Brevet FR2679917A1 — publié le 19930205

"Procédé d'élimination simultanée de déchets solides et liquides". La présente invention concerne un procédé d'élimination simultanée de déchets solides et liqui- des. Comme déchets particuliers il y a entre au- tres les déchets d'entreprises industrielles ou d'in- stallations publiques qui selon le type, les caracté- ristiques et les quantités sont particulièrement noci-10 ves pour la santé, pour l'air et l'eau. En priorité, il s'agit des déchets particu- liers provenant de l'industrie chimique, de la métal- lurgie ou de la production d'énergie et du traitement des déchets.15 Dans l'industrie chimique, on rencontre avant tout des hydrocarbures sulfurés ainsi que des déchets allogènes. Dans l'industrie métallurgique, on rencontre entre autres des émulsions d'huiles, des boues de ver- nis et des déchets galvaniques. Dans les installations de traitement thermi- ques d'ordures ou déchets, utilisant la combustion et la pyrolyse, on rencontre avant tout des produits ré- siduels chargés et dans le domaine de la production25 thermique et du nettoyage des gaz, on rencontre des poussières volatiles et des poussières de filtre dont l'élimination est très difficile. En particulier, la contamination de ces poussières avec des produits organiques nocifs tels que du dioxine et de la furanne ainsi que des métaux lourds se traduit par des déchets très dangereux pour l'environnement Actuellement, on propose des solu- tions pour ces dépôts particuliers ou analogues cons- istant à les intégrer à des produits contenant de l'argile, documents DE 3918259, DE 3713482, DE 3919011 ou DE 3502215, pour traiter les résidus contenant des métaux lourds sous la forme de produits solides sus- ceptibles d'être placés dans des dépôt avec la mise en oeuvre le cas échéant de frais très élevés pour les dépôts souterrains. Des variantes prévoient la fusion De telles solutions sont décrites dans les documents DD 3939344, DE 3206984 Ces installations consomment énormément d'énergie Elles se trouvent actuellement principale- ment au stade du laboratoire et des installations pi- lotes et leur mise en pratique nécessitera encore des développements importants et beaucoup de temps. Dans la technique de la gazéification, on connaît une solution décrite au document DE 267880 se- lon lequel on alimente une chambre de réaction par une conduite d'alimentation avec un combustible liquide contenant des cendres et indépendamment d'un brûleur alimenté en un carburant en forme de poussières, on fournit de la vapeur d'eau par une conduite d'alimen- tation ainsi que l'oxygène nécessaire à l'oxydation partielle autotherme du combustible liquide, contenant des cendres, à l'aide d'un brûleur de poussières de charbon fourni au réacteur de gazéification. La gazéification des résidus liquides néces- site selon ce procédé une utilisation importante de poussières de carbone or, cette utilisation se traduit par une émission importante de gaz La quantité utili- sée de résidus liquides est très limitée quantitative- ment dans ce procédé. La présente invention a pour but d'assurer l'élimination de résidus ou déchets liquides et soli- des, de manière économique et favorable à l'environne- ment, simultanément par le procédé de gazéification. Selon l'invention, le problème est résolu par un procédé caractérisé en ce que les déchets li- quides possédant un pouvoir calorifique supérieur à 2000 k J/kg et contenant des hydrocarbures et/ou du soufre et/ou PCB et des métaux lourds et/ou de la dioxine, et en outre 3 35 % de déchets sont des com- posants solides avec une teneur supérieure à 10 % en composants minéraux et en soufre et/ou en métaux lourds et/ou biphénylène surchloré (PCB) et/ou dioxine et furanne et/ou hydrocarbure, sont traités à une tem- pérature de réaction dépassant de 50 C la température de fusion des composants minéraux des déchets solides et cette température est fixée à un niveau supérieur à 1200 C pour la gazéification, le temps de séjour des gaz formés à une température de réaction supérieure à 12000 C dans le réacteur de gazéification étant supé- rieur à 2 secondes. La granulométrie des déchets solides pour la mise en oeuvre du procédé est de préférence inférieure à 0,5 mm. La mise en oeuvre du procédé se fait à une température de réaction réglée à 50 C au-dessus de la température de fusion des composants minéraux des dé- chets solides et ainsi cette température est réglée à au moins 12000 C Le temps de séjour des gaz formés pour la température de réaction ainsi réglée est supé- rieur à 2 secondes, avant que les gaz contenant des scories ne soient refroidis brutalement à une tempéra- ture inférieure à 2000 C. L'application du procédé permet de traiter des produits pour l'élimination simultanée des déchets solides et liquides, par exemple d'huiles usagées très chargées en produits nocifs, dans un mélange avec des boues de vernis, des boues d'installations d'épuration ou des fines et des poussières de filtre provenant d'installations de nettoyage de gaz. Il est également possible d'utiliser unique- ment des résidus goudronneux contenant des matériaux solides provenant de l'industrie de la cokéification et de l'industrie des hydrocarbures. L'avantage du procédé réside notamment dans le fait qu'il permet d'éliminer simultanément des dé- chets liquides et solides au cours d'une seule opéra- tion et que la chaleur de réaction dégagée par le traitement des déchets liquides, permet de traiter les déchets solides et que les métaux lourds des déchets liquides soient intégrés aux composants minéraux des déchets solides, et cela d'une manière évitant toute élution. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté au dessin et sera décrit ci-après. Dans le réservoir 1 on place des huiles usa- gées 2 ayant un pouvoir calorifique de 33000 k J/kg et présentant les concentrations suivantes en produits dangereux: PCB = 200 mg/kg Ni = 2000 mg/kg Pb = 2000 mg/kg Zn = 2500 mg/kg S = 4 % Avec 0,1 kg de boues d'épuration séchées avec une te- neur en eau de 15 % par kilogrammes d'huiles usagées, contenant 10 % de composants minéraux et les compo- sants nocifs suivants Pb: 1000 mg/kg Cu: 500 mg/kg Zn: 2000 mg/kg Ainsi que 0,15 kg de poussières de filtre provenant du nettoyage des gaz de combustion d'ordures par kilo- grammes d'huiles usagées contenant 60 % de composants minéraux et les composants nocifs suivants en mélange: 200 mg PC DD et PC DF/g 6000 mg Pb /kg 24000 mg Zn /kg 1000 mg Cu /kg 1700 mg Sn /kg 1400 mg Cr /kh Le circuit 4 et la pompe 5 pompent le mélan- ge formé des huiles usagées, des déchets en circula- tion pour éviter les dépôts La conduite de piquage 6 et la pompe de dosage 7 fournissent 12 t/h du mélange huiles usagées/déchets à un réacteur de gazéification 11 par le brûleur 8 Le réacteur fonctionne à une pression de 25 bars et présente un volume de 30 m 3; l'enveloppe de la chambre de réaction 12 est refroidie par circulation forcée. La vapeur à haute pression est fournie dans une quantité de 4 t/h Elle sert à la fois à mélanger par tourbillonnements le mélange huiles usagées/dé- chets et comme agent de gazéification A l'aide d'un apport d'oxygène de 10000 m 3 N/heure, on produit une oxydation partielle autotherme des huiles usagées et des composants organiques des déchets solides Le point de fusion des composants minéraux des déchets solides se situe à 12500 C La réaction de la flamme permet de régler les températures de sortie de gaz de 14000 C Lors de la réaction de gazéification, on obtient 40000 m 3 N de gaz brut/heure Le temps de séjour moyen dans le réac- teur de gazéification est de 2,7 sec Par la trempe 13 du gaz brut, on transporte les scories formées à l'é- tat liquide, on refroidit le gaz brut à 2000 C et on provoque la granulation des scories 17 qui sont éva- cuées du récipient de trempe 14 par l'intermédiaire du bain d'eau 16 Les composants de métaux lourds des dé- chets sont fondus dans les scories d'une manière ne permettant pas l'élution Les scories peuvent s'utili- ser comme matériau de construction ou être déposées sans risque dans un dépôt L'eau contenant de la suie 14 arrivant dans le récipient de trempe ne contient plus de goudron, d'huile, de phénol et de PCB et ne nécessite qu'un simple traitement Le gaz brut 15, re- froidi, ne contient pas de quantité décelable de dioxine et est utilisé après élimination du soufre comme gaz de combustion pour la production d'énergie électrique. Liste des figures 1 Réservoir 2 Déchets solides 3 Huiles usagées 4 Circuit Pompe de circulation 6 Conduite de piquage 7 Pompe de dosage 8 Brûleur 9 Oxygène Vapeur 11 Réacteur de gazéification 12 Enveloppe de la chambre de réaction 13 Eau de trempe 14 Réservoir d'eau de trempe Gaz brut 16 Bain d'eau 17 Scories en granulés 18 Eau chargée en suies. R E V E N D I C A T I O N Procédé d'élimination simultanée des déchets solides et liquides par un procédé de gazéification avec gazéification en continu dans un réacteur dont la paroi intérieure est un écran tubulaire refroidi, une circulation de scories liquides et un refroidissement brutal des gaz formés, contenant des scories, à une température inférieure à 2000 C, procédé caractérisé en ce que les déchets liquides possédant un pouvoir calorifique supérieur à 2000 k J/kg et contenant des hydrocarbures et/ou du soufre et/ou PCB (ou biphénylé- ne surchloré) et des métaux lourds et/ou de la dioxi- ne, et en outre 3 35 % de déchets sont des compo- sants solides avec une teneur supérieure à 10 % en composants minéraux et en soufre et/ou en métaux lourds et/ou PCB et/ou dioxine et furanne et/ou hydro- carbure, sont traités à une température de réaction dépassant de 500 C la température de fusion des compo- sants minéraux des déchets solides et cette températu- re est fixée à un niveau supérieur à 12000 C pour la gazéification, le temps de séjour des gaz formés à une température de réaction supérieure à 1200 C dans le réacteur de gazéification étant supérieur à 2 secon- des.