a déjà songé à incinérer les déchets d'usinage tout en récupérant partiellement la chaleur de combustion à l'aide d'au moins un échangeur de chaleur. Cette technique bien qu'efficace au plan élimination crée une pollution atmosphérique importante qui n'est plus acceptable. On a de même pensé à vaporiser à haute température l'eau contenue dans le liquide d'usinage en utilisant des évaporateurs à couches minces dans lesquelles le liquide est maintenu sous forme d'une pellicule de faible épaisseur sur la surface interne d'un tube chauffe à la vapeur. Ce procédé a pour inconvénient majeur de dissocier partiellement les huiles de sorte qu'on retrouve dans les condensats des traces de dérivés du pétrole c'est à dire de produits volatiles. Un autre inconvénient de ce procédé est que, pour obtenir la haute température nécessaire, il faut consommer beaucoup d'énergie. On connaît également (FR-A-2.39.645) un procédé d'élimination des liquides d'usinage qui consiste à vaporiser leur eau à basse température pour en récupérer les huiles et à cet effet, à les faire ruisseler sur un plan incline, depuis le haut d'une enceinte communément dite tour de traitement et pendant le ruissellement, à les soumettre à l'action d'un courant d'air chaud dont la température reste toujours suffisante pour que l'eau s'évapore mais inférieure à la température de vaporisation des constituants les plus volatiles de l'huile. Les liquides sont à cet effet introduits en haut de la tour au long du bord supérieur du plan incliné. L'air chaud provenant du sommet de la tour est canalisé de manière à agir transversalement à la direction de ruissellement. Lors du passage dans la tour de traitement, l'eau des liquides d'usinage s'évapore et peut avec l'air chaud être reprise à la base de la tour et être conduite dans l'atmosphère. Par contre, aprés transit à l'intérieur de la tour de traitement, la partie des liquides d'usinage qui nia pas pu s'évaporer et qui représente sensiblement la proportion d'huile des dits liquides, est alors récupérée et par exemple employée pour le chauffage de l'air circulant dans la tour de traitement. L'installation mettant en oeuvre un tel procédé est malheureusement de prix de revient élevé. En effet, pour que l'eau contenue dans l'émulsion puisse être totalement vaporisée, il est nécessaire que le plan incline soit suffisamment étendu. Aussi, la tour doit elle loger une grande quantité de plans inclinés et comporter des moyens de communication entre eux pour permettre un ruissellement continu de l'ermulsion. Ces éléments et leurs supports influent gravement sur le prix de revient de l'installation et du traitement. Par ailleurs, leur poids important exige que la structure de la tour soit renforcée. Au delà des plans inclines, il faut aussi prévoir des moyens pour canaliser l'air chaud transversalement au ruissellement et ce sur toute la hauteur de la tour ce qui complique encore ltinstallation. On connaît également beaucoup d'autres procédés d'élimination de déchets tels ceux faisant appel à une tour d'incinération dans laquelle on introduit par le fond un gaz chauffé à trés haute température pour pyroliser et fondre les déchets qui sont, quant à eux, introduits au sommet de la tour d'incinération à l'aide d'une trémie. Toutefois, ces procédés et installation ne peuvent pas convenir pour des déchets liquides. Un des résultats que vise à obtenir l'invention est un procédé pour éliminer des déchets liquides par évaporation de l'eau à basse température pour en récupérer les huiles qui se suffit d'une installation de traitement qui, à rendement égal, est de prix de revient moins élevé que les installations connues à ce jour. A cet effet, elle se rapporte à un tel procédé notamment caractérisé en ce que - on chauffe l'air à une température d'environ 2500c puis c'est en partie basse de la tour de traitement qu'on introduit cet air chaud dont on répartit le courant à travers sensiblement toute la section horizontale de la tour et dont on provoque le déplacement, dirigé sensiblement verticalement et orienté vers le sommet de la tour en lui communiquant une vitesse ascensionnelle d'au moins un mètre par seconde et, - depuis la partie haute de la tour, c'est également en les répartissant sensiblement sur toute la section transversale de la dite tour qu'on projette vers le bas les liquides à traiter sous forme de particules de petites dimensions. Elle se rapporte également à l'installation mettant en oeuvre ce procédé. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement une installation de traitement vue en coupe. En se reportant au dessin, on voit que l'installation 1 pour le traitement d'un fluide de type émulsion huile-eau à forte proportion d'eau comprend - une enceinte ou tour de traiteíment 2 qui prend appui au moins indirectement au sol 4, - en partie haute de l'enceinte, au moins un moyen 6 d'introduction des liquides à traiter dans la tour de traitement, - des moyens 5, Sa, pour chauffer de l'air et provoquer son déplacement selon un courant 7 amené au contact des liquides à traiter. Les liquides à traiter sont ainsi soumis sur tout leur parcours à l'intérieur de la tour de traitement 2 à un échange thermique avec le courant 7 d'air chaud dont la température maximale est suffisante pour faire évaporer l'eau mais reste toujours inférieure à la température de vaporisation des autres constituants des liquides usagés et notamment des composants les plus volatiles des huiles de manière à ne vaporiser que l'eau et à récupérer dans le fond 10 de la tour la proportion d'huile contenue dans l'émulsion. Avant d'être introduits dans la tour de traitement 2, les liquides peuvent être provisoirement stockés dans un bassin 8 et être ensuite, par un moyen 9 de poilpage, repris et amenés aux moyens d'introduction 6. Pour chauffer l'air et produire le déplacement selon un courant 7, les moyens 5, Sa, peuvent par exemple comprendre: - un bruleur 5 alimenté par au moins un carburant, - un moyen Sa de mise en mouvement de l'air preleve à l'extérieur, réchauffé puis déplacé à l'intérieur de la tour avant d'être évacué à l'atmosphère chargé de vapeurs d'eau. On a vu que les liquides à traiter étaient généralement constitués d'environ 10 7' d'huile et 90 Y d'eau. Les 10 % environ d'huile récupérés dans le fond 10 de la tour peuvent être utilisés comme appoint de carburant pour le brûleur 5. Selon une caractéristique essentielle de l'invention - on chauffe l'air à une température d'environ 250 c puis c'est en partie basse 13 de la tour 2 de traitement qu'on introduit cet air chaud dont on répartit le courant 7 à travers sensiblement toute la section horizontale de la tour et dont on provoque le déplacement dirigé sensiblement verticalement dans une direction 11 et orienté vers le sommet 12 de la tour, en lui communiquant une vitesse ascensionnelle d'au moins un mètre par seconde et, - depuis la partie haute 14 de la tour, c'est également en les répartissant sensiblement sur toute la section transversale de la dite tour qu'on projette vers le bas les liquides à traiter sous forme de particules 15 de petites dimensions. Les liquides à traiter et l'air chaud circulent donc à contre courant ce qui permet de pousser progressivement jusqu'à son iTiax#mum l'évaporation de l'eau depuis l'introduction des liquides usagés jusqu'à récupération de l'huile au fond de la tour. La température d'évacuation vers l'atmosphère est comprise entre 400 et 800 de manière à ce que d'éventuels éléments volatils évaporés soient recondensês et captés par les liquides amenés en partie haute. Ainsi capturés, ces éléments volatils demeureront dans la phase huileuse. Selon une autre caractéristique de l'invention, afin d'éviter l'évacuation à l'atmosphère de gouttes d'eau et/ou la chute de gouttes de liquides usagés trop grosses, lors de leur passage, on intercepte localement les gouttes d'au moins un certain calibre. On réalise de préférence cette interception sensiblement à mi-hauteur de la tour. Selon une autre caractéristique de l'invention, à au moins une hauteur située entre les parties haute 14 et basse 13 de la tour, on introduit une quantité supplémentaire de liquide à traiter, qu'en répartissant également le flux sensiblement sur toute la section de la tour, on projette vers le bas en fines particules. Avantageusement, on réalise une telle introduction supplémentaire juste au dessous de la hauteur à laquelle on intercepte les gouttes d'un certain calibre et on réalise également une telle introduction supplémentaire juste au dessous de l'introduction principale. De préférence, pour faire circuler l'air chaud dans la tour, au lieu d'aspirer l'air de la tour depuis son conduit d'évacuation à l'atmosphère, on pulse l'air chaud dans la tour. En vue de la mise en oeuvre de ce procédé, selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'installation comprend - des moyens de chauffage de l'air à une température d'environ 250 c - des moyens d'introduction de cet air chaud en partie basse 13 de la tour 2 de traitenent, - des moyens 16 provoquant le déplacement de cet air selon un flux 7 suivant une direction ll et orienté vers le sommet 12 de la tour, en lui communiquant une vitesse ascensionnelle d'au moins un mètre par seconde, - des moyens de répartition du flux 7 de cet air chaud à travers sensiblement toute la section horizontale de la tour, - des moyens qui, en partie haute 14 de la tour, projettent vers le bas les liquides à traiter sous forme de particules 15 de petites dimensions et qui les répartissent sensiblement sur toute la section transversale de la dite tour. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'installation comprend également localement un moyen d'interception 21 des gouttes d'au moins un certain calibre lors de leur passage. De préférence, ce moyen d'interception est situé sensiblement à mi-hauteur de la tour. Selon une autre caractéristique de l'invention, à au moins une hauteur située entre les parties haute 14 et basse 13 de la tour, l'installation comprend au moins un moyen 6a d'introduction d'une quantité supplémentaire de liquide à traiter qu'il projette vers le bas en fines particules et qu'il répartit également sensiblement sur toute la section de la tour. De préférence, pour faire circuler l'air chaud dans la tour, au lieu d'un moyen d'aspiration de l'air de la tour situé dans son conduit d'évacuation à l'atmosphère, l'installation comprend au moins un moyen de pulsion de l'air chaud dans la tour situé sur le circuit d'entrée d'air 17. A cet effet, l'installation comprend une soufflante Sa qui propulse l'air réchauffé au travers d'une canalisation 17 qui débouche sensiblement radialement dans la partie basse 13 dela tour 2. De préférence, pour produire de l'air chaud, on utilise un foyer à veine d'air, c'est à dire que la flamme se développe dans l'air caloporteur ai ; ainsi, les gaz de combustion participent directement à l'évaporation. Ces gaz de combustion ainsi introduits dans la cuve seront en outre lavés notamment de leurs poussières par la pluie du fluide à traiter introduit dans la tour par les moyens prévus à cet effet. Le moyen 6 d'introduction des liquides usages consiste en au moins un support 18 qui s'étend sensiblement sur toute la section de la tour et auquel est associé une pluralité de têtes 19 de vaporisation qui, reparties sur le support 18 produisent un brouillard 20 de liquides usagés 3 réparti sur toute la section de la tour et qui, par gravite va descendre lentement vers le fond de la tour de traitement en subissant l'échange thermique avec l'air chaud ascendant nécessaire pour que l'eau se sépare de l'huile par vaporisation. Le moyen d'interception des gouttes d'au moins un certain calibre comprend au moins une grille 21 à mailles étroites placée sur le parcours des particules de manière à constituer un obstacle à leur passage et au moins à augmenter le temps de parcours de celles-ci. Par exemple, la grille 21 peut être placée à mi-distance entre le moyen 6 d'introduction placé au sommet de la tour 12 et le fond 10 de celle-ci. Le moyen 6a d'introduction supplémentaire de liquides est disposé à un niveau de la tour juste inférieur à celui correspondant à l'implantation de la grille 21 à mailles étroites. L'installation comprend encore des moyens 22 pour adapter les débits de liquide de chaque moyen d'introduction 6, 6a ainsi qu'au moins un moyen (non représenté) pour régler la vitesse ascentionnelle de l'air chaud. Le fond de la tour de traitement présente une forme offrant un point bas 23 vers lequel s'écoule l'huile dissociée de l'eau et auquel se raccorde un moyen de vidange 24 tel une canalisation 24 reliée à une pompe 25 assurant le transfert de l'huile par exemple au moins indirectement vers le brûleur 5. En cas de nécessité de traiter les gaz, par exemple contre un excés d'acidité, un additif peut être introduit au niveau du moyen 6 d'introduction des liquides. Par exemple, ce traitement sera fait avec un lait de chaux. Cette installation reste de conception simple et de prix de revient modéré. Une installation de ce type permet de traiter environ neuf cent litres par heure de liquides usagés à l'aide d'un réchauffeur capable de produire cinq cents thermies par heure et de chauffer environ neuf mille mètres cube d'air par heure. REVENDICATIONS 1. Procédé d'élimination de liquides usagés tels par exemple des liquides d'usinage de type émulsion huile-eau à forte proportion d'eau dans une installation (1) comprenant - une enceinte ou tour de traitement (2) qui prend appui au moins indirectement au sol (4), - en partie haute de l'enceinte, au moins un moyen (6) d'introduction des liquides à traiter dans la tour de traitement, - des moyens (5, 5a) pour chauffer de l'air et provoquer son déplacement selon un courant (7) amené au contact des liquides à traiter, dans laquelle tour de traitement (2), les liquides à traiter sont ainsi soumis sur tout leur parcours à un échange thermique avec le courant (7) d'air chaud dont la température maximale est suffisante pour faire évaporer l'eau mais reste toujours inférieure à la température de vaporisation des autres constituants des liquides usages et notamment des composants les plus volatiles des huiles de manière à ne vaporiser que l'eau et à récupérer dans le fond (10) de la tour la proportion d'huile contenue dans l'émulsion, ce procédé étant CARACTERISE en ce que - on chauffe l'air à une température d'environ 2500c puis c'est en partie basse (13) de la tour (2) de traitement qu'on introduit cet air chaud dont on répartit le courant (7) à travers sensiblement toute la section horizontale de la tour et dont on provoque le déplacement dirigé sensiblement verticalement dans une direction (11) et orienté vers le sommet (12) de la tour, en lui communiquant une vitesse ascensionnelle d'au moins un mètre par seconde et, - depuis la partie haute (14) de la tour, c'est également en les répartissant sensiblement sur toute la section transversale de la dite tour qu'on projette vers le bas les liquides à traiter sous forme de particules (15) de petites dimensions. 2. Procédé selon la revendication I caractérisé en ce qu'afin d'éviter l'évacuation à 1 'atmosphère de gouttes d'eau et/ou la chute de gouttes de liquides usagés trop grosses, lors de leur passage, on intercepte localement les gouttes d'au moins un certain calibre. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'à au moins une hauteur située entre les parties haute et basse de la tour, on introduit une quantité supplémentaire de liquide à traiter, qu'en répartissant également le flux sur toute la section de la tour, on projette vers le bas en fines particules. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce qu'on réalise une telle introduction supplémentaire juste au dessous de la hauteur laquelle on intercepte les gouttes d'un certain calibre et on réalise également une telle introduction supplémantaire juse au dessous de l'introduction principale. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle les moyens (5, 5a) pour chauffer de l'air et provoquer son déplacement selon un courant (7) comprennent notamment : - un moyen (5a) de mise en mouvement de l'air preleve à l'extérieur, réchauffé puis déplacé à l'intérieur de la tour avant d'être évacué à l'atmosphère chargé de vapeurs d'eau, caractérisé en ce que pour faire circuler l'air chaud dans la tour, au lieu d'aspirer l'air de la tour depuis son conduit d'évacuation à l'atmosphère, on pulse l'air chaud dans la tour. 6. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 comprenant - une enceinte ou tour de traitement (2) qui prend appui au moins indirectement au sol (4), - en partie haute de l'enceinte, au moins un moyen (6) d'introduction des liquides à traiter dans la tour de traitement, - des moyens (5, 5a) pour chauffer de l'air et provoquer son déplacement selon un courant (7) amené au contact des liquides à traiter, dans laquelle tour de traitement (2), les liquides à traiter sont ainsi soumis sur tout leur parcours à un échange thermique avec le courant (7) d'air chaud dont la température maximale est suffisante pour faire évaporer l'eau mais reste toujours inférieure à la température de vaporisation des autres constituants des liquides usagés et notamment des composants les plus volatiles des huiles de manière à ne vaporiser que l'eau et à récupérer dans le fond (10) de la tour la proportion d'huile contenue dans l'émulsion, cette installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre - des moyens de chauffage de l'air à une température d'environ 250 c - des moyens d'introduction de cet air chaud en partie basse (13) de la tour (2) de traitement, - des moyens provoquant le déplacement de cet air selon un flux (7) suivant une direction (11) et orienté vers le sommet (12) de la tour, en lui communiquant une vitesse ascensionnelle d'au moins un mètre par seconde, - des moyens de répartition du flux (7) de cet air chaud à travers sensiblement toute la section horizontale de la tour, - des moyens qui, en partie haute (14) de la tour, projettent vers le bas les liquides à traiter sous forme de particules (15) de petites dimensions et qui les répartissent sensiblement sur toute la section transversale de la dite tour. 7. Installation selon la revendication 6 caractérisée en ce qu'elle comprend également localement un moyen d'interception des gouttes d'au moins un certain calibre lors de leur passage. 8. installation selon la revendication 6 ou 7 caractérisée en ce qu a au moins une hauteur située entre les parties haute (14) et basse (13) de la tour, elle comprend au moins un moyen d'introduction (6a) d'une quantité supplémentaire de liquide à traiter qu'il projette vers le bas en fines particules et qu'il répartit également sensiblement sur toute la section de la tour. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisée en ce qu'au lieu d'un moyen d'aspiration de l'air de la tour situe dans son conduit d'évacuation à 1 'atmosphère, elle comprend au moins un moyen de pulsion de l'air chaud dans la tour situé sur le circuit d'entrée d'air (17).