Brevet FR2830536A1 — publié le 20030411

Procédé et dispositif pour traiter par pyrolyse des déchets fluides La présente invention concerne un procédé de traitement par pyrolyse de déchets fluides et un dispositif destiné à détruire par pyrolyse lesdits déchets. La destruction des déchets organiques est exécutée couramment par incinération, c'est-à-dire par combustion en présence d'air ; ce procédé où les produits de combustion gazeux sont entraînée dans les fumées, implique une épuration très poussée des fumées et conduit à disperser dans l'atmosphère des quantités non négligeables de gaz carbonique. Par ailleurs, il n'est pas toujours possible, avec certains déchets organiques, d'éviter que la combustion n'entraîne la formation de composés toxiques tels que des dioxines et oxydes d'azote dont l'élimination dans les fumées à un taux acceptable est pratiquement impossible. Une destruction des déchets organiques par pyrolyse, c'est-àdire chauffage en atmosphère neutre, a été proposée pour palier à ces inconvénients. En effet, les documents EP 0 630 957 et FR 2 772 043 décrivent des dispositifs formant fours destinés à détruire par pyrolyse les déchets organiques fluides. Le document EP-A-0 630 957 décrit une structure comprenant de manière générale une enceinte tubulaire étanche sensiblement horizontale, un groupe de pompage relié à l'enceinte par un moyen condenseur, des moyens d'introduction de déchets dans l'enceinte et des moyens de chauffage. Ces moyens de chauffage sont constitués de résistances électriques métalliques rectilignes s'étendant dans l'enceinte parallèlement à l'axe longitudinal de celle-ci, et pouvant être portées à une température d'au moins 1200 C par passage d'un courant d'une source d'alimentation externe. Cependant, ce dispositif connu ne permet pas une destruction complète des déchets organiques en opérant sous pression réduite à une température comprise entre 400 et 600 C car il s'est révélé extrêmement difficile de porter les résistances électriques à la température critique d'au moins 1200 C en raison de la conception même du dispositif. Le document FR 2 772 043 a alors tenté de surmonter ces inconvénients en décrivant un dispositif du même type à l'exception près que l'enceinte tubulaire étanche présente un axe longitudinal vertical et les résistances électriques sont suspendues verticalement à la paroi supérieure de l'enceinte et disposées symétriquement à l'axe longitudinal de l'enceinte. Des cannes radiales d'injection à gicleurs traversent la paroi latérale inférieure de l'enceinte symétriquement à l'axe longitudinal de celle-ci et chacune d'entre elles débouche entre deux résistances électriques adjacentes sensiblement sur une même circonférence que celles-ci et sont inclinées vers le haut de l'enceinte. Avec ce dispositif, des points froids sont également observés entre la paroi de l'enceinte et les résistances. Les gaz ont alors tendance à se concentrer dans ces zones, entraînant un traitement des déchets qui n'est pas total, et par conséquent un mauvais taux de conversion des déchets en produits beaucoup moins dangereux. En outre, en cas de problème, par exemple, de fuites des déchets vers l'extérieur, ces systèmes ne peuvent pas être arrêtés rapidement, les éléments de chauffage tels que décrits ci-dessus présentant une certaine inertie. Pour surmonter les inconvénients décrits ci-dessus, le demandeur a trouvé qu'en utilisant des tissus de carbone comme éléments de chauffage et en faisant passer les déchets sous forme gazeuse à travers les tissus, on pouvait obtenir un chauffage uniforme de ces déchets à traiter et par conséquent un excellent taux de décomposition pyrolytique. Ces tissus de carbone peuvent être chauffés à une température comprise entre 400 et 3000 C, ce qui permet d'obtenir une température supérieure à celle obtenue dans les dispositifs de l'art antérieur ainsi qu'un rayonnement nettement meilleur, et d'éviter toute zone froide. Des taux de décomposition des déchets proches de 100 % peuvent alors être obtenus. Ces résultats peuvent être obtenus avec, comme élément de chauffage électrique, au moins un disque de tissu de carbone disposé en étage horizontal dans une enceinte étanche dont l'axe longitudinal est vertical, ou encore avec un tissu de carbone enroulé sur un cylindre. La présente invention a donc pour objet un procédé de traitement par pyrolyse de déchets fluides, qui comprend une étape consistant à faire passer les déchets sous forme gazeuse-dans une enceinte étanche, à travers du tissu de carbone chauffé par passage direct de courant, ce qui permet par conséquent d'améliorer les échanges thermiques. Le procédé de traitement peut comprendre en outre une première étape de balayage de l'intérieur de l'enceinte avec un courant de gaz inerte, par exemple de l'azote, avant d'y faire passer les déchets fluides sous forme gazeuse. Ce balayage permet d'éliminer toute trace d'oxygène, et de pouvoir effectuer les réactions de décomposition thermique sous atmosphère neutre. Un autre objet de l'invention consiste en un dispositif destiné à détruire par pyrolyse des déchets fluides comprenant une enceinte étanche, de préférence cylindrique, dont l'axe longitudinal est de préférence vertical, renfermant au moins un élément de chauffage électrique, l'élément de chauffage électrique comprenant du tissu de carbone disposé de manière à être traversé par les déchets sous forme gazeuse. L'enceinte est de préférence à double paroi et contient entre les deux parois un gaz rare tel que l'hélium. Cette double paroi est une sécurité supplémentaire en cas de fuite de déchets industriels et comprend un détecteur de fuite qui, lorsqu'il se met en route, entraîne un arrêt immédiat de l'installation. On applique dans cette enceinte un taux de fuite d'environ 50,7 Pa/cm3/s (5 x 10-4 atm/cm3/s). Le tissu de carbone utilisé dans le dispositif selon l'invention présente notamment une épaisseur comprise entre 0,3 mm et 0,8 mm, de préférence une épaisseur de 0,5 mm, et une armure satin. Le tissu de carbone utilisé dans la présente invention peut être notamment celui commercialisé sous le nom S- TEX par la société Carbone Industrie. Ce tissu de carbone chauffé par passage direct de courant électrique peut atteindre une température comprise entre 400 et 3000 C, de préférence comprise entre 900 et 3000 C. Il présente la particularité de pouvoir passer de la température ambiante à 3000 C en deux secondes environ et de refroidir pratiquement instantanément. Ses propriétés conduisent ainsi à une possibilité d'interrompre pratiquement immédiatement le processus en cas de problèmes. Le tissu de carbone peut se présenter sous la forme de disques disposés en étages horizontaux. On fait alors arriver les déchets sous forme gazeuse par le bas de l'enceinte et ces derniers ressortent par le haut ; ils traversent ainsi tous les disques de tissu de carbone situés sur leur passage. L'enceinte peut comporter au moins deux étages, de préférence de 2 à 100 étages, mieux encore de 2 à 25 étages. Chaque disque de tissu est fixé dans l'enceinte au moyen d'un cerclage. Ce système permet de chauffer individuellement chaque disque de tissu de carbone et de contrôler efficacement leur température. Le tissu de carbone peut également être enroulé sur un cylindre de préférence vertical. Les déchets sous forme gazeuse arrivent alors dans l'enceinte par l'extérieur du cylindre en tissu, traversent ledit cylindre et en ressortent par l'intérieur. Les déchets fluides peuvent être liquides ou gazeux. Ils peuvent être, par exemple, des gaz de combat tels que le diphosgène, le phosgène, l'ypérite, le sarin et le VX, des solvants tels que le benzène et les solvants chlorés comme le trichloroéthylène, des peintures, des produits halogénés, des propergols, des huiles telles que le pyralène, et des produits bactériologiques tels que les déchets hospitaliers liquides, et peuvent contenir éventuellement des métaux lourds. Lorsque des métaux lourds sont contenus dans les déchets fluides comme, par exemple, dans les peintures, ces métaux lourds sont séparés par gravité, des produits sous gazeuse dans l'enceinte et se déposent alors au niveau du premier étage. Le débit des déchets fluides sous forme gazeuse dans l'enceinte est généralement compris entre 1 l/min et 100 l/min. Ce débit est réglé de manière à obtenir un temps de séjour des déchets dans l'enceinte, compris entre 0,5 seconde et 1 heure, de préférence compris-entre 0,5 seconde et 0,5 heure, mieux encore entre 0,5 seconde et un quart d'heure, selon le type de déchet traité. En outre, l'enceinte peut comprendre intérieurement un moyen d'isolation tubulaire formé de préférence d'une mousse de carbone rigide. Cette mousse de carbone peut être revêtue d'une couche mince de carbone de faible porosité. Cette couche supplémentaire permet de diminuer la porosité superficielle et d'éviter la diffusion des molécules gazeuses de déchet dans les pores de la mousse. L'enceinte peut également comprendre extérieurement un serpentin d'eau de refroidissement enroulé sur l'enceinte, qui permet de maintenir la température extérieure de l'enceinte à une température proche de la température ambiante. Le moyen d'introduction des déchets fluides est un moyen quelconque bien connu dans la technique tel qu'une pompe doseuse ou une vanne classique. Un moyen de pompage, tel qu'une pompe à anneau liquide peut être utilisé et il est généralement relié à l'enceinte par l'intermédiaire d'un moyen condenseur bien connu de l'homme du métier, tel que par exemple, celui décrit dans le brevet EP 0 630 957. Selon un mode particulièrement préféré de l'invention, le dispositif comprend deux enceintes cylindriques étanches selon l'invention, montées en série. D'autres objets, caractéristiques, aspects et avantages de l'invention apparaîtront encore plus clairement à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, illustrée par la Figure unique annexée. La Figure unique est une vue en coupe d'un dispositif destiné à détruire par pyrolyse des déchets fluides selon l'invention. Dans cette figure, le dispositif selon l'invention comprend une enceinte cylindrique étanche (1) à double paroi, dont l'axe longitudinal est vertical, un moyen d'introduction (2) des déchets fluides dans l'enceinte (1) en partie basse, un moyen de sortie (7) des gaz pyrolysés en partie haute, un moyen d'isolation tubulaire (3), et un serpentin d'eau de refroidissement (5) enroulé sur l'enceinte. Des disques de tissu de carbone (4) sont disposés en étages horizontaux à l'intérieur de l'enceinte et chauffés individuellement par passage direct d'un courant électrique à une température comprise entre 400 et 3000 C. Tous les conduits d'alimentation de l'enceinte en déchets fluides et de sortie des gaz résultant de la décomposition pyrolytique des déchets fluides sont chauffés à une température de 400 C par des moyens non représentés, connus en soi. Un moyen de pompage peut être relié à la sortie (7) de l'enceinte par l'intermédiaire d'un moyen condenseur (non représenté). Le moyen d'introduction (2) des déchets industriels peut être relié à des moyens quelconques bien connus dans la technique tel qu'une pompe doseuse, des vannes, etc. Le moyen d'isolation tubulaire (3) est une mousse de carbone revêtue d'une mince couche de carbone. La paroi de l'enceinte est en outre refroidie extérieurement grâce à un serpentin de refroidissement (5) où circule de l'eau. L'enceinte (1) comprend aussi un tube (6) chauffé à une température d'environ 400 C et reposant sur le fond de l'enceinte (1). Au fond de l'enceinte, se trouvent des couches de tissus de carbone. Ces couches de tissus sont chauffées à une température d'environ 400 C par l'intermédiaire d'un tube (6). Les déchets fluides amenés par le moyen d'introduction (2) passent au travers des différents disques de tissu qui sont individuellement chauffés à une température comprise entre 400 et 3000 C, par exemple à une température de l'ordre 1500 C dans le cas du phosgène. Le débit est réglé de telle manière à ce que le temps de séjour, par exemple, du phosgène soit de 0,5 seconde. A la sortie, les gaz tels que le monoxyde de carbone et le chlore obtenus lors de la pyrolyse du phosgène, sont récupérés et traités dans des systèmes bien connus dans la technique, tels que ceux décrits dans la demande EP 0 630 957. L'exemple suivant illustre la présente invention et ne doit être considéré en aucune manière comme limitant l'invention. EXEMPLE On a utilisé une enceinte à double paroi comprenant entre les deux parois de l'hélium, et présentant un diamètre intérieur de 30 cm et une longueur utile de 1 mètre. On a fait passer en continu un gaz qui a été introduit au moyen d'une pompe doseuse dans une enceinte comprenant 10 disques de tissu de carbone vendus sous le nom S-TEX par Carbone Industrie. La distance séparant le premier disque de tissu du dernier était égale à 60 cm. Ces disques de tissu de carbone ont été chauffés à une température de 1500 C. Le vitesse du gaz était réglée à 1 m/min de manière à obtenir un temps de séjour du gaz supérieur à 0,5 seconde dans l'enceinte. De telles conditions de température et de temps de séjour permettent d'obtenir une conversion totale du phosgène en CO et en C12. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement par pyrolyse de déchets fluides, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à faire passer les déchets sous forme gazeuse dans une enceinte étanche, à travers du tissu de carbone chauffé par passage direct de courant. 2. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une première étape de balayage de l'intérieur de l'enceinte avec un courant de gaz inerte. 3. Dispositif destiné à détruire par pyrolyse des déchets fluides, comprenant une enceinte étanche renfermant au moins un élément de chauffage électrique, caractérisé en ce que l'élément de chauffage électrique comprend du tissu de carbone disposé de manière à être traversé par les déchets sous forme gazeuse. 4. Dispositif destiné à détruire par pyrolyse des déchets fluides selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enceinte étanche est cylindrique et présente un axe longitudinal vertical. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'enceinte étanche est à double paroi et contient un gaz rare entre les deux parois. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le tissu de carbone présente une épaisseur comprise entre 0,3 mm et 0,8 mm, et une armure satin. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le tissu de carbone est chauffé par passage direct de courant électrique à une température comprise entre 400 et 3000 C. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le tissu de carbone est sous la forme de disques disposés en étages horizontaux 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le tissu de carbone est enroulé sur un cylindre. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que les déchets fluides sont des gaz de combat, des solvants, des produits halogénés, des peintures, des propergols, des huiles ou des produits bactériologiques, contenant éventuellement des métaux lourds.