Brevet FR2982274A1 — publié le 20130510

REVENDICATIONS1. Réacteur (1) de broyage et de torréfaction de biomasse, comprenant : - une chambre (10) délimitée intérieurement 5 par des parois internes ; - des moyens de broyage (11, 14, 15), agencés à l'intérieur de la chambre, et adaptés pour broyer de la biomasse, de préférence lignocellulosique ; 10 - des moyens de chauffage (16, 160, 161, 1600, 17) adaptés pour chauffer et maintenir en température par conduction thermique au moins une partie des moyens de broyage et au moins une partie des parois internes de la chambre à une température 15 prédéterminée, dite de torréfaction, comprise entre 200°c et 350°C afin de réaliser simultanément le broyage et la torréfaction de biomasse au sein de la chambre. 20 2. Réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon la revendication 1, dans lequel les moyens de broyage et les parois internes de la chambre présentent des conductivités thermiques sensiblement identiques. 25 3. Réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon la revendication 2, dans lequel le matériau des parois internes de la chambre est choisi parmi l'acier ou l'acier inoxydable 304L et celui des 30 moyens de broyage est choisi parmi les aciers durs, tel que l'acier 350HB. 4. Réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de chauffage consistent en des éléments caloducs (16, 160, 161) en contact physique avec au moins la paroi périphérique de la chambre. 5. Réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon la revendication 4, comprenant une pluralité d'éléments caloducs répartis uniformément à la périphérie et en contact physique contre la paroi périphérique de la chambre sur au moins une majeure partie de sa longueur. 6. Réacteur de broyage et de torréfaction 15 de biomasse selon la revendication 4 ou 5, dans lequel des éléments caloducs sont en outre en contact physiques avec une partie des moyens de broyage. 7. Réacteur de broyage et de torréfaction 20 de biomasse selon l'une des revendications 4 à 6, comprenant un élément caloduc (160) agencé à l'intérieur d'un arbre central (14) sur lequel sont fixés au moins une partie des moyens de broyage, l'arbre étant monté en rotation dans la chambre sur au 25 moins une majeure partie de sa longueur. 8. Réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel les éléments caloducs sont chacun munis au moins 30 à une de leur extrémité d'ailettes (1600) pourconstituer un échangeur thermique entre un gaz et le fluide caloporteur à l'intérieur dudit caloduc. 9. Réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon l'une des revendications 4 à 8, dans lequel les caloducs contiennent du naphtalène ou du Gilotherm® DO en tant que fluide caloporteur. 10. Réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de broyage comprennent des encoches pratiquées sur un arbre central monté en rotation dans la chambre, les encoches étant adaptées pour arrachées les particules de biomasse contre la paroi interne périphérique de la chambre, dite carcasse, en constituant ainsi un broyeur de type à couteaux. 11. Réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de broyage sont constitués par des corps de broyage montés libres à l'intérieur de la chambre, et le réacteur comprend des moyens de mise en vibration de la chambre, les moyens de vibration de la chambre contre les corps de broyage étant adaptées pour concasser les particules de biomasse d'une part entre les corps de broyage et d'autre part entre ceux-ci et la paroi interne périphérique de la chambre, dite carcasse, en constituant ainsi un broyeur de type vibrant. 12. Réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de broyage comprennent des marteaux (15) fixés sur un arbre (14) central monté en rotation 5 dans la chambre, les marteaux étant adaptés pour percuter et éclater les particules de biomasse contre la paroi interne périphérique de la chambre, dite carcasse, en constituant ainsi un broyeur de type à marteaux. 10 13. Système comprenant un réacteur de broyage et de torréfaction de biomasse selon l'une des revendications précédentes et un premier sélecteur dynamique à vitesse variable immédiatement en aval du 15 réacteur, ledit premier sélecteur dynamique (2) étant adapté pour obtenir en sortie du réacteur des particules inférieures à un premier diamètre souhaité et pour réinjecter dans le broyeur les particules de diamètre supérieur au premier diamètre souhaité. 20 14. Procédé de mise en oeuvre d'un réacteur selon l'une des revendications 1 à 12 ou d'un système selon la revendication 13, selon lequel on préchauffe les moyens de chauffage jusqu'à ce qu'ils atteignent la 25 température prédéterminée de torréfaction, comprise entre 200°c et 350°C, avant l'alimentation du réacteur en biomasse séchée. 15. Procédé selon la revendication 14, 30 selon lequel l'alimentation en biomasse séchée estfaite avec un taux d'humidité de celle-ci dans une gamme de 10 à 15%. 16. Procédé selon l'une des revendications 5 14 ou 15, selon lequel l'alimentation en biomasse séchée dans le réacteur est faite par gravité. 17. Procédé selon l'une des revendications 14 à 16, selon lequel on injecte en outre un flux de 10 gaz portés à la température prédéterminée de torréfaction directement dans la chambre. 18. Procédé de mise en oeuvre d'un réacteur selon selon l'une des revendications 1 à 12 en 15 combinaison avec l'une des revendications 14 à 17, selon lequel lorsque le réacteur est en position horizontale en configuration d'utilisation, on réalise une aspiration des particules en aval dudit réacteur. 20 19. Installation de traitement de biomasse, de préférence ligno-cellulosique, comprenant un réacteur selon l'une des revendications 1 à 12 ou un système selon la revendication 13, une presse à granuler (4) et en outre un deuxième sélecteur 25 dynamique (30) relié en aval au réacteur, et le cas échéant au premier sélecteur dynamique, le deuxième sélecteur dynamique étant adapté pour séparer des particules en sortie du réacteur et ayant un diamètre inférieur au premier diamètre, celles dont le diamètre 30 est supérieur à un deuxième diamètre souhaité, l'une des sorties du deuxième sélecteur dynamique étant reliée à la presse à granuler (4) pour l'alimenter enparticules de dimension comprise entre le premier et deuxième diamètre, l'autre des sorties (30) du deuxième sélecteur dynamique étant adaptée pour extraire les particules de dimension inférieure au deuxième diamètre souhaité. 20. Installation de traitement de biomasse selon la revendication 19, comprenant un cyclone (3) agencé entre le deuxième sélecteur dynamique (30) et la presse à granuler (4) 21. Installation de traitement de biomasse selon la revendication 19 ou 20, dans laquelle la sortie du deuxième sélecteur dynamique adaptée pour extraire les particules de dimension inférieure au deuxième diamètre souhaité est reliée à une chambre de combustion (6) distincte de la chambre de réacteur, adaptée pour réaliser une post-combustion des gaz issus de la torréfaction et des particules de dimension inférieure au deuxième diamètre à une température prédéterminée, dite de post-combustion, comprise entre 800 et 1000°C, de préférence égale à 850°C. 22. Installation de traitement de biomasse selon la revendication 21, dans laquelle la chambre de combustion (6) comprend au moins un brûleur multicombustible (60) pour simultanément réaliser une postcombustion des gaz issus de la torréfaction et des particules de dimension inférieure au deuxième diamètre et des combustibles de matière solide. 23. Installation de traitement de biomasse selon la revendication 22, dans laquelle le brûleur multi-combustible est relié à la presse à granuler de sorte que les combustibles de matière solide sont des granulés torréfiés produits par ladite presse à granuler. 24. Installation de traitement de biomasse selon l'une des revendications 20 à 23, dans laquelle la sortie de la chambre de combustion (6) est reliée au réacteur (1) de sorte à chauffer les moyens de chauffage par les gaz de post-combustion. 25. Installation de traitement de biomasse selon la revendication 24, dans laquelle la sortie de la chambre de combustion est reliée à l'entrée du réacteur de sorte à injecter les gaz de postcombustion, à la température de torréfaction, dans la chambre de réacteur. 26. Installation de traitement de biomasse selon la revendication 24 ou 25, en combinaison avec la revendication 7 ou 8, dans laquelle la sortie de la chambre de combustion est reliée aux échangeurs thermiques constitués par les ailettes des caloducs de sorte que l'énergie de chauffage du fluide caloporteur des caloducs est apportée par les gaz de postcombustion. 27. Installation de traitement de biomasse selon l'une des revendications 20 à 26, comprenant enoutre un échangeur thermique supplémentaire (7) , distinct des échangeurs thermiques des caloducs, dont le circuit de fluide chaud est relié à la sortie de la chambre de combustion et dont le circuit de fluide froid est relié à un sécheur (5) adapté pour sécher la biomasse avant son alimentation dans le réacteur, de sorte que l'énergie de chauffage du sécheur est apportée par les gaz de post-combustion.10