Brevet FR2924424A1 — publié le 20090605

-1- La présente invention concerne un procédé et son dispositif pour la destruction thermique in-situ des boues organiques avec traitement optimisé des fumées dont la mise en oeuvre permet l'économie de transport des dites boues et permet une diminution significative de l'équivalent carbone pris en compte dans les calculs d'émission des gaz à effet de serre. Ces boues sont produites par les stations d'épuration des eaux polluées tant urbaines qu'industrielles. Il est bien connu que les boues organiques issues des stations d'épuration posent un réel problème d'élimination au niveau mondial, une abondante documentation internationale existe sur le sujet et il n'est pas nécessaire ici d'en dresser le catalogue, il suffit d'entrer le mot clé � boue � ou � sludge � sur un moteur de recherche du réseau Internet pour obtenir l'information des risques environnementaux et sanitaires engendrés par la dispersion de ces boues. La Suisse a résolu partiellement le problème par une incinération obligatoire des dites boues dans des installations spécialisées mais cette solution implique un transport des boues par camion d'où consommation d'énergie fossile et production supplémentaire de gaz à effet de serre. En d'autres pays dont la France, les principales filières légales pour l'élimination des boues sont l'épandage sur terres agricoles après hygiénisation thermique (chauffage ou compostage) ou chimique (chaulage à la chaux vive), séchage et épandage du produit sec, incinération avec ou sans séchage préalable, chaulage et mise en décharge étanche. Toutes ces filières ont en commun le recours au transport pour déplacer les boues entre leur lieu de production et le lieu de traitement, d'où consommation d'énergie fossile et émission de gaz à effet de serre. Il était donc important de trouver une méthode d'élimination in-situ compatible avec les contraintes environnementales et économiques des stations d'épuration. Une étude effectuée selon le modèle d'analyse de cycle de vie (ACV) en utilisant les indices PRG (Potentiel de Réchauffement Global) du Centre Interprofessionnel Technique d' Étude de la Pollution Atmosphérique (CITEPA, 75010 Paris) indices validés par le Groupe d'experts Intergouvernemental sur 1' Evolution du Climat (GIEC, programme pour l'environnement des Nations Unies) fait apparaître les valeurs d'émission en tonnes équivalent CO2 (t / EC) pour certaines de ces filières : Calculs effectués sur un modèle de 100 000 équivalents habitants - filière épandage chaulé = 45 900 tonnes EC / an - filière épandage composté = 146 620 tonnes EC / an - filière épandage après séchage thermique = 47 750 tonnes EC / an - filière épandage après séchage solaire = 55 920 tonne EC / an - filière incinération avec ordures ménagères = 50 700 tonnes EC / an le calcul effectué sur les mêmes bases pour le procédé et son dispositif selon la présente invention serait de = 650 tonnes EC / an. Toujours selon cette étude, pour 100 000 équivalents habitants, les consommations d'énergie fossile pour les transports et procédés, calculées en tonnes équivalent pétrole (TEP) seraient de : filière épandage chaulé = 205 TEP / an - filière épandage composté = 123 TEP / an filière épandage après séchage thermique = 795 TEP / an - filière épandage après séchage solaire = 12 TEP / an filière incinération avec ordures ménagères = 157 TEP / an - filière selon la présente invention = 12 TEP / an50 Il apparaît donc de façon très nette que la destruction thermique des boues in-situ présente le double avantage de permettre une réduction des émissions de gaz à effet de serre et une diminution de la consommation des énergies fossiles. L'état de la technique concernant la destruction thermique des boues in-situ est très pauvre en documentation et références, on connaît les incinérateurs de boue implantés sur quelques très grandes station d'épuration mais leur technologie est dérivée de celle des incinérateurs d'ordures ménagères, on connaît également le brevet français n° FR 03 11957 qui applique une technologie d'échangeur à billes avec oxydation thermique des boues mais les températures d'oxydation sont comprises entre 350 °C et 395 °C, ce qui est incompatible avec la réglementation qui impose une température de 850 °C, ce même brevet revendique également un paramètre de mélange pour 1 kg de boue avec 15 à 30 Kg de billes dont la température est comprise entre 145 °C et 165 "C, ce qui est insuffisant pour obtenir une matière sèche combustible exploitable dans un système d'injection sous flux d'air. Selon la présente invention, il est possible d'effectuer in situ la destruction thermique des boues organiques en associant le séchage, l'oxydation thermique, et 1' épuration des fumées sur le site même de la station d'épuration par le moyen d'un nouveau procédé et son dispositif objets de l'invention. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le brassage ou malaxage d' l kg de boue organique dont l'analyse élémentaire sur sec est de C = 49 % , H = 7 %, Matières Volatiles / Matières Sèches (MV / MS) = 76 % , et dont la siccité à l'étuve 105°C est de 15 %, avec 100 kg de billes en acier de diamètres variables entre 9 mm et 12 mm dont la température moyenne est de 190 °C sans être supérieure à 220 °C, la durée du brassage en ces conditions étant de 150 secondes avec abaissement de la température moyenne des billes à 90 °C, par ce brassage on obtient l'évaporation de l'eau libre contenue dans la boue initiale et un enrobage des billes par une fine pellicule de boue sèche qui se désagrège en fines particules sèches par continuation du brassage pendant 60 secondes, particules dont la siccité est de 95 % en étuve à 105 °C, en ces conditions les dites particules de boue sèche sont devenues un combustible dont le Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) moyen est de 18 000 kj / kg, les dites particules sont séparées des billes par criblage et transférées en chambre d'oxydation pour y être oxydées à la température de 850 °C pendant au moins 2 secondes par réaction avec une masse d'air dont la quantité d'oxygène est comprise entre 8 % et 10 % au dessus du point de stoechiométrie, laquelle réaction transforme les particules en gaz et cendres, gaz dénommés fumées dont 60 % de la chaleur est utilisée pour chauffer à nouveau les billes par échange thermique solide / gaz et ainsi pouvoir recommencer le cycle de brassage ou malaxage ci avant, la vitesse de passage des dites fumées au travers de la masse de billes pour l'échange solide / gaz étant de 14 m/s en début d'échange et 8 m/s en fin d'échange, lesquelles fumées en fin d'échange contiennent encore 30 % de leur chaleur initiale, la différence de 10 % résultant des pertes en circuit, lesquels 30 % sont utilisés pour accélérer le processus de séchage de la boue pendant le brassage ci avant, le mélange fumées et vapeur d'eau qui en résulte est dénommé fumée humide, fumée humide dont la température moyenne est 140 °C, laquelle fumée humide est mélangée avec de l'eau dont la température moyenne est de 20 °C par le procédé connu de condensation à mélange, le mélange résultant contient l'eau initiale plus les condensables et les solubilisables à l'eau, les gaz incondensables restant sont nettoyés de leurs COV résiduels et PCDD / PCDF éventuels par solubilisation sous flux d'huile à 20 °C et à contre courant avant rejet à l'atmosphère à la température moyenne de 22 °C et aux conditions réglementaires des normes internationales. L' ensemble du procédé -3-depuis le brassage ou malaxage des boues avec les billes jusqu'au nettoyage final des gaz est réalisé sous une pression relative moyenne de 3 500 Pa. Le dit procédé est en équilibre thermique par l'autosuffisance énergétique de la boue caractérisée par une siccité de 15 % à l'étuve 105 °C et un Pouvoir Calorifique Inférieur de 18 000 kj sur sec à 95 % en étuve 105 °C, ce qui représente la moyenne des boues existantes, la diminution de la siccité et la diminution du Pouvoir Calorifique Inférieur impliquent un apport de combustible externe pour retrouver l'équilibre. La mise en boucle de la succession des opérations du dit procédé permet son application industrielle. Le dispositif pour la mise oeuvre du procédé selon la revendication 1 est caractérisé par une association de moyens mécaniques, thermiques et électriques comprenant : Un malaxeur pour le brassage de la boue et des billes équipé de 6 étages d'au moins 5 lignes de rouleaux à picots ou ergots, l'espace entre les rouleaux étant de 5 à 10 fois le diamètre des billes utilisées selon le procédé de la revendication 1, l'écartement des ergots étant de 10 à 12 fois le diamètre des dites billes et les dits ergots étant en position alternée par rapport aux ergots du rouleau voisin, la longueur des ergots étant égale à l'espace de passage entre les rouleaux moins 5 mm, la vitesse de rotation des rouleaux étant variable par le moyen d'un entraînement électromécanique, cette variation de vitesse étant nécessaire pour régler le temps de passage des billes et de la boue selon le procédé de la revendication 1, l'injection de la boue est faite en tête du malaxeur sous le flux entrant des billes chaudes (190 °C), la dite injection de boue étant faite au moyen d'une canne d'injection refroidie en continu par de l'eau froide à 20 °C et système double enveloppe, l'entrée des billes chaudes dans le malaxeur est faite par le moyen d'une colonne à chicanes terminée par un clapet tout ou rien actionné par un vérin séquentiel, le dit malaxeur est équipé en sa partie supérieure d'une ouverture pour l'entrée des fumées contenant encore 30 % de chaleur selon le procédé de la revendication 1, la section de cette ouverture est calculée pour obtenir une vitesse d'entrée des fumées comprise entre 10 m / s et 12 m / s, le dit malaxeur est équipé en sa partie inférieure et à environ 1 m sous le dernier étage de rouleaux, d'une ouverture pour la sortie de la fumée humide selon le procédé de la revendication 1, la section de cette ouverture est calculée pour obtenir une vitesse de sortie de la dite fumée humide comprise entre 0,40 m / s et 0,50 m / s, cette vitesse de sortie est impérative pour éviter l'entraînement de particules de boue sèche avec les fumées humides. La partie basse du malaxeur communique avec un système de séparation des billes et des particules de boue sèche, lequel système est une grille perforée inclinée à 30°, les perforations étant des trous rectangulaires dont la largeur est comprise entre 5 mm et 8 mm et dont la longueur n'est pas inférieure à 3 fois le diamètre des billes, cette forme des perforations est impérative pour éviter le coincement des billes dans les trous de la grille. Le dit système de séparation est équipé en sa partie basse d'une ouverture correspondant au point bas de la grille, laquelle ouverture est en communication avec un système de transfert des billes vers le moyen de chauffage des dites billes dénommé échangeur solide / gaz selon le procédé de la revendication 1, et équipé sous la grille d'un système de réception des particules de boue sèche avec vis d' Archimède et double enveloppe refroidie à l'eau pour refroidir les dites particules dont la température ne doit pas être supérieure à 25 °C avant mise en trémie tampon, la dite vis d' Archimède est équipée d'un double sas d'étanchéité pour isoler le sous ensemble malaxeur (qui est sous pression) du sous ensemble trémie tampon. Un système trémie tampon équipé en sa partie inférieure d'un double sas d'étanchéité et d'une vis d' Archimède avec variation de vitesse pour le dosage précis -4 des particules de boue sèche extraites de la dite trémie pour expédition vers le système d'oxydation thermique, la dite expédition est faite au moyen d'un pot d'expédition avec de l'air comprimé, le réglage étant d' l Nm3 d'air pour 1 kg de particules de boue sèche. Un système d'injection du flux d'air et particules de boue sèche clans le système d'oxydation thermique, système d'injection dénommé injecteur, lequel injecteur est équipé d'une double enveloppe pour refroidissement de l'injecteur avec de l'eau à environ 20 °C, ce refroidissement est impératif pour éviter la carbonisation des particules de boue sèche à l'intérieur de l'injecteur. La section de l'injecteur est calculée pour obtenir une vitesse d'injection comprise entre 15 m / s et 20 m / s. Le dit système d'injection est implanté au centre d'une couronne de 3 brûleurs de type torche alimentés en combustible liquide ou gazeux, la fonction des dits brûleurs étant de préchauffer la chambre d'oxydation à 850 °C avant toute injection de boue sèche (démarrage) et compenser éventuellement tout abaissement de température en dessous de 850 °C, le sous ensemble injecteur avec ses brûleurs est positionné dans le système d'entrée d'air primaire de la chambre d'oxydation. Un système d'oxydation thermique dénommé chambre d'oxydation, de forme cylindro-conique à axe vertical, laquelle chambre d'oxydation est équipée en sa partie supérieure d'un système incluant le système injecteur ci avant et une entrée d'air primaire dont le débit est calculé pour respecter les conditions stoechiométriques du procédé selon la revendication 1. Ces conditions sont impératives pour éviter une oxydation accidentelles des boues en cours de malaxage car, selon le procédé de la revendication 1, les fumées transitent par le malaxeur. Avantageusement le dit air primaire sera préchauffé au moyen d'un système dit à double enveloppe réalisée autour de la paroi extérieure de la dite chambre d'oxydation. La section d'entrée de cet air primaire préchauffé est calculée pour obtenir une vitesse d'entrée comprise entre 10 m / s et 11 m / s. Avantageusement le système d'entrée d'air primaire préchauffé est positionné sur la tangente du cylindre constituant la paroi de la chambre d'oxydation pour obtenir un parcours de flamme et fumée avec effet cyclonique, le dit effet cyclonique ayant pour fonction d'augmenter le parcours de la flamme et permettre ainsi une oxydation complète des particules de boue sèche et la calcination homogène des composés minéraux, et également pour fonction finale de séparer les particules minérales calcinées (cendres) par effet centrifuge sur les fumées, les dites fumées sont éjectées via un système d'ouverture situé au centre de la partie supérieure de la chambre d'oxydation, la dite ouverture est calculée pour obtenir une vitesse de sortie des fumées comprise entre 12 m / s et 15 m / s, les cendres sont extraites sous la partie conique inférieure de la chambre d'oxydation au moyen d'un système à vis d' Archimède équipé d'une double enveloppe à refroidissement par eau à 20°C pour refroidir les dites cendres avant leur mise en trémie tampon pour expédition et valorisation. Un système cyclonique de séparation fine des particules minérales (poussières) encore présentes dans les fumées issues de la chambre d'oxydation, lequel système cyclonique est équipé d'un système d'entrée des fumées dont la section est calculée pour obtenir une vitesse d'entrée comprise entre 12 m / s et 15 m / s, également équipé en sa partie inférieure d'un système d'extraction des particules minérales, système à vis d'Archimède avec double enveloppe pour refroidissement identique à ci avant, et équipé en sa partie centrale supérieure d' un système de sortie des fumées dépoussiérées dont la section est calculée pour obtenir une vitesse de sortie comprise entre 10 m /s et 12 m /s. Un système d'échange thermique solide / gaz dénommé échangeur à billes, lequel échangeur à billes est de forme cylindrique verticale dont la section est calculée pour obtenir une vitesse des fumées au travers de la masse des billes comprise entre 14 m /s en début d'échange et 8 m /s en fin d'échange, la hauteur de la masse de billes étant -5 calculée pour obtenir une température de sortie des dites billes comprise entre 180 ° et 220 °C (moyenne = 190 °C) selon le procédé de la revendication 1, lequel échangeur à billes est équipé en sa partie supérieure latérale d'un système d'entrée des fumées dépoussiérées en provenance du système cyclonique de séparation, la section de la dite ouverture étant calculée pour obtenir une vitesse d'entrée des fumées comprise entre 10 m / s et 12 m / s, équipé en sa partie supérieure centrale d'un système d'entrée des billes en provenance du système de malaxage, le dit système d'entrée des billes étant une colonne à chicanes avec clapet tout ou rien identique à celui du système. de malaxage, et équipé en sa partie inférieure d'un système de sortie des billes et des fumées, lequel système de sortie des billes est une grille perforée inclinée à 30° dont la partie basse communique avec un système mécanique de transfert des billes vers le système de malaxage, les fumées étant collectées sous la grille et expédiées vers le système de malaxage selon le procédé de la revendication 1, avantageusement le système mécanique de transfert des billes est intégré à l'intérieur de la tuyauterie d'expédition des fumées vers le système de malaxage. Un système de nettoyage des fumées humides dénommé condenseur à mélange, condenseur à mélange dans lequel les fumées humides progressent à contre courant sous flux d'eau froide à 20 °C au travers de corps de remplissage, avantageusement l'eau froide sera prélevée à la surverse du bassin clarificateur de la station d'épuration, avantageusement cette eau additionnée des produits de la condensation (vapeurs et gaz condensables et solubilisables dans l'eau contenus dans les fumées) sera retournée en tête de la station d'épuration. Les systèmes d'entrée des fumées humides et sortie des gaz sont calculés pour obtenir une vitesse moyenne de 10 m/s. Un système d'épuration finale des gaz incondensables issus du condenseur à mélange, lesquels gaz sont susceptibles de contenir des traces de COV et PCDD / PCDF, lequel système est un laveur de gaz à contre courant sous flux d'huile à 20 °C et corps de remplissage, le dit système et le volume d'huile en circulation étant calculé selon les tables de saturation connues pour un fonctionnement pendant au moins 20 000 heures avant remplacement de l'huile. Les gaz épurés sont éjectés à l'atmosphère aux conditions réglementaires du lieu d'implantation du dispositif. L'ensemble du dispositif est construit en en alliage inoxydable sauf les systèmes sous température de 850 °C qui sont construits en alliage austénitique réfractaire. L'ensemble du dispositif est calculé, dimensionné, construit, calorifugé, selon les règles connues de la thermodynamique, de la thermochimie et des systèmes sous pression dans les métiers de la mécanique et de la métallurgie. L'ensemble du dispositif est instrumenté en contrôle des débits, pressions, températures, selon les standards de l'industrie thermique et la réglementation spécifique des dispositifs de destruction thermique des déchets urbains et industriels non dangereux. L'ensemble du dispositif est équipé des points de contrôle et prélèvements solides, liquides, gazeux, selon les standards et directives de la législation qui réglemente le traitement thermique des déchets urbains et industriels non dangereux. La réalisation de l'ensemble du dispositif est à la portée de l'homme de l'art. 50 REVENDICATIONS 1) Procédé de destruction thermique des boues organiques caractérisé par le brassage ou malaxage d' l kg de boue organique dont l'analyse élémentaire sur sec est de C = 49 %, H = 7 %, Matières Volatiles / Matières Sèches = 76 % , et dont la siccité à l'étuve 105°C est de 15 %, avec 100 kg de billes en acier de diamètres variables entre 9 mm et 12 mm dont la température moyenne est de 190 °C sans être supérieure à 220 °C, la durée du brassage en ces conditions étant de 150 secondes avec abaissement de la température moyenne des billes à 90 °C et un enrobage des billes par une fine pellicule de boue sèche qui se désagrège en fines particules sèches par continuation du brassage pendant 60 secondes, particules dont la siccité est de 95 % en étuve à 105 °C, les dites particules sont séparées des billes par criblage et transférées en chambre d'oxydation pour y être oxydées à la température de 850 °C pendant au moins 2 secondes par réaction avec une masse d'air dont la quantité d'oxygène est comprise entre 8 % et 10 % au dessus du point de stoechiométrie, laquelle réaction transforme les particules en gaz et cendres, gaz dénommés fumées dont 60 % de la chaleur est utilisée pour chauffer à nouveau les billes par échange thermique solide / gaz et ainsi pouvoir recommencer le cycle de brassage ci avant, la vitesse de passage des dites fumées au travers de la masse de billes pour l'échange solide / gaz étant de 14 m / s en début d'échange et 8 m / s en fin d'échange, lesquelles fumées en fin d'échange contiennent encore 30 % de leur chaleur initiale, lesquels 30 % sont utilisés pour accélérer le processus de séchage de la boue pendant le brassage ci avant, le mélange fumées et vapeur d'eau qui en résulte est dénommé fumée humide, fumée humide dont la température moyenne est 140 °C, laquelle fumée humide est mélangée avec de l'eau dont la température moyenne est de 20 °C par le procédé connu de condensation à mélange, le mélange résultant contient l'eau initiale plus les condensables et les solubilisables à l'eau, les gaz incondensables restant sont nettoyés de leurs COV résiduels et autres PCDD / PCDF par solubilisation sous flux d'huile à 20 °C et à contre courant avant rejet à l'atmosphère à la température moyenne de 22 °C et aux conditions réglementaires des normes internationales. L' ensemble du procédé depuis le brassage des boues avec les billes jusqu'au nettoyage final des gaz est réalisé sous une pression relative moyenne de 3 500 Pa. 2) Dispositif pour la mise oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé par une association de moyens mécaniques, thermiques et électriques comprenant : Un malaxeur de boue et billes équipé de 6 étages d'au moins 5 lignes de rouleaux à picots ou ergots, l'espace entre les rouleaux étant de 5 à 10 fois le diamètre des billes utilisées selon la revendication 1, l'écartement des ergots étant de 10 à 12 fois le diamètre des dites billes et les dits ergots étant en position alternée par rapport aux ergots du rouleau voisin, la longueur des ergots étant égale à l'espace de passage entre les rouleaux moins 5 mm, la vitesse de rotation des rouleaux étant variable par le moyen d'un entraînement électromécanique, l'injection de la boue est faite en tête du malaxeur sous le flux entrant des billes chaudes (190 °C, maxi = 220 °C), la dite injection de boue étant faite au moyen d'une canne d'injection refroidie en continu par de l'eau froide à 20 °C et système double enveloppe, l'entrée des billes chaudes dans le malaxeur est faite par le moyen d'une colonne à chicanes terminée par un clapet tout ou rien actionné par un vérin séquentiel, le dit malaxeur est équipé en sa partie supérieure d'une ouverture pour l'entrée des fumées contenant encore 30 % de chaleur selon le procédé de la revendication 1, la section de cette ouverture est calculée pour obtenir une vitesse d'entrée des fumées comprise entre 10 m / s et 12 m / s, le dit malaxeur est équipé en sa partie inférieure et à environ 1 m sous le dernier étage de rouleaux, d'une ouverture pour la sortie de la fumée humide selon le procédé de la revendication 1, la section de cette ouverture est calculée pour obtenir une vitesse de sortie de la dite fumée humide comprise entre 0,40 m / s et 0,50 m / s, La partie basse du malaxeur communique avec un système de séparation des billes et des particules de boue sèche, lequel système est une grille perforée inclinée à 30°, les perforations étant des trous rectangulaires dont la largeur est comprise entre 5 mm et 8 mm et dont la longueur n'est pas inférieure à 3 fois le diamètre des billes. Le dit système de séparation est équipé en sa partie basse d'une ouverture correspondant au point bas de la grille, laquelle ouverture est en communication avec un système de transfert des billes vers le moyen de chauffage des dites -7- billes dénommé échangeur solide / gaz selon le procédé de la revendication 1, et équipé sous la grille d'un système de réception des particules de boue sèche avec vis d' Archimède et double enveloppe refroidie à l'eau pour refroidir les dites particules dont la température ne doit pas être supérieure à 25 °C avant mise en trémie tampon, la dite vis d' Archimède est équipée d'un double sas d'étanchéité pour isoler le sous ensemble malaxeur (qui est sous pression) du sous ensemble trémie tampon. Un système trémie tampon équipé en sa partie inférieure d'un double sas d'étanchéité et d'une vis d' Archimède avec variation de vitesse pour le dosage précis des particules de boue sèche extraites de la dite trémie pour expédition vers le système d'oxydation thermique, la dite expédition est faite au moyen d'un pot d'expédition avec de l'air comprimé, le réglage étant d' l Nm3 d'air pour 1 kg de particules de boue sèche. Un système d'injection du flux d'air et particules de boue sèche dans le système d'oxydation thermique, système d'injection dénommé injecteur, lequel injecteur est équipé d'une double enveloppe pour refroidissement de l'injecteur avec de l'eau à environ 20 °C, La section de l'injecteur est calculée pour obtenir une vitesse d'injection comprise entre 15 m / set 20 m / s. Le dit système d'injection est implanté au centre d'une couronne de 3 brûleurs de type torche alimentés en combustible liquide ou gazeux, la fonction des dits brûleurs étant de préchauffer la chambre d'oxydation à 850 °C avant toute injection de boue sèche (démarrage) et compenser éventuellement tout abaissement de température en dessous de 850 °C, le sous ensemble injecteur avec ses brûleurs est positionné dans le système d'entrée d'air primaire de la chambre d'oxydation. Un système d'oxydation thermique dénommé chambre d'oxydation, de forme cylindroconique à axe vertical, laquelle chambre d'oxydation est équipée en sa partie supérieure d'un système incluant le système injecteur ci avant et une entrée d'air primaire dont le débit est calculé pour respecter les conditions stoechiométriques du procédé selon la revendication 1. Avantageusement le dit air primaire sera préchauffé au moyen d'un système dit à double enveloppe réalisée autour de la paroi extérieure de la dite chambre d'oxydation. La section d'entrée de cet air primaire préchauffé est calculée pour obtenir une vitesse d'entrée comprise entre 10 m / s et 11 m / s. Avantageusement le système d'entrée d'air primaire préchauffé est positionné sur la tangente du cylindre constituant la paroi de la chambre d'oxydation pour obtenir un parcours de flamme et fumée avec effet cyclonique, le dit effet cyclonique ayant pour fonction d'augmenter le parcours de la flamme et permettre ainsi une oxydation complète des particules de boue sèche et la calcination homogène des composés minéraux, et également pour fonction finale de séparer les particules minérales calcinées (cendres) par effet centrifuge sur les fumées, les dites fumées sont éjectées via un système d'ouverture situé au centre de la partie supérieure de la chambre d'oxydation, la dite ouverture est calculée pour obtenir une vitesse de sortie des fumées comprise entre 12 m / s et 15 m / s, les cendres sont extraites sous la partie conique inférieure de la chambre d'oxydation au moyen d'un système à vis d' Archimède équipé d'une double enveloppe à refroidissement par eau à 20°C pour refroidir les dites cendres avant leur mise en trémie tampon. Un système cyclonique de séparation fine des particules minérales (poussières) encore présentes dans les fumées issues de la chambre d'oxydation, lequel système cyclonique est équipé d'un système d'entrée des fumées dont la section est calculée pour obtenir une vitesse d'entrée comprise entre 12 m / s et 15 m / s, également équipé en sa partie inférieure d'un système d'extraction des particules minérales, système à vis d'Archimède avec double enveloppe pour refroidissement identique à ci avant, et équipé en sa partie centrale supérieure d' un système de sortie des fumées dépoussiérées dont la section est calculée pour obtenir une vitesse de sortie comprise entre 10 m /s et 12 m /s. Un système d'échange thermique solide / gaz dénommé échangeur à billes, lequel échangeur à billes est de forme cylindrique verticale dont la section est calculée pour obtenir une vitesse des fumées au travers de la masse des billes comprise entre 14 m /s en début d'échange et 8 m /s en fin d'échange, la hauteur de la masse de billes étant calculée pour obtenir une température de sortie des dites billes comprise entre 180 ° et 220 °C selon le procédé de la revendication 1, lequel échangeur à billes est équipé en sa partie supérieure latérale d'un système d'entrée des fumées dépoussiérées en provenance du système cyclonique de 8 séparation, la section de la dite ouverture étant calculée pour obtenir une vitesse d'entrée des fumées comprise entre 10 m / s et 12 m / s, équipé en sa partie supérieure centrale d'un système d'entrée des billes en provenance du système de malaxage, le dit système d'entrée des billes étant une colonne à chicanes avec clapet tout ou rien identique à celui du système de malaxage, et équipé en sa partie inférieure d'un système de sortie des billes et des fumées, lequel système de sortie des billes est une grille perforée inclinée à 30° dont la partie basse communique avec un système mécanique de transfert des billes vers le système de malaxage, les fumées étant collectées sous la grille et expédiées vers le système de malaxage selon le procédé de la revendication 1, avantageusement le système mécanique de transfert des billes est intégré à l'intérieur de la tuyauterie d'expédition des fumées vers le système de malaxage. Un système de nettoyage des fumées humides dénommé condenseur à mélange, condenseur à mélange dans lequel les fumées humides progressent à contre courant sous flux d'eau froide à 20 °C au travers de corps de remplissage, avantageusement l'eau froide sera prélevée à la surverse du bassin clarificateur de la station d'épuration, avantageusement cette eau additionnée des produits de la condensation (vapeurs et gaz condensables et solubilisables dans l'eau contenus dans les fumées) sera retournée en tête de la station d'épuration. Les systèmes d'entrée des fumées humides et sortie des gaz sont calculés pour obtenir une vitesse moyenne de 10 m/s. Un système d'épuration finale des gaz incondensables issus du condenseur à mélange, lesquels gaz sont susceptibles de contenir des traces de COV et PCDD / PCDF, lequel système est un laveur de gaz à contre courant sous flux d'huile à 20 °C et corps de remplissage, le dit système et le volume d'huile en circulation étant calculé selon les tables de saturation connues pour un fonctionnement pendant au moins 20 000 heures avant remplacement de l'huile. Les gaz épurés sont éjectés à l'atmosphère aux conditions réglementaires du lieu d'implantation du dispositif. L'ensemble du dispositif est équipé en instruments de contrôle des débits, pressions et températures ainsi que des accessoires normalisés pour les prélèvements solides, liquides et gazeux.30