Appareil de décomposition thermique.
La présente invention se rapporte à un appareil perfectionné pour la décomposition thermique continue de déchets en polymères synthétiques.
Lors de la décomposition thermique de déchets en polymères synthétiques, il se forme des hydrocarbures de natures diverses
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les hydrocarbures,ceux qui comptent un grand nombre d'atomes de carbone tendent à se déposer lors du refroidissement sur la paroi intérieure des conduites et du condenseur en colmatant même ces derniers dans les cas extrêmes. Pour empêcher un tel colmatage, la région du réacteur ou four de décomposition comprenant la phase gazeuse est habituellement munie d'une section de refroidissement de manière que les produits lourds ne puissent s'échapper du réacteur. De la sorte, les produits lourds se séparent par condensation et sont recyclés au réacteur ou Tout ' de décomposition en vue de leur conversion en composés de plus bas poids moléculaire . Lorsque cette opération est exécutée dans un condenseur de fractionnement monté en dehors du réacteur, la conduite amenant le produit au condenseur peut être obstruée,ce qui rend difficile le traitement d u condensat .
La présente invention vise à éliminer les inconvénients ci-dessus et a pour bu t de procurer un appareil perfectionné de décomposition thermique qui permette la décomposition thermique continue et efficace de déchets en polymères synthétiques. L'invention a donc pour objet un appareil de décomposition thermique dans lequel les déchets en polymères synthétiques sont chauffés pour la formation de produits gazéifiés et qui se distingue par le fait. qu'il comprend un four au sommet duquel est ménagée une sortie pour les gaz de décomposition thermique et dans l'espace supérieur duquel est ménagée une section de refroidissement qui se présente sous forme d'un tube de refroidissement venant au contact des gaz qui s'élèvent vers la sortie ou bien sous forme d'un système à plateaux en vue du contact entre la phase gazeuse et la phase liquide.
Comme indiqué, l'appareil de décomposition thermique de l'invention est conçu de manière que la section de refroidissement soit ménagée dans l'espace supérieur du four dont le sommet est muni d'une sortie pour les gaz de décomposition thermique. Les déchets en polymères synthétiques amenés au four sont chauffés jusqu'à une température suffisamment élevée pour leur décomposition. Les gaz de décomposition thermique résultants sont refroidis à me-sure de leur écoulement vers la sortie du four par la section
de refroidissement dans l'espace supérieur du four. Les constituants lourds des produits de décomposition sont condensés
et séparés, puis renvoyés à la section de chauffage du four dans laquelle ils sont à nouveau décomposés, cependant que les gaz qui ont dépassé la section de refroidissement sont soutirés du four
par la sortie. Le résidu de décomposition est soutiré de manière continue du four au moyen d'une conduite de purge.
Comme on l'a déjà indiqué, l'appareil de l'invention comprend une section de refroidissement ménagée dans la région du
four occupée par la phase gazeuse de manière que les produits lourds ne puissent s'élever jusqu'à la sortie montée au sommet du four et que l'appareil ne puisse se colmater. Ainsi, il est possible
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l'intervalle optimal par ajustement de la température dans la section de refroidissement.
D'autres buts de l'invention,ainsi que divers avantages et caractéristiques qu'elle offre ressortiront de la description ciaprès faite avec référence aux dessins annexés dans lesquels:
Fig. 1 est une coupe verticale d'un appareil de décomposition thermique conforme à l'invention et Fig. 2 et 3 sont des graphiques donnant les résultats d'essais de distillation menés avec l'appareil conforme à l'invention et portant en ordonnées la quantité de produits distillés en ml et en abscisses le point d'ébullition en [deg.]C.
Comme le montre la Fig. 1, l'appareil comprend un four de décomposition thermique 1 comportant une sortie 2 au sommet pour l'évacuation des produits et une conduite de purge 3 au fond pour l'évacuation du résidu de décomposition. Le dispositif d'alimentation 4, qui peut être un transporteur à vis, un transporteur à piston, un transporteur rotatif ou un sas entre autres, est connecté à une partie intermédiaire du four. Le dispositif d'alimentation non seulement alimente le four en déchets de manière continue à une allure imposée, mais de plus sert au préchauffage de l'alimentation jusqu'à l'état fondu. Lorsque les déchets contiennent du poly(chlorure de vinyle) ou un composé semblable, le dispositif d'alimentation peut même assurer la décomposition primaire en vue de l'élimination de l'acide chlorhydrique de l'alimentation.
Le four 1 comprend en première approximation deux sections, l'une pour le chauffage de l'alimentation et l'autre pour le refroidissement. La section de chauffage assure la décomposition thermique de l'alimentation pour la formation d'un grand nombre d'hydrocarbures,notamment d'hydrocarbures se trouvant à l'état gazeux ou à l'état de cire dure à la température ordinaire. Dans la section de refroidissement, les cires dures ou constituants lourds sont liquéfiés par condensation et recyclés à la section de chauffage en vue d'une nouvelle décomposition.
La section de chauffage est munie d'un dispositif de chauffage 5 qui fonctionne à l'électricité, au moyen d'un gaz chaud ou de toute autre manière semblable, pour l'apport d'énergie calorifique. Le dispositif de chauffage est du type à tubes de fumée pour l'échange de chaleur indirect et permet de chauffer les déchets d'alimentation jusqu'à la température de décomposition tant avec la chaleur sensible qu'avec la chaleur de décomposition. La section de refroidissement comprend soit un tube de refroidissement 7, soit un tel tube combiné à un système à plateaux 6 monté entre le dispositif de chauffage 5 et le tube de refroidissement des gaz 7. La sortie de produits 2 communique par la conduite 8 avec un condenseur 9.
L'appareil fonctionne de la manière suivante. Les déchets en polymères synthétiques sont d'abord amenés de manière continue
et mesurée au moyen du dispositif d'alimentation 4 dans le four de décomposition thermique 1. L'alimentation est chauffée jusqu'à sa température de décomposition dans la section de chauffage en phase liquide à la partie inférieure du four au moyen d'un dispositif de chauffage approprié 5. La décomposition thermique donne des constituants de bas poids moléculaire qui s'évaporent et qu'on laisse s'élever dans'le four'et qui constituent les gaz de décomposition thermique. A mesure qu'ils traversent le système à pla- teaux 6, les gaz sont soumis à un contact entre la phase liquide et la phase gazeuse. Les gaz traversent alors une section de refroidissement qui est maintenue à une température choisie au moyen
du tube de refroidissement 7. Durant cette opération, les constituants lourds dont le point d'ébullition est supérieur à la température de la section de refroidissement sont condensés et tombent
sur le système à plateaux 6 pour retourner à la section de chauffage en vue d'une nouvelle décomposition. Cependant, les gaz qui
ont traversé la section de refroidissement pénètrent dans le condenseur 9 par la sortie de produits 2 et la conduite 8. Dans le condenseur, ces gaz sont séparés en une phase gazeuse et en une
phase liquide et sont recueillis comme produit huileux 10 et produit gazeux 11.
Le résidu (carbone, constituants inorganiques etc) qui se forme durant la décomposition thermique est soutiré de macère continue du four par la conduite de purge 3 au fond de la section de chauffage.
L'appareil conçu et fonctionnant comme ci-dessus et conforme à l'invention offre les avantages ci-après.
Dans les installations habituelles dans lesquelles le four
ne comprend pas de section, de refroidissement et les produits de décomposition thermique quittant le four sont directement refroidis
et séparés par un condenseur extérieur en vue de l'isolement, des composés à grand nombre d'atomes de carbone tendent à se déposer
et à se solidifier sur la paroi intérieure des conduites et du condenseur jusqu'à empêcher le passage. Lorsque le refroidissement et
la séparation des produits de décomposition thermique sont assurés
par un condenseur de fractionnement monté en dehors du four, on con-state les mêmes inconvénients dans la conduite d'alimentation du condenseur. Au contraire, l'appareil de l'invention comprend une section de refroidissement à l'intérieur du four, ce qui empêche tout colmatage. En outre, il est possible d'obtenir des produits ayant un point d'ébullition tombant dans un intervalle choisie du fait qu'il est possible de déterminer librement l'intervalle d'ébullition voulu pour les produits, en particulier pour la matière huileuse, par un ajustement convenable de la température de la section de refroidissement.
Les résultats d'essais de distillation du produit huileux exécutés dans l'appareil de l'invention sont donnés ci-après. On traite un mélange de déchets en polymères synthétiques ayant la constitution suivante:
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Les Fig. 2 et 3 représentent graphiquement les résultats des essais menés pour différentes températures de la section de refroidissement (courbes B, C et D à la Fig. 2 et courbes E, F, G et H à la Fig. 3 pour une température de décomposition thermique de
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tion classique (courbe A à la Fig. 2).
Il ressort du graphique de la Fig. 2 que,lorsque la température de la section de refroidissement est ajustée, par exem-
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à 200[deg.]C s'échappent par distillation, mais que la quantité de produits plus lourds dont le point d'ébullition est supérieur à 200[deg.]C et qui sont entraînés- diminue considérablement.
Le graphique fait également ressortir qu'en l'absence de section de refroidissement (courbe A),les produits lourds s'échappent en grande quantité et provoquent finalement le colmatage du réacteur,des conduites extérieures au four et du condenseur, alors qu'il n'en est pas de même dans le cas ou l'appareil comprend une section de refroidissement.
La Fig. 3 résume les résultats d'essais de distillation exécutés au moyen des mêmes déchets que précédemment, mais avec
un appareil qui comprend un système à plateaux en plus du tube de refroidissement des gaz à l'intérieur du four. Les résultats sont de beaucoup supérieurs à ceux obtenus dans l'appareil exempt du système à plateaux puisque les produits distillés ont,pour plus
de 95[pound], un point d'ébullition inférieur à la température de la section de refroidissement.
Par exemple, lorsque la température dans la section de re-
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d'ébullition supérieur à 200[deg.]C ne s'échappent que peu en comparaison avec la quantité importante quittant la section de refroidissement dans laquelle est ménagé uniquement un tube de refroidissement, de sorte qu'il est possible d'éviter tout inconvénient résultant d'un colmatage.
Bien que divers modes et détails de réalisation aient été décrits pour illustrer l'invention, il va de soi que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir
de son cadre.
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1.- Appareil de décomposition thermique pour le chauffage de déchets en polymères synthétiques en vue de la formation de gaz de décomposition thermique, caractérisé en ce qu'il comprend un four de décomposition qui est muni sur un côté d'une ouverture d'alimentation pour l'admission des déchets, au sommet d'une sortie pour les gaz de décomposition thermique communiquant avec un condenseur et au fond d'une conduite de purge pour le résidu solide, un dispositif de chauffage des déchets d'alimentation étant monté
à la partie inférieure du four et un tube de refroidissement étant monté à la partie supérieure du four entre la sortie de gaz et
le dispositif de chauffage-