Brevet FR2978158A1 — publié le 20130125

Valorisation du PVB (polyvinyle de butyral) comme combustible La présente invention concerne un procédé de valorisation du PVB (polyvinyle de butyral) et des déchets de PVB comme combustible à haut pouvoir calorifique dans un système de production d'énergie. Le PVB est utilisé pour constituer des vitrages feuilletés, pour ses caractéristiques de transparence et de résistance mécanique. Les déchets de PVB, notamment ceux issus du recyclage du verre feuilleté, posent aujourd'hui un problème. Ils sont actuellement mis en décharge où ils sont encombrants et non valorisés. Certaines capacités de décharge arrivent à saturation. Les impuretés présentes dans les déchets de PVB, notamment ceux issus du recyclage du verre feuilleté, empêchent leur réutilisation directe comme nouvelle matière première dans la fabrication de verre feuilleté. Les déchets de PVB sont éventuellement utilisés comme composants de gravats dans la construction de route. Des brevets et publications font état d'utilisation possible comme matière première pour fabriquer des revêtements de sol (EP19910870122 19910812 ) ou comme composant de matériau de construction (WO2000NO00314 20000922). La production d'énergie, et notamment de chaleur, est nécessaire pour de nombreux processus industriels et pour le chauffage des habitations. Pour produire de l'énergie, et notamment de la chaleur, par combustion on utilise de multiples combustibles : du bois, du charbon, du fioul, du gaz, des déchets mélangés dans le cas de l'incinération. La présente invention a pour objet de répondre simultanément aux deux problématiques techniques d'encombrement des déchets de PVB et de leur non valorisation d'une part, et de production d'énergie d'autre part. La solution technique consiste à utiliser le PVB, ou des déchets de PVB, comme combustible pour produire de l'énergie, par exemple de la chaleur par combustion. En tant que polymère (plastique) il a un pouvoir calorifique élevé. Ce pouvoir calorifique élevé permet par combustion d'en obtenir une valorisation énergétique, d'atteindre des températures élevées et autorise de nombreuses applications. Étant donné la composition du PVB à base uniquement d'atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, sa combustion complète ne dégage que du dioxyde de carbone et de l'eau. Ce combustible peut être utilisé dans un système spécifique, ou en substitution, totale ou partielle, dans un système initialement prévu pour un autre combustible. Le déchet de PVB peut être utilisé tel qu'il est après séparation du verre, ou réduit en plus petits morceaux, voire en poudre, comme combustible ou comme constituant d'un combustible pour chaudière ou tout système d'incinération ou pour produire de la chaleur. Le PVB et les déchets de PVB sont à l'état solide à température ambiante. Lors de la combustion, le PVB et les déchets de PVB fondent et forment des bulles à leur surface pour brûler sous forme de flammes. L'alimentation d'une chaudière peut donc être réalisée sous forme solide, ou sous forme liquide/pâteuse, après élévation de sa température ou dissolution dans un solvant (lui aussi combustible) ou encore sous forme gazeuse après une élévation suffisante de sa température. Son utilisation comme combustible peut être réalisée dans une chaudière existante qui aurait des caractéristiques déjà adéquates ou peut nécessiter une adaptation de chaudière à combustible solide, à combustible liquide, à combustible gazeux ou l'utilisation d'une chaudière spécifique. L'utilisation de PVB, ou de déchets de PVB, comme combustible peut nécessiter un système de combustion particulier. Par rapport à des systèmes de combustion initialement prévus pour d'autres combustibles, de légères adaptations sont possibles. Les systèmes pour combustible solide qui ne fond pas peuvent avoir une alimentation en air par le dessous ou une grille au fond pour l'évacuation des cendres et scories. Dans ce cas, le PVB qui fond peut s'écouler par cette alimentation en air ou cette grille. Il faut alors prévoir un creuset pour éviter les écoulements de PVB fondu. Une alimentation en air latérale et/ou supérieure par des rampes d'arrivée d'air sera alors plus favorable à la combustion du PVB. Dans un système pour combustible solide, le PVB peut être introduit en mélange avec au moins un autre corps, combustible ou non, préférentiellement poreux, notamment du bois. Le mélange peut être identifié dans une préparation amont (par exemple des granulés constitués d'un mélange de PVB et par exemple de bois). Une autre solution pour un système pour combustible solide est qu'il soit muni au fond d'un support par exemple non combustible et poreux comme de la pierre de lave. Pour un système prévu pour un combustible liquide, il faut prévoir de réchauffer préalablement de PVB ou les déchets de PVB pour les ramollir, ou bien les dissoudre dans un solvant, avant de les injecter dans la chambre de combustion. Pour un système prévu pour une combustion gazeux, il faut prévoir de réchauffer préalablement de PVB ou les déchets de PVB pour les vaporiser avant de les injecter dans la chambre de combustion. De part son pourvoir calorifique élevé, le PVB ou les déchets de PVB peuvent aussi être utilisés comme combustible en apport pour augmenter le pouvoir calorifique inférieur (PCI) par exemple dans des incinérateurs dont le PCI des déchets brûlés est faible. Les déchets de PVB contiennent des résidus de silice qui ne sont pas récupérables par les moyens actuels. Les résidus de silice présents sur les déchets de PVB peuvent être récupérés par un système de filtration des fumées ou dans les scories. La combustion de déchets de PVB a été réalisée une chaudière à combustible solide (poêle à charbon) dont la forme d'origine ne risquait pas d'entrainer des écoulements de PVB fondu, l'arrivée d'air étant latérale et le dispositif n'étant pas muni de grille au fond. Cette combustion a permis de constater un échauffement relativement important du tuyau d'évacuation des fumées et du corps réfractaire de la chambre de combustion à partir d'une quantité de PVB relativement faible (quelques dizaines de grammes). La combustion de déchets de PVB a été également réalisée dans une autre chaudière à combustible solide. Cette dernière étant munie d'une grille permettant l'évacuation des cendres, il a fallu l'adapter légèrement en ajoutant un creuset pour éviter l'écoulement de PVB fondu lors de la combustion. La combustion de déchets de PVB a été aussi réalisée en mélange avec du bois. Les déchet de PVB se consument préférentiellement au bois, à la manière de la cire au niveau de la mèche d'une bougie. Le procédé suivant l'invention est particulièrement destiné à la production d'énergie, et notamment de chaleur, nécessaire pour de nombreux processus industriels et 20 pour le chauffage des habitations. 25 30 35 REVENDICATIONS1. Procédé de valorisation du PVB ou de déchets de PVB caractérisé en ce que le PVB ou le déchet de PVB est utilisé comme combustible. 2. Procédé de valorisation du PVB ou de déchets de PVB caractérisé en ce que le 5 PVB ou le déchet de PVB est utilisé comme seul combustible. 3. Procédé de valorisation du PVB ou de déchets de PVB caractérisé en ce que le PVB ou le déchet de PVB est utilisé comme constituant d'un combustible. 4. Procédé de valorisation de déchets de PVB caractérisé en ce que le déchet de PVB est utilisé tel qu'il est après séparation du verre, ou réduit en plus petits morceaux, 10 comme combustible pour une chaudière ou tout système d'incinération ou pour produire de la chaleur. 5. Procédé de valorisation de déchets de PVB caractérisé en ce que le déchet de PVB est utilisé tel qu'il est après séparation du verre, ou réduit en plus petits morceaux, voire en poudre, comme constituant d'un combustible pour chaudière ou tout système 15 d'incinération ou pour produire de la chaleur. 6. Procédé de valorisation du PVB ou de déchets de PVB caractérisé en ce que le PVB ou le déchet de PVB alimente une chaudière sous forme solide, en mélange avec au moins un autre corps solide, par exemple du bois, qui sert de support au PVB lors de sa fusion. 20 7. Procédé de valorisation du PVB ou de déchets de PVB caractérisé en ce que le PVB ou le déchet de PVB alimente une chaudière à combustible liquide avec du PVB préalablement ramolli, fondu ou dissout. 8. Procédé de valorisation du PVB ou de déchets de PVB caractérisé en ce que le PVB ou le déchet de PVB alimente une chaudière avec du PVB préalablement vaporisé. 25 9. Procédé de valorisation du PVB ou de déchets de PVB caractérisé en ce que le PVB ou le déchet de PVB est utilisé comme constituant d'un combustible pour augmenter le pouvoir calorifique inférieur (PCI) par exemple dans ces incinérateurs dont le PCI des déchets brûlés est faible. 10. Procédé de valorisation de déchets de PVB caractérisé en ce que de la silice 30 (verre) résiduelle est récupérée après combustion dans les scories ou les fumées. 35