Brevet FR2761621A1 — publié le 19981009

PROCEDE ET INSTALLATION DE RECYCLAGE EN CONTINU DE SECRETS D'AU MOINS DEUX VARIETES DE MATIERES PLASTIQUES La présente invention concerne un procédé de recyclage en continu de déchets d'au moins deux variétés de matières plastiques pour la fabrication d'un matériau aggloméré constituant un substitut de combustible, utilisable notamment dans des fours de cimenteries, des fours de hauts fourneaux, des centrales thermiques, des fours à chaux, des fours d'incinération ou similaires. Elle concerne également une installation de recyclage en continu de déchets d'au moins deux variétés de matières plastiques pour la fabrication d'un matériau aggloméré constituant un substitut de combustible, utilisable notamment dans des fours de cimenteries, des fours de hauts fourneaux, des centrales thermiques, des fours à chaux, des fours d'incinération ou similaires, pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les matières plastiques sont fabriquées pour de nombreuses applications, en particulier dans l'industrie de l'automobile pour la réalisation de réservoirs, de consoles, d'accoudoirs, de tableaux de bord, de garnitures de portes, dans l'industrie agro-alimentaire pour la réalisation de silos, de réservoirs, de cuves, de bacs, d'emballages, dans l'ameublement pour la réalisation de pièces de mobilier, de films de protection, dans le bâtiment pour la réalisation de matériaux d'étanchéité, d'isolation, dans l'industrie du jouet, dans le domaine de la signalisation routière pour la réalisation de balises, dans l'industrie des loisirs et des sports, pour la réalisation de planches à voile, de bateaux de plaisance etc. Les matières plastiques ont envahi tous les domaines et couvrent aussi bien les activités professionnelles que les activités privées. Leur production et leur utilisation engendrent des déchets qui proviennent de la fabrication elle-même, de prototypes d'essai de retour ou de reprise d'emballages après usage, ou de démolitions, ce qui est le cas, par exemple des véhicules automobiles, des ordinateurs et de certains bâtiments. Leur élimination pose d'énormes problèmes et des règlements de plus en plus sévères sont mis en place dans tous les états pour organiser la destruction ou le recyclage des matières synthétiques. On les retrouve également dans les déchetteries ou centres de tri urbain d'ordures ménagères, parmi les déchets non éliminables par compostage. Ils se présentent sous la forme de pièces rigides ou semi-rigides, sous celle de films souples, parfois souillés de terre, notamment lorsqu'ils ont été utilisés pour assurer la protection de cultures extérieures. Lorsque les déchets sont propres et ne contiennent qu'une seule et même variété de matière plastique, ce qui est le cas pour des rejets de matière ou des rejets de pièces non conformes dans le cadre d'un processus de fabrication de produits tels que par exemple des bouteilles, des flacons réalisés par moulage en une matière synthétique bien déterminée, le recyclage peut, selon la matière concernée, s'envisager et le produit recyclé , préalablement reconditionné sous forme de granulés, peut, dans certains cas être mélangé à de la matière neuve, dans des proportions définies. Dans certains cas il est possible de mélanger certaines matières synthétiques thermoformables compatibles entre elles et de les traiter ensemble selon un procédé de recyclage qui permet leur réutilisation ultérieure. Ces procédés de recyclage comportent souvent une phase de fusion de la matière, une phase de granulation en vue d'un traitement final par extrusion, soufflage, moulage par injection ou thermoformage etc. Ces traitements peuvent s'appliquer à condition que la matière première soit tout à fait propre et présentent de toute manière un inconvénient majeur qui est celui de l'utilisation de quantités d'énergie importantes pour produire finalement des produits recyclés de qualité médiocre à des coûts très élevés. Le but de cette invention est de proposer un procédé et une installation nouvelles pour recycler des matières plastiques provenant de déchets, pour en faire un substitut de combustible, par des moyens purement mécaniques. Ce but est atteint par le procédé selon l'invention caractérisé en ce que l'on procède à un broyage déchiquetage de ces déchets pour réaliser des fragments individuels, suivi d'un compactage et d'une agglomération à sec de ces fragments par forçage à travers une série de perforations de section déterminée ménagées dans les parois d'un tambour. Selon un mode de mise en oeuvre préférentiel du procédé l'on effectue ledit forçage à travers les perforations au moyen d'au moins un rouleau cylindrique qui roule sur la paroi intérieure dudit tambour en repoussant les fragments individuels à travers lesdites perforations. Selon un premier mode de réalisation, l'on entraîne ledit tambour en rotation autour de son axe et l'on maintient ledit rouleau cylindrique fixe par rapport au tambour. Selon un deuxième mode de réalisation, l'on entraxe ledit rouleau cylindrique en rotation autour de l'axe du tambour et l'on maintient le tambour fixe par rapport à son axe. Selon un troisième mode de réalisation, I'on entraîne ledit tambour en rotation autour de son axe dans un sens de rotation et l'on entraîne ledit rouleau cylindrique en rotation autour de l'axe du tambour en sens contraire. l'on procède à un séchage des fragments individuels avant de les introduire dans ledit tambour de compactage et d'agglomération. D'une manière préférentielle l'on procède à un stockage intermédiaire des fragments individuels après le broyage déchiquetage des déchets, dans un silo et l'on introduit lesdits fragments individuels dans ledit silo par aspiration et soufflage cyclonique. ll est particulièrement avantageux de procéder à un tri sélectif des déchets antérieurement à leur broyage déchiquetage pour éliminer les métaux ferreux et les métaux non ferreux. Dans ce but également l'installation selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un broyeur pour procéder à un broyage déchiquetage de ces déchets pour réaliser des fragments individuels, et des moyens pour procéder à un compactage et à une agglomération à sec de ces fragments par poussée à travers une série de perforations de section déterminée ménagées dans les parois d'un tambour Selon un mode de réalisation préférentiel, lesdits moyens pour procéder audit compactage et à ladite agglomération comportent au moins un rouleau cylindrique agencé pour rouler sur les parois intérieures dudit tambour. Ce tambour peut être rotatif et dans ce cas ledit rouleau cylindrique peut être fixe. Ce tambour peut également être fixe et dans ce cas ledit rouleau cylindrique peut être rotatif autour de l'axe du tambour. Les deux éléments peuvent aussi être rotatifs et être entraînés en sens inverse. D'une manière particulièrement avantageuse, l'installation comporte plusieurs rouleaux cylindriques agencés pour rouler sur la paroi intérieure dudit tambour. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'une forme de réalisation préférée de l'installation selon l'invention et du procédé de mise en oeuvre, et en référence à la figure unique annexée qui représente une vue schématique en élévation illustrant ladite installation. L'installation selon l'invention telle que représentée par la figure unique comporte un convoyeur à palettes l qui constitue la station d'entrée de cette installation. Des balles 2 de matières plastiques conditionnées et cerclées ou des sacs d'emballage contenent ces matériaux ou encore les matériaux en vrac sont déposées sur ce convoyeur en vue de leur traitement ultérieur. Les matières plastiques peuvent être pré-compactées et de préférence pré-triées pour éviter la présence de PVC ou d'autres matériaux contenant du chlore ou d'autres substances dégageant des fumées toxiques lors de leur combustion. Après ouverture des sacs, les matières plastiques sont amenées vers une station de criblage 3 qui comprend un ou plusieurs étages de cribles vibrants ayant pour fonction d'éliminer la terre ou les petits cailloux qui sont, par exemple attachés aux films ayant été utilisés dans l'agriculture. Un convoyeur 4 prend en charge les déchets de matières plastiques pour les amener dans une station de tri automatique comportant un séparateur à champ magnétique 5 pourvu d'un ou de plusieurs électro-aimants qui retirent les matériaux ferreux et un séparateur à courants de Foucault qui retire les matériaux non ferreux. Les matières plastiques débarrassées de le terre, des métaux et de la plus grande partie des matières étrangères dont elles étaient chargées initialement au moment de leur entrée dans l'installation, sont transportées ensuite par le convoyeur 4 qui peut être un convoyeur à tasseaux pour élever ces matières vers une ou plusieurs unités de broyage déchiquetage 7. Cette unité comporte un ou plusieurs étages de broyage et de déchiquetage qui ont pour fonction de former des fragments individuels sous la forme de particules ou de paillettes ayant des dimensions variables en fonction du type et du nombre de broyeurs utilisés. A la sortie de l'unité de broyage déchiquetage, les fragments de matières plastiques sont transportées par un convoyeur 8 sous un détecteur de PVC 9 puis vers une colonne aspirante 10 qui se présente sous la forme d'une tubulure ascendante qui conduit les fragments de matières plastiques dans un silo 11. Les fragments sont soumis à un soufflage cyclonique à l'intérieur de ce silo de telle manière qu'ils soient brassés énergiquement et homogénéisés. L'air s'échappe par une cheminée 12 disposée au sommet du silo. A la base du silo 11 sont montées deux vis sans fin sensiblement horizontales 13 et 14 qui prennent en charge les fragments de matières plastiques pour les amener vers un dispositif de compactage et d'agglomération à sec des particules. Les deux vis sans fin sont disposées parallèlement et peuvent fonctionner alternativement ou simultanément. La vis 13 est agencée de telle manière qu'elle traverse une tour de séchage 15 qui est alimentée en air chaud par un générateur 16 de courant d'air chaud à travers un circuit fermé comportant un conduit d'amenée 17 et un conduit d'évacuation 18. Les fragments transportés par la vis sans fin 13 sont refoulés dans un canal ascendant 19 disposé à l'intérieur de la tour de séchage 15 d'où ils retombent dans une atmosphère réchauffée sur une autre vis sans fin 20 disposée sensiblement dans le prolongement de la vis sans fin 13. Dans la pratique, si les fragments de matières plastiques sont secs, ils sont pris en charge par la vis sans fin 14. En revanche, s'ils sont humides, ce qui peut être détecté automatiquement par un capteur approprié, ils transitent par la tour de séchage 15. Le dispositif de compactage et d'agglomération 21 se compose principalement d'un tambour 22 dont la paroi périphérique est pourvue d'un ensemble de perforations de diamètre prédéterminé et d'au moins un rouleau cylindrique 23 monté à l'extrémité d'un bras 24 et qui roule sur la face intérieure de la paroi périphérique du tambour. Dans l'exemple réalisé le dispositif comporte trois rouleaux et trois bras portant ces rouleaux. Dans une forme de réalisation le tambour est rotatif et les rouleaux sont fixes. Dans une autre forme de réalisation le tambour est fixe et les rouleaux tournent autour de l'axe du tambour. Dans une autre forme de réalisation ces deux éléments peuvent tourner en sens contraire. A la sortie de ce dispositif les fragments de matières plastiques sont compactées et agglomérées sans apport de liant ou d'autres produits d'agglomération et se présentent sous la forme de granulés cylindriques ou parallélépipédiques pouvant avoir des diamètres ou des sections et des longueurs variables selon le diamètre des perforations de la paroi du tambour et selon la vitesse de rotation relative du tambour et des rouleaux cylindriques intérieurs. Ces granulés sont ensuite évacués par un élévateur, par exemple une vis sans fin 25, vers un conteneur 26. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisations décrites, mais peut se présenter sous diverses vanantes et comporter diverses modifications évidentes pour l'homme de l'art. En particulier, on peut prévoir de mélanger aux matières plastiques d'autres matériaux combustibles tels que par exemple du tissu, des copeaux, de la sciure. du carton, à condition toutefois que la proportion de matières plastiques reste comprise entre 20 et 80 % et de préférence voisin ed 30 %. REVENDICATIONS 1.- Procédé de recyclage en continu de déchets d'au moins deux variétés de matières plastiques pour la fabrication d'un matériau aggloméré constituant un substitut de combustible, utilisable notamment dans des fours de cimenteries, des fours de hauts fourneaux, des centrales thermiques, des fours à chaux , des fours d'incinération ou similaires, caractérisé en ce que l'on procède à un broyage déchiquetage de ces déchets pour réaliser des fragments individuels, suivi d'un compactage et d'une agglomération à sec de ces fragments par forçage à travers une série de perforations de section déterminée ménagées dans les parois d'un tambour. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue ledit forçage à travers les perforations au moyen d'au moins un rouleau cylindrique qui roule sur la paroi intérieure dudit tambour en repoussant les fragments individuels à travers lesdites perforations. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on entraîne ledit tambour en rotation autour de son axe et en ce que l'on maintient ledit rouleau cylindrique fixe par rapport au tambour. 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on entraîne ledit rouleau cylindrique en rotation autour de l'axe du tambour et en ce que l'on maintient le tambour fixe par rapport à son axe. 5.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on entraîne ledit tambour en rotation autour de son axe dans un sens de rotation et en ce que l'on entraîne ledit rouleau cylindrique en rotation autour de l'axe do tambour en sens contraire. 6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procède à un séchage des fragments individuels avant de les introduire dans ledit tambour de compactage et d' agglomération. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on procède à un stockage intermédiaire des fragments individuels après le broyage déchiquetage des déchets, dans un silo. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on introduit lesdits fragments individuels dans ledit silo par aspiration et soufflage cyclonique. 9.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procède à un tri sélectif des déchets antérieurement à leur broyage déchiquetage pour éliminer les métaux ferreux et les métaux non ferreux. 10.- Installation de recyclage en continu de déchets d'au moins deux variétés de matières plastiques pour la fabrication d'un matériau aggloméré constituant un substitut de combustible, utilisable notamment dans des fours de cimenteries, des fours de hauts fourneaux, des centrales thermiques, des fours à chaux , des fours d'incinération ou similaires, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un broyeur pour procéder à un broyage déchiquetage de ces déchets pour réaliser des fragments individuels, et des moyens pour procéder à un compactage et à une agglomération à sec de ces fragments par forçage à travers une série de perforations de section déterminée ménagées dans les parois d'un tambour. 11.- Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits moyens pour procéder audit compactage et à ladite agglomération comportent au moins un rouleau cylindrique agencé pour rouler sur les parois intérieures dudit tambour. 12.- Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit tambour est rotatif et en ce que ledit rouleau cylindrique est fixe. 13.- Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit tambour est fixe et en ce que ledit rouleau cylindrique est rotatif autour de 1' axe du tambour. 14.- Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs rouleaux cylindriques agencés pour rouler sur la paroi intérieure dudit tambour.