WO2020048671A1 - Thermal hydrolysis device heated by electromagnetic induction and corresponding method - Google Patents
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Definitions
- This sludge or waste can, for example, come from the treatment of domestic wastewater (digested or undigested sewage sludge, grease from pretreatment). They can also come from the treatment of industrial wastewater (for example the food industry), or industrial or household waste type waste containing organic matter, or come from waste materials, grease traps.
- industrial wastewater for example the food industry
- industrial or household waste type waste containing organic matter or come from waste materials, grease traps.
- mud will be used thereafter to designate this sludge or waste in the present patent application.
- the mud can for example be heated by heating resistors in contact for example with a tube in which the mud circulates.
- said interior coating is of the fluorocarbon type.
- Such a characteristic makes it possible to use an interior anti-corrosion, anti-abrasion, and anti-adhesion coating which is particularly effective.
- said device comprises a device for preheating the sludge to be treated.
- the pressure in the reactor is between 2.7 and 15.5 bar a, preferably between 6 and 10 bar a.
- the method comprising a preliminary step in which said sludge to be treated is injected into a preheating tank supplied with flash vapor so as to obtain a batch preheated sludge.
- the hydrolyzed sludge is depressurized and cooled in a flash tank.
- FIG. 1 a first embodiment of the device for thermal hydrolysis of sludge to be treated containing organic matter.
- this interior coating is more particularly of the fluorocarbon type, which makes it possible to implement a coating having all these characteristics while being relatively inexpensive.
- this reactor would be made of another ferritic material such as 430 stainless steel or another ferritic stainless steel or even another ferritic steel having the qualities of resistance to temperature and at the necessary pressure.
- the reactor 1 has a diameter less than or equal to 300 mm.
- the preheating exchanger for the sludge to be treated 3 comprises a water inlet communicating with a water outlet from the cooling exchanger 4 so as to convey the hot water coming from the heat exchanger. cooling of the hydrolyzed sludge 4 to the preheating exchanger 3 by means of a recirculation pump 7.
- the sludge is injected into the device by means of the injection means 2, at the location of the preheating exchanger 3.
- this injected sludge has a dryness of between 4% and 50%, preferably between 12% and 40%.
- thermal hydrolysis in batches of sludge is carried out using several thermal hydrolysis reactors operating in parallel and according to offset cycles. Each batch of sludge then undergoes a complete cycle of thermal hydrolysis in each of the reactors. Thanks to induction heating on each reactor, there is no constraint on the continuous production of steam.
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Abstract
Description
Dispositif d'hydrolyse thermique chauffé par induction électromagnétique et procédé correspondant. Thermal hydrolysis device heated by electromagnetic induction and corresponding method.
1. Domaine de l'invention 1. Field of the invention
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour l'hydrolyse thermique, préférentiellement en continu, mais également potentiellement par lots, de boues contenant de la matière organique, mélangées ou non avec d'autres déchets contenant de la matière organique. The present invention relates to a process and a device for thermal hydrolysis, preferably continuously, but also potentially in batches, of sludges containing organic matter, mixed or not with other wastes containing organic matter.
Ces boues ou déchets peuvent par exemple être issus du traitement des eaux usées domestiques (boues d'épuration digérées ou non digérées, graisses issues du prétraitement). Ils peuvent aussi être issus du traitement des eaux usées industrielles (par exemple industrie agroalimentaire), ou des déchets industriels ou de type ordures ménagères contenant de la matière organique, ou être issus de matières de vidange, de bac à graisses. Le terme « boue » sera par la suite utilisé pour désigner ces boues ou déchets dans la présente demande de brevet. This sludge or waste can, for example, come from the treatment of domestic wastewater (digested or undigested sewage sludge, grease from pretreatment). They can also come from the treatment of industrial wastewater (for example the food industry), or industrial or household waste type waste containing organic matter, or come from waste materials, grease traps. The term "mud" will be used thereafter to designate this sludge or waste in the present patent application.
2. Art antérieur 2. Prior art
Les boues provenant du traitement des eaux usées, qu'elles soient d'origine domestique ou industrielle ou qu'elles proviennent de l'agriculture, peuvent être traitées par voie biologique, notamment par digestion anaérobie. Sludge from wastewater treatment, whether of domestic or industrial origin or from agriculture, can be treated biologically, in particular by anaerobic digestion.
L'objectif des traitements biologiques est de dégrader la matière organique contenue dans ces boues. Cette dégradation peut avoir pour but de stabiliser les boues, de permettre la production d'énergie (au travers de la production de biogaz) et/ou encore de réduire le volume des boues. Toutefois, certains composés organiques tels que les hémicelluloses ou les protéines sont plus difficiles à dégrader par voie biologique que d'autres et il est connu qu'un prétraitement par hydrolyse thermique permet d'accélérer le processus de dégradation biologique tout en réduisant la taille des dispositifs mis en œuvre pour la dégradation. Ce traitement thermique est généralement effectué par injection de vapeur en amont ou dans un réacteur maintenu sous une pression de 2,7 à 15,5 bar a (bar absolu), à une température comprise entre 130 °C et 200 °C, pendant une période de temps prédéterminée, en pratique généralement de l'ordre de 20 à 30 minutes. Grâce à un tel traitement d'hydrolyse thermique, la matière organique difficilement biodégradable est transformée en composés qui peuvent être ensuite dégradés biologiquement. D'une façon classique, cette dégradation biologique ultérieure peut se faire par digestion au sein d'un réacteur fermé fonctionnant en anaérobie appelé digesteur. De tels digesteurs anaérobiques ne peuvent fonctionner correctement que s'ils opèrent à une température adéquate et constante, nécessitant généralement un système de chauffage, et que s'ils sont correctement brassés. Ce brassage est d'autant plus aisé que les boues entrantes dans le digesteur sont fluides, c'est-à-dire de faible viscosité. The objective of biological treatments is to degrade the organic matter contained in this sludge. The purpose of this degradation may be to stabilize the sludge, to allow energy production (through the production of biogas) and / or to reduce the volume of sludge. However, certain organic compounds such as hemicelluloses or proteins are more difficult to degrade biologically than others and it is known that pretreatment by thermal hydrolysis makes it possible to accelerate the process of biological degradation while reducing the size of devices used for degradation. This heat treatment is generally carried out by injecting steam upstream or into a reactor maintained under a pressure of 2.7 to 15.5 bar a (absolute bar), at a temperature between 130 ° C and 200 ° C, for a predetermined period of time, in practice generally of the order of 20 to 30 minutes. Thanks to such a thermal hydrolysis treatment, the hardly biodegradable organic matter is transformed into compounds which can then be degraded biologically. In a conventional manner, this subsequent biological degradation can be done by digestion in a closed reactor operating in anaerobic mode called digester. Such anaerobic digesters can only function properly if they operate at an adequate and constant temperature, generally requiring a heating system, and if they are properly stirred. This mixing is all the easier when the sludge entering the digester is fluid, that is to say of low viscosity.
On connaît dans l'art antérieur différents types de procédés d'hydrolyse thermique. Certains sont mis en œuvre en traitant un par un, c'est-à-dire de façon discontinue, des lots de boues à hydrolyser (fonctionnement en « batch») tandis que d'autres procédés sont conçus pour permettre un traitement en continu, ou à tout le moins de façon semi-continue, des boues à hydrolyser. Various types of thermal hydrolysis processes are known in the prior art. Some are implemented by treating one by one, that is to say discontinuously, batches of sludge to be hydrolyzed (operation in “batch”) while other methods are designed to allow continuous treatment, or at least semi-continuously, sludge to be hydrolyzed.
Il a été proposé une technique d'hydrolyse de boues particulièrement efficace décrite dans FR2820735A1. Cette technique consiste à mettre en œuvre au moins deux réacteurs fonctionnant en parallèle, en « batch », selon des cycles décalés, dans chacun desquels des lots de boues subissent un cycle complet d'hydrolyse thermique. A particularly effective sludge hydrolysis technique has been proposed, described in FR2820735A1. This technique consists in using at least two reactors operating in parallel, in “batch”, according to staggered cycles, in each of which batches of sludge undergo a complete cycle of thermal hydrolysis.
Il a aussi été proposé, dans EP1198424A1, un procédé de traitement continu de boues dans lequel des boues déjà préchauffées sont pompées puis à nouveau préchauffées dans un réacteur de préchauffage avant d'être à nouveau pompées vers un réacteur d'hydrolyse thermique puis transférées dans un réservoir de dépressurisation produisant de la vapeur de flash. It has also been proposed, in EP1198424A1, a process for the continuous treatment of sludges in which sludges already preheated are pumped and then again preheated in a preheating reactor before being pumped again to a thermal hydrolysis reactor and then transferred to a depressurization tank producing flash vapor.
De tels procédés d'hydrolyse mis en œuvre par des dispositifs d'hydrolyse performants ont été développés en faisant appel à une production et à une utilisation de vapeur dans l'intégralité du circuit de lyse de sorte à permettre que les boues soient soumises à une montée puis au maintien pendant un temps défini à une température élevée sous une pression élevée. Such hydrolysis processes implemented by efficient hydrolysis devices have been developed by making use of the production and use of steam throughout the lysis circuit so as to allow the sludge to be subjected to a rise and then hold for a defined time at a high temperature under high pressure.
La vapeur est principalement injectée directement dans la boue ce qui génère une dilution de la boue par évapo-condensation. Elle peut aussi être utilisée comme fluide caloporteur et l'échange de chaleur est réalisé via la paroi d'un échangeur. The vapor is mainly injected directly into the mud which generates a dilution of the mud by evapo-condensation. It can also be used as a heat transfer fluid and the heat exchange is carried out via the wall of an exchanger.
Toutefois, de tels dispositifs et procédés d'hydrolyse sont très coûteux et énergivores. En effet, pour chaque projet d'hydrolyse thermique, il faut prévoir à la fois le dispositif d'hydrolyse, mais également les moyens de génération de vapeur, dite vapeur vive, ainsi que tous les réseaux de circulation de cette vapeur. Dans le cas de fonctionnement selon des cycles ou en « batch », pour éviter les phases d'arrêt des générateurs de vapeur et donc utiliser la vapeur vive en continu, il est préférable d'avoir au moins trois réacteurs fonctionnant en parallèle. However, such hydrolysis devices and methods are very expensive and energy-consuming. Indeed, for each thermal hydrolysis project, it is necessary to provide both the hydrolysis device, but also the means for generating steam, called live steam, as well as all the networks for circulation of this steam. In the case of operation according to cycles or in “batch”, to avoid the stopping phases of the steam generators and therefore to use live steam continuously, it is preferable to have at least three reactors operating in parallel.
A ces inconvénients s'ajoutent des contraintes en termes d'effectifs humains pour gérer les installations, d'adéquation entre les besoins du client et la demande d'énergie, et des différents problèmes de sécurité liés à la gestion des installations. In addition to these drawbacks, there are constraints in terms of human resources to manage the installations, adequacy between customer needs and energy demand, and various security problems linked to the management of installations.
Ainsi de tels inconvénients, dont par exemple la consommation énergétique qui peut atteindre 1 tonne de vapeur par tonne de matière sèche traitée, font que ce système n'est pas satisfaisant. Cette insatisfaction est d'autant plus grande pour les installations de petite taille. Thus such drawbacks, including for example the energy consumption which can reach 1 tonne of steam per tonne of dry matter treated, make this system unsatisfactory. This dissatisfaction is all the greater for small installations.
D'autres systèmes de chauffe ont été imaginés en vue de monter la température de la boue au-delà de 130 °C. Ces systèmes consistent à transférer la chaleur par conduction depuis un fluide caloporteur (huile thermique, eau surchauffée, vapeur...) vers la boue via la paroi d'un échangeur en acier. Other heating systems have been devised with a view to raising the temperature of the mud beyond 130 ° C. These systems consist of transferring heat by conduction from a heat transfer fluid (thermal oil, superheated water, steam, etc.) to the mud via the wall of a steel exchanger.
Toutefois, les faibles coefficients de transfert observés nécessitent des vitesses importantes d'acheminement de la boue et une surface d'échange thermique très élevée conduisant à la mise en place d'échangeurs concentriques de plusieurs centaines de mètres, voire au-delà du kilomètre, posant ainsi des problèmes d'encombrement et de maintenance. However, the low transfer coefficients observed require high speeds of mud transport and a very high heat exchange surface leading to the installation of concentric exchangers of several hundred meters, or even beyond the kilometer, thus posing congestion and maintenance problems.
Encore d'autres solutions ont été imaginées utilisant de l'énergie sous sa forme électrique. La boue peut par exemple être chauffée par des résistances chauffantes en contact par exemple avec un tube dans lequel circule la boue. Still other solutions have been devised using energy in its electrical form. The mud can for example be heated by heating resistors in contact for example with a tube in which the mud circulates.
Toutefois, une telle disposition pose des problèmes de vitesse de transfert de la chaleur vers la boue. En outre elle pose des problèmes de coûts du fait que l'énergie électrique présente un coût non négligeable au vu des besoins pour chauffer de manière satisfaisante la quantité nécessaire de boue. However, such an arrangement poses problems of speed of transfer of heat to the mud. In addition, it poses cost problems owing to the fact that electrical energy presents a non-negligible cost in view of the needs for satisfactorily heating the necessary quantity of sludge.
3. Objectifs de la présente invention 3. Objectives of the present invention
La présente invention a pour objectif de répondre au moins en partie à certains des inconvénients de l'art antérieur. The object of the present invention is to respond at least in part to some of the drawbacks of the prior art.
Plus particulièrement, un objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir un tel dispositif d'hydrolyse de boues qui présente un encombrement réduit de sorte à pouvoir être adapté selon les situations dans lesquelles il est utilisé. Un autre objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir un tel dispositif qui soit peu coûteux en termes énergétique tout en conservant les caractéristiques suffisantes pour que le traitement des boues soit satisfaisant. More particularly, an objective of at least one embodiment of the invention is to provide such a sludge hydrolysis device which has a reduced size so that it can be adapted according to the situations in which it is used. Another objective of at least one embodiment of the invention is to provide such a device which is inexpensive in energy terms while retaining the characteristics sufficient for the treatment of the sludge to be satisfactory.
Encore un autre objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir un tel dispositif qui soit simple d'utilisation et de maintenance, et peu coûteux à mettre en œuvre. Yet another objective of at least one embodiment of the invention is to provide such a device which is simple to use and maintain, and inexpensive to implement.
4. Exposé de l'invention 4. Statement of the invention
Tout ou partie de ces objectifs sont atteints grâce à l'invention qui concerne, en premier lieu, un dispositif d'hydrolyse thermique de boues à traiter contenant de la matière organique, le dispositif comprenant : All or part of these objectives are achieved thanks to the invention which relates, first of all, to a device for the thermal hydrolysis of sludge to be treated containing organic matter, the device comprising:
des moyens d'injection de boues à traiter contenant de la matière organique; un réacteur tubulaire d'hydrolyse thermique chauffé par induction électromagnétique, ledit réacteur présentant un revêtement intérieur anti corrosion, anti abrasion, et anti adhésion. means for injecting sludge to be treated containing organic matter; a tubular thermal hydrolysis reactor heated by electromagnetic induction, said reactor having an anti-corrosion, anti-abrasion, and anti-adhesion interior coating.
des moyens de refroidissement des boues hydrolysées provenant dudit réacteur à une température permettant la digestion ultérieure de la matière organique hydrolysée qu'elles contiennent. means for cooling the hydrolyzed sludge coming from said reactor to a temperature allowing the subsequent digestion of the hydrolyzed organic matter which they contain.
Ainsi, l'invention propose une approche nouvelle et inventive permettant de pallier au moins certains des inconvénients de l'art antérieur listés. Thus, the invention proposes a new and inventive approach making it possible to overcome at least some of the drawbacks of the listed prior art.
Notamment le dispositif d'hydrolyse de boues mis en œuvre par l'invention présente un encombrement réduit de sorte à pouvoir être adapté selon les situations dans lesquelles il est utilisé, du fait que l'on s'affranchit des installations de production de vapeur de l'art antérieur qui engendrent un encombrement important. Ainsi, l'encombrement d'un tel dispositif selon l'invention s'avère limité. In particular, the sludge hydrolysis device implemented by the invention has a reduced size so that it can be adapted according to the situations in which it is used, owing to the fact that it eliminates the steam production installations of the prior art which generate significant bulk. Thus, the size of such a device according to the invention turns out to be limited.
En outre, un tel dispositif s'avère peu coûteux en terme énergétique tout en conservant les caractéristiques suffisantes pour que le traitement des boues soit satisfaisant. In addition, such a device turns out to be inexpensive in terms of energy while retaining sufficient characteristics for the sludge treatment to be satisfactory.
Par ailleurs, un tel dispositif comprenant un réacteur qui présente un revêtement intérieur anti corrosion, anti abrasion, et anti adhésion permet d'éviter le croûtage des boues. Furthermore, such a device comprising a reactor which has an internal anti-corrosion, anti-abrasion and anti-adhesion coating makes it possible to avoid the crusting of the sludge.
Selon un aspect d'au moins un mode de réalisation de l'invention, ledit revêtement intérieur est de type fluorocarbone. Une telle caractéristique permet de mettre en œuvre un revêtement intérieur anti corrosion, anti abrasion, et anti adhésion qui est particulièrement efficace. According to one aspect of at least one embodiment of the invention, said interior coating is of the fluorocarbon type. Such a characteristic makes it possible to use an interior anti-corrosion, anti-abrasion, and anti-adhesion coating which is particularly effective.
Selon un autre aspect d'au moins un mode de réalisation de l'invention, ledit réacteur chauffé par induction électromagnétique est réalisé en matériau ferritique, tel un acier inox ou préférentiellement en acier carbone. According to another aspect of at least one embodiment of the invention, said reactor heated by electromagnetic induction is made of ferritic material, such as stainless steel or preferably carbon steel.
Selon un autre aspect d'au moins un mode de réalisation de l'invention, ledit réacteur présente un revêtement extérieur de type peinture acrylique ayant une résistance d'au moins 350 °C. According to another aspect of at least one embodiment of the invention, said reactor has an external coating of acrylic paint type having a resistance of at least 350 ° C.
Selon un autre aspect d'au moins un mode de réalisation de l'invention, ledit réacteur présente un diamètre inférieur ou égal à 300 mm. According to another aspect of at least one embodiment of the invention, said reactor has a diameter less than or equal to 300 mm.
Une telle taille limitée du réacteur présente l'avantage de limiter les coûts relatifs à la mise en œuvre du bobinage, et également de limiter les risques de voir le chauffage de la boue par conduction être trop long et inhomogène. Such a limited size of the reactor has the advantage of limiting the costs relating to the implementation of the winding, and also of limiting the risks of heating the mud by conduction being too long and inhomogeneous.
Selon un autre aspect d'au moins un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend des moyens destinés à maintenir la pression dans ledit réacteur tubulaire d'hydrolyse thermique. According to another aspect of at least one embodiment of the invention, the device comprises means intended to maintain the pressure in said tubular thermal hydrolysis reactor.
Selon une caractéristique d'au moins un mode de réalisation de l'invention, ledit dispositif comprend un dispositif de préchauffage des boues à traiter. According to a characteristic of at least one embodiment of the invention, said device comprises a device for preheating the sludge to be treated.
De cette manière, cela permet de récupérer de l'énergie. In this way, it allows energy to be recovered.
Un tel dispositif de préchauffage des boues à traiter est un échangeur de préchauffage plus particulièrement utile dans le cas d'un fonctionnement en continu. Such a device for preheating the sludge to be treated is a preheating exchanger more particularly useful in the case of continuous operation.
Lesdits moyens de refroidissement des boues hydrolysées provenant dudit réacteur comprennent un échangeur de refroidissement. Said means for cooling the hydrolyzed sludge coming from said reactor comprises a cooling exchanger.
Selon un autre aspect d'au moins un mode de réalisation de l'invention, l'échangeur de préchauffage comprend une entrée d'eau communiquant avec une sortie d'eau dudit échangeur de refroidissement des boues hydrolysées de sorte à acheminer l'eau chaude issue de l'échangeur de refroidissement vers l'échangeur de préchauffage. According to another aspect of at least one embodiment of the invention, the preheating exchanger comprises a water inlet communicating with a water outlet of said hydrolysed sludge cooling exchanger so as to convey the hot water from the cooling exchanger to the preheating exchanger.
Selon un autre aspect d'au moins un mode de réalisation de l'invention, l'échangeur de refroidissement comprend une entrée d'eau communiquant avec une sortie d'eau dudit échangeur de préchauffage de sorte à acheminer l'eau froide issue de l'échangeur de préchauffage vers l'échangeur de refroidissement. According to another aspect of at least one embodiment of the invention, the cooling exchanger comprises a water inlet communicating with a water outlet of said preheating exchanger so as to convey the cold water coming from the '' preheating exchanger towards the cooling exchanger.
Selon un autre aspect d'au moins un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de préchauffage comprend une bâche de préchauffage alimentée en boues à traiter et en vapeur de récupération, dite vapeur flash. La vapeur de flash est produite dans un réservoir de dépressurisation des boues hydrolysées, ou réservoir flash, placé en aval du réacteur d'hydrolyse. According to another aspect of at least one embodiment of the invention, the preheating device comprises a preheating tank supplied with sludge to treat and recover steam, called flash steam. Flash vapor is produced in a hydrolysed sludge depressurization tank, or flash tank, placed downstream from the hydrolysis reactor.
Dans ce réservoir flash, la pression des boues hydrolysées est subitement abaissée provocant concomitamment leur refroidissement et l'émission de vapeur flash. In this flash tank, the pressure of the hydrolysed sludge is suddenly lowered, concomitantly causing them to cool and the emission of flash vapor.
Dans ce cas de figure, le fonctionnement est discontinu. In this case, the operation is discontinuous.
L'invention concerne également un procédé d'hydrolyse thermique de boues mettant en œuvre le dispositif selon l'un des modes de réalisation précités, ledit procédé comprenant les étapes consistant à : The invention also relates to a process for the thermal hydrolysis of sludge using the device according to one of the abovementioned embodiments, said process comprising the steps consisting in:
injecter lesdites boues sous pression au travers d'un échangeur de préchauffage de façon à obtenir un lot de boues préchauffées ; injecting said sludge under pressure through a preheating exchanger so as to obtain a batch of preheated sludge;
acheminer ledit lot de boues préchauffées vers un réacteur tubulaire sous pression et chauffer ce lot de boues préchauffées par induction électromagnétique ; conveying said batch of preheated sludge to a tubular pressure reactor and heating this batch of preheated sludge by electromagnetic induction;
maintenir ledit lot de boues dans ledit réacteur durant un temps de séjour suffisant et à une température et pression suffisantes pour permettre l'hydrolyse thermique de la matière organique présente dans ce lot ; maintaining said batch of sludge in said reactor for a sufficient residence time and at a temperature and pressure sufficient to allow thermal hydrolysis of the organic material present in this batch;
refroidir ledit lot de boues hydrolysées à la sortie dudit réacteur, au travers d'un échangeur de refroidissement, à une température permettant la digestion ultérieure de la matière organique hydrolysée qu'il contient. cooling said batch of hydrolyzed sludge at the outlet of said reactor, through a cooling exchanger, to a temperature allowing the subsequent digestion of the hydrolyzed organic matter which it contains.
Selon une caractéristique d'au moins un mode de réalisation du procédé, celui-ci est réalisé en continu. According to a characteristic of at least one embodiment of the method, it is carried out continuously.
Selon une autre caractéristique d'au moins un mode de réalisation du procédé, ledit lot de boues est préchauffé à travers l'échangeur de préchauffage d'une température de 20°C environ à une température comprise entre 20°C et 135°C, préférentiellement entre 20°C et 90°C. According to another characteristic of at least one embodiment of the process, said batch of sludge is preheated through the preheating exchanger from a temperature of approximately 20 ° C to a temperature between 20 ° C and 135 ° C, preferably between 20 ° C and 90 ° C.
Selon une autre caractéristique d'au moins un mode de réalisation du procédé, lesdites boues injectées présentent une siccité comprise entre 4 % et 50 %, préférentiellement entre 12 % et 40 % en poids de matières sèches, encore plus préférentiellement entre 16 % et 20 % en poids de matières sèches. According to another characteristic of at least one embodiment of the process, said injected sludge has a dryness of between 4% and 50%, preferably between 12% and 40% by weight of dry matter, even more preferably between 16% and 20 % by weight of dry matter.
Selon une autre caractéristique d'au moins un mode de réalisation du procédé, le premier lot de boues préchauffées est chauffé au travers de l'échangeur de préchauffage par l'intermédiaire d'eau chaude issue de l'échangeur de refroidissement. Selon une autre caractéristique d'au moins un mode de réalisation du procédé, ledit lot de boues sortant dudit réacteur est refroidi au travers de l'échangeur de refroidissement par l'intermédiaire d'eau froide issue de l'échangeur de préchauffage. According to another characteristic of at least one embodiment of the method, the first batch of preheated sludge is heated through the preheating exchanger by means of hot water coming from the cooling exchanger. According to another characteristic of at least one embodiment of the method, said batch of sludge leaving said reactor is cooled through the cooling exchanger by means of cold water coming from the preheating exchanger.
Les boues préchauffées à 80-90°C sont chauffées à 130-200°C, préférentiellement à 165°C environ, par induction par contact direct avec les parois du réacteur en matériau ferritique, par conduction au sein de la boue et dans une moindre mesure par la convection attendue dans un régime laminaire. The sludge preheated to 80-90 ° C is heated to 130-200 ° C, preferably to about 165 ° C, by induction by direct contact with the walls of the reactor made of ferritic material, by conduction within the sludge and to a lesser extent. measurement by the expected convection in a laminar regime.
De sorte à atteindre une telle température pour les boues, la puissance électrique développée par le réacteur de l'invention est comprise entre 100 et 250 kW. So as to reach such a temperature for the sludge, the electrical power developed by the reactor of the invention is between 100 and 250 kW.
Plus généralement, la puissance électrique développée par le réacteur peut se situer entre 50 et 400 kW, en fonction de sa taille, ou des pertes énergétiques par exemple. More generally, the electrical power developed by the reactor can be between 50 and 400 kW, depending on its size, or energy losses for example.
Selon une autre caractéristique d'au moins un mode de réalisation du procédé, la pression dans le réacteur est comprise entre 2,7 et 15,5 bar a, préférentiellement entre 6 et 10 bar a. According to another characteristic of at least one embodiment of the process, the pressure in the reactor is between 2.7 and 15.5 bar a, preferably between 6 and 10 bar a.
Selon une autre caractéristique d'au moins un mode de réalisation du procédé, ledit temps de séjour dudit lot de boues dans ledit réacteur est compris entre 10 minutes et 2 heures, préférentiellement entre 20 minutes et 40 minutes. According to another characteristic of at least one embodiment of the method, said residence time of said batch of sludge in said reactor is between 10 minutes and 2 hours, preferably between 20 minutes and 40 minutes.
Selon une autre caractéristique d'au moins un mode de réalisation du procédé, la température de réaction obtenue par ledit chauffage par induction électromagnétique et le temps de contact sont suffisants pour permettre aussi l'hygiénisation des boues contenues dans ledit réacteur. According to another characteristic of at least one embodiment of the method, the reaction temperature obtained by said heating by electromagnetic induction and the contact time are sufficient to also allow the hygienization of the sludge contained in said reactor.
Selon une alternative du procédé selon un mode de réalisation de l'invention, il est réalisé en discontinu, le procédé comprenant une étape préliminaire dans laquelle lesdites boues à traiter sont injectées dans une bâche de préchauffage alimentée en vapeur flash de façon à obtenir un lot de boues préchauffées. According to an alternative to the method according to an embodiment of the invention, it is carried out batchwise, the method comprising a preliminary step in which said sludge to be treated is injected into a preheating tank supplied with flash vapor so as to obtain a batch preheated sludge.
Les boues hydrolysées sont dépressurisées et refroidies dans un réservoir flash. The hydrolyzed sludge is depressurized and cooled in a flash tank.
5. Liste des figures 5. List of figures
L'invention ainsi que les différents avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à la description de modes de réalisation donnés en référence aux figures dans lesquelles : la figure 1 représente un dispositif d'hydrolyse thermique par induction électromagnétique selon un premier mode de réalisation de l'invention en continu ; The invention and the various advantages which it presents will be more easily understood thanks to the description of embodiments given with reference to the figures in which: FIG. 1 represents a device for thermal hydrolysis by electromagnetic induction according to a first embodiment of the invention continuously;
la figure 2 représente sous forme schématique une partie d'un dispositif d'hydrolyse thermique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention en batch, et FIG. 2 represents in schematic form part of a thermal hydrolysis device according to a second embodiment of the invention in batch, and
la figure 3 représente sous forme schématique un dispositif d'hydrolyse thermique selon un troisième mode de réalisation de l'invention, en batch dans lequel les boues sont chauffées dans la ligne de recirculation. FIG. 3 represents in schematic form a thermal hydrolysis device according to a third embodiment of the invention, in batch in which the sludge is heated in the recirculation line.
6. Description détaillée d'un mode de réalisation 6. Detailed description of an embodiment
On présente maintenant, en relation avec la figure 1, un premier mode de réalisation du dispositif d'hydrolyse thermique de boues à traiter contenant de la matière organique. We now present, in relation to FIG. 1, a first embodiment of the device for thermal hydrolysis of sludge to be treated containing organic matter.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif comprend : In this embodiment, the device comprises:
- un échangeur de préchauffage 3 ; - a preheating exchanger 3;
- des moyens d'injection 2 de boues à traiter contenant de la matière organique au travers dudit échangeur de préchauffage ; - Means 2 for injecting sludge to be treated containing organic matter through said preheating exchanger;
- un réacteur tubulaire 1 d'hydrolyse thermique chauffé par induction électromagnétique ; et, - a tubular thermal hydrolysis reactor 1 heated by electromagnetic induction; and,
- des moyens de refroidissement 4 des boues provenant du réacteur à une température permettant la digestion ultérieure de la matière organique hydrolysée qu'elles contiennent. - means 4 for cooling the sludge coming from the reactor to a temperature allowing the subsequent digestion of the hydrolysed organic matter which they contain.
Le chauffage par induction électromagnétique consiste à faire passer un champ magnétique au travers du matériau du réacteur qui se comporte alors comme une résistance électrique et monte en température. Ces inducteurs sont placés à une distance précise du réacteur (une distance appelée entrefer) pour transférer la puissance électrique précisément dans la partie intérieure du réacteur. Ce même réacteur va monter en température et rayonner sur le bobinage lui même qui est isolé par un isolant thermique haute performance. Heating by electromagnetic induction consists in passing a magnetic field through the material of the reactor which then behaves like an electrical resistance and rises in temperature. These inductors are placed at a precise distance from the reactor (a distance called air gap) to transfer electrical power precisely into the interior of the reactor. This same reactor will go up in temperature and radiate on the winding itself which is insulated by a high performance thermal insulator.
Pour transférer la puissance électrique, des spires sont placées autour du réacteur. Ces spires peuvent être façonnées de manière plus ou moins dures. Par exemple, une solution de spire dure serait de mettre en œuvre des colliers. Une autre solution, plus souple, pourrait consister à mettre en œuvre un câble électrique souple. Une telle solution est privilégiée dans le cadre de l'invention. To transfer electrical power, coils are placed around the reactor. These turns can be shaped more or less hard. For example, a hard turn solution would be to use collars. Another, more flexible solution could be to use a flexible electrical cable. Such a solution is preferred in the context of the invention.
Selon l'invention, le réacteur présente un revêtement intérieur anti corrosion, anti abrasion, et anti adhésion. According to the invention, the reactor has an internal anti-corrosion, anti-abrasion, and anti-adhesion coating.
Un tel revêtement intérieur permet de protéger le réacteur du fait que les boues ont un caractère abrasif (provenant de la silice qu'elles contiennent classiquement), corrosif (du fait de la présence des chlorures qui attaquent tout particulièrement les matériaux ferriques), et sont relativement adhérentes. En outre, un tel revêtement permet d'éviter le croûtage des boues introduites. Such an internal coating makes it possible to protect the reactor from the fact that the sludges have an abrasive character (coming from the silica which they conventionally contain), corrosive (due to the presence of chlorides which attack very particularly ferric materials), and are relatively adherent. In addition, such a coating prevents crusting of the sludge introduced.
Dans ce mode de réalisation, ce revêtement intérieur est plus particulièrement de type fluorocarbone ce qui permet de mettre en œuvre un revêtement présentant toutes ces caractéristiques tout en étant relativement peu coûteux. In this embodiment, this interior coating is more particularly of the fluorocarbon type, which makes it possible to implement a coating having all these characteristics while being relatively inexpensive.
On pourrait par exemple prévoir un revêtement fluorocarboné tel que proposé par les sociétés Saint-Gobain, Nemours ou Arkema, ou un revêtement fluorocarboné reformulé et appliqué par des sociétés telles que Accoat. One could for example provide a fluorocarbon coating as proposed by the companies Saint-Gobain, Nemours or Arkema, or a reformed fluorocarbon coating and applied by companies such as Accoat.
Le réacteur 1 illustré en figure 1 est réalisé en acier carbone, qui est un matériau ferritique permettant de mettre en œuvre un réacteur chauffé par induction électromagnétique. The reactor 1 illustrated in FIG. 1 is made of carbon steel, which is a ferritic material making it possible to use a reactor heated by electromagnetic induction.
Toutefois, on pourrait prévoir d'autres modes de réalisation dans lesquels ce réacteur serait réalisé en un autre matériau ferritique tel qu'un acier inox 430 ou un autre acier inox ferritique ou encore un autre acier ferritique présentant les qualités de résistance à la température et à la pression nécessaires. However, other embodiments could be provided in which this reactor would be made of another ferritic material such as 430 stainless steel or another ferritic stainless steel or even another ferritic steel having the qualities of resistance to temperature and at the necessary pressure.
Par ailleurs, et de sorte à renforcer la résistance et donc la durée de vie du réacteur 1, notamment en cas de condensation qui pourrait provoquer de la corrosion sur le réacteur, ce dernier présente un revêtement extérieur de type peinture acrylique ayant une résistance d'au moins 350°C. Une telle résistance permet ainsi de l'utiliser pour le procédé d'hydrolyse thermique de boues pour que celui-ci présente une durée de vie satisfaisante. Furthermore, and so as to reinforce the resistance and therefore the lifetime of the reactor 1, in particular in the event of condensation which could cause corrosion on the reactor, the latter has an external coating of acrylic paint type having a resistance of at least 350 ° C. Such a resistance thus makes it possible to use it for the thermal hydrolysis process of sludge so that it has a satisfactory service life.
Pour des questions de compacité de l'ensemble du dispositif, dans ce mode de réalisation continu, le réacteur 1 présente un diamètre inférieur ou égal à 300 mm. Un tel réacteur permet ainsi d'assurer une flexibilité d'utilisation, de montage et de maintenance du dispositif du fait de sa taille relativement faible. Dans ce mode de réalisation, l'échangeur de préchauffage des boues à traiter 3 comprend une entrée d'eau communiquant avec une sortie d'eau de l'échangeur de refroidissement 4 de sorte à acheminer l'eau chaude issue de l'échangeur de refroidissement des boues hydrolysées 4 vers l'échangeur de préchauffage 3 par le biais d'une pompe de recirculation 7. For reasons of compactness of the entire device, in this continuous embodiment, the reactor 1 has a diameter less than or equal to 300 mm. Such a reactor thus makes it possible to ensure flexibility of use, assembly and maintenance of the device because of its relatively small size. In this embodiment, the preheating exchanger for the sludge to be treated 3 comprises a water inlet communicating with a water outlet from the cooling exchanger 4 so as to convey the hot water coming from the heat exchanger. cooling of the hydrolyzed sludge 4 to the preheating exchanger 3 by means of a recirculation pump 7.
En d'autres termes, l'eau qui a été réchauffée dans l'échangeur de refroidissement par le passage des boues chaudes est acheminée depuis une sortie d'eau de l'échangeur de refroidissement 4 vers une entrée d'eau de l'échangeur de préchauffage 3, de sorte à préchauffer les boues entrant dans cet échangeur. In other words, the water which has been heated in the cooling exchanger by the passage of hot sludge is conveyed from a water outlet from the cooling exchanger 4 to a water inlet from the exchanger preheating 3, so as to preheat the sludge entering this exchanger.
Quant à l'échangeur de refroidissement 4, il comprend une entrée d'eau communiquant avec une sortie d'eau de l'échangeur de préchauffage 3 de sorte à acheminer l'eau froide issue de l'échangeur de préchauffage 3 vers l'échangeur de refroidissement 4 par le biais de la pompe de recirculation 7. As for the cooling exchanger 4, it comprises a water inlet communicating with a water outlet from the preheating exchanger 3 so as to convey the cold water coming from the preheating exchanger 3 to the exchanger cooling 4 through the recirculation pump 7.
De cette manière, le circuit d'eau est sensiblement fermé et l'énergie calorifique emmagasinée par l'eau lors du refroidissement des boues est réutilisée pour le préchauffage des boues entrant dans le dispositif ce qui permet de limiter les coûts supplémentaires en énergie pour faire fonctionner le dispositif et permet donc de fournir un dispositif sensiblement peu énergivore. In this way, the water circuit is substantially closed and the heat energy stored by the water during the cooling of the sludge is reused for the preheating of the sludge entering the device, which makes it possible to limit the additional energy costs for making operate the device and therefore makes it possible to provide a device that is substantially energy efficient.
On explique par la suite le procédé d'hydrolyse thermique de boues selon l'invention, mettant en œuvre le dispositif décrit ci-dessus. The thermal hydrolysis process for sludge according to the invention is explained below, implementing the device described above.
Ce procédé comprenant les étapes consistant à : This process comprising the steps of:
- injecter les boues sous pression au travers de l'échangeur de préchauffage 3 de façon à obtenir un premier lot de boues préchauffées ; - injecting the sludge under pressure through the preheating exchanger 3 so as to obtain a first batch of preheated sludge;
- acheminer le lot de boues préchauffées vers le réacteur tubulaire 1 sous pression et chauffer ce lot de boues préchauffées par induction électromagnétique ; - conveying the batch of preheated sludge to the tubular reactor 1 under pressure and heating this batch of sludge preheated by electromagnetic induction;
- maintenir le lot de boues dans le réacteur 1 durant un temps de séjour suffisant et à une température et une pression suffisantes pour permettre l'hydrolyse thermique de la matière organique présente dans ce lot, et maintain the batch of sludge in reactor 1 for a sufficient residence time and at a temperature and pressure sufficient to allow thermal hydrolysis of the organic material present in this batch, and
- refroidir le lot de boues à la sortie du réacteur 1, au travers d'un échangeur de refroidissement 4, à une température permettant la digestion ultérieure de la matière organique hydrolysée qu'il contient. - Cooling the batch of sludge at the outlet of the reactor 1, through a cooling exchanger 4, to a temperature allowing the subsequent digestion of the hydrolysed organic matter which it contains.
En d'autres termes, les boues sont injectées dans le dispositif par le biais des moyens d'injection 2, à l'endroit de l'échangeur de préchauffage 3. Ces boues injectées présentent, selon les différents modes de réalisation, une siccité comprise entre 4 % et 50 %, préférentiellement entre 12 % et 40 %. In other words, the sludge is injected into the device by means of the injection means 2, at the location of the preheating exchanger 3. According to the different embodiments, this injected sludge has a dryness of between 4% and 50%, preferably between 12% and 40%.
Dans le mode de réalisation préférentiel illustré, les boues injectées présentent une siccité comprise entre 16 % et 20 %. In the preferred embodiment illustrated, the injected sludge has a dryness of between 16% and 20%.
Ces boues sont préchauffées à travers l'échangeur de chaleur à une température comprise entre 80°C et 90 °C. This sludge is preheated through the heat exchanger to a temperature between 80 ° C and 90 ° C.
Comme décrit précédemment, le lot de boues est chauffé au travers de l'échangeur de préchauffage 3 par l'intermédiaire d'eau chaude issue de l'échangeur de refroidissement 4. As described above, the batch of sludge is heated through the preheating exchanger 3 by means of hot water coming from the cooling exchanger 4.
En sortie de l'échangeur de préchauffage 3, on obtient un premier lot de boues préchauffées qui est acheminé vers le réacteur tubulaire 1 sous pression, préférentiellement entre 6 et 10 bar a, pour chauffer ce lot de boues préchauffées par induction électromagnétique. At the outlet of the preheating exchanger 3, a first batch of preheated sludge is obtained which is conveyed to the tubular reactor 1 under pressure, preferably between 6 and 10 bar a, to heat this batch of sludge preheated by electromagnetic induction.
Grâce à l'induction, on monte la partie du réacteur dans laquelle circule le lot de boue préchauffée directement à haute température entre 130°C et 200°C, préférentiellement à 165°C environ. De ce fait, les boues sont chauffées par conduction ce qui permet un chauffage plus rapide et efficace que dans l'art antérieur. Thanks to induction, the part of the reactor in which the batch of sludge preheated directly at high temperature between 130 ° C and 200 ° C, preferably around 165 ° C, is mounted. Therefore, the sludge is heated by conduction which allows faster and more efficient heating than in the prior art.
La première partie du réacteur servant à chauffer le lot de boues préchauffées est, dans ce mode de réalisation, d'une longueur environ égale à 12 m. The first part of the reactor used to heat the batch of preheated sludge is, in this embodiment, of a length approximately equal to 12 m.
Toutefois, on pourrait prévoir que sa longueur soit comprise entre 1 m et 40 m de sorte à ce que le dispositif soit adaptable selon les installations. However, it could be provided that its length is between 1 m and 40 m so that the device is adaptable according to the installations.
Une fois à la température, les boues sont maintenues sous pression au travers de la deuxième partie du réacteur 1 pour respecter un temps de séjour nécessaire pour assurer l'hydrolyse des boues. Once at the temperature, the sludge is kept under pressure through the second part of the reactor 1 in order to respect a residence time necessary to ensure the hydrolysis of the sludge.
La deuxième partie du réacteur aura une longueur suffisante pour assurer la réaction d'hydrolyse à pression et température pendant 20 à 40 minutes. The second part of the reactor will have a sufficient length to ensure the hydrolysis reaction at pressure and temperature for 20 to 40 minutes.
Préférentiellement, ce chauffage par induction électromagnétique est effectué à une température d'au moins 130°C, et compte tenu du temps de séjour des boues contenues dans ledit réacteur, l'hygiénisation des boues est aussi obtenue. Preferably, this heating by electromagnetic induction is carried out at a temperature of at least 130 ° C., and taking into account the residence time of the sludge contained in said reactor, the hygienization of the sludge is also obtained.
Dans le mode de réalisation illustré, le temps de séjour du lot de boues dans le réacteur 1 est compris entre 20 minutes et 40 minutes. Toutefois, on pourrait prévoir des modes de réalisation dans lesquels le temps de séjour du lot de boues dans le réacteur 1 est compris entre 10 minutes et 2 heures. In the illustrated embodiment, the residence time of the batch of sludge in the reactor 1 is between 20 minutes and 40 minutes. However, one could provide embodiments in which the residence time of the batch of sludge in the reactor 1 is between 10 minutes and 2 hours.
Un tel temps de séjour peut par exemple varier selon les besoins en hydrolyse, la taille ou la puissance du réacteur. Such a residence time can for example vary according to the hydrolysis needs, the size or the power of the reactor.
Une fois le temps de séjour assuré, on refroidit le lot de boues à la sortie du réacteur 1, au travers de l'échangeur de refroidissement 4, à une température permettant la digestion ultérieure de la matière organique hydrolysée qu'il contient. Once the residence time has been ensured, the batch of sludge is cooled at the outlet of the reactor 1, through the cooling exchanger 4, to a temperature allowing the subsequent digestion of the hydrolysed organic matter which it contains.
Comme indiqué précédemment, le lot de boues sortant du réacteur 1 est refroidi au travers de l'échangeur de refroidissement 4 par l'intermédiaire d'eau froide issue de l'échangeur de préchauffage 3 et amenée par le biais de la pompe de recirculation 7. As indicated above, the batch of sludge leaving the reactor 1 is cooled through the cooling exchanger 4 by means of cold water coming from the preheating exchanger 3 and brought through the recirculation pump 7 .
Il est à noter que le procédé d'hydrolyse thermique peut être réalisé en continu. Dans ce cas de figure, il n'y aura pas de formation de plusieurs lots de boues, les boues s'écoulant de manière continue. It should be noted that the thermal hydrolysis process can be carried out continuously. In this case, there will be no formation of several batches of sludge, the sludge flowing continuously.
En d'autres termes, en fonctionnement continu, le lot de boues formé est unique, du moment que le fonctionnement se poursuit en continu. In other words, in continuous operation, the batch of sludge formed is unique, as long as the operation continues continuously.
La pression dans le réacteur est, dans ce mode de réalisation, comprise entre 2,7 et 15,5 bar a. The pressure in the reactor is, in this embodiment, between 2.7 and 15.5 bar a.
On pourrait toutefois prévoir un dispositif dans lequel la pression réacteur est comprise entre 6 et 10 bar a. However, a device could be provided in which the reactor pressure is between 6 and 10 bar a.
Cette pression est maintenue au sein du dispositif par le biais de deux vannes : This pressure is maintained within the device by means of two valves:
- une première vanne 5 visant à créer une perte de charge ; - A first valve 5 aimed at creating a pressure drop;
- une seconde vanne 6 permettant de réguler la pression du réacteur et de descendre la pression jusqu'à la pression souhaitée. - A second valve 6 for regulating the pressure of the reactor and lowering the pressure to the desired pressure.
On pourrait toutefois prévoir un mode de réalisation dans lequel une pompe de maintien de la pression est mise en œuvre. An embodiment could however be provided in which a pressure maintenance pump is implemented.
On présente maintenant, en relation avec la figure 2, un deuxième mode de réalisation. We now present, in relation to FIG. 2, a second embodiment.
Dans ce mode de réalisation, le réacteur 3' fonctionne en batch. In this embodiment, the 3 ′ reactor operates in batch.
Pour mettre en œuvre la récupération d'énergie et préchauffer les boues par de la vapeur flash, l'hydrolyse thermique par lots de boues est réalisée à l'aide de plusieurs réacteurs d'hydrolyse thermique fonctionnant en parallèle et selon des cycles décalés. Chaque lot de boues subit alors un cycle complet d'hydrolyse thermique dans chacun des réacteurs. Grâce au chauffage par induction sur chaque réacteur, on n'est pas soumis à la contrainte de production continue de vapeur. To implement energy recovery and preheat the sludge with flash steam, thermal hydrolysis in batches of sludge is carried out using several thermal hydrolysis reactors operating in parallel and according to offset cycles. Each batch of sludge then undergoes a complete cycle of thermal hydrolysis in each of the reactors. Thanks to induction heating on each reactor, there is no constraint on the continuous production of steam.
Ce mode de réalisation inclut, en entrée, une bâche de préchauffage 30 permettant de mélanger de la vapeur d'eau flash avec les boues arrivant des moyens d'injection 2, afin de les préchauffer. This embodiment includes, at the input, a preheating tank 30 making it possible to mix flash water vapor with the sludges arriving from the injection means 2, in order to preheat them.
Ces boues préchauffées sont ensuite montées en pression et injectées dans le réacteur fonctionnant en batch 3' avant d'être chauffées à une température d'environ 165°C par contact direct avec les parois du réacteur et sont maintenues dans le réacteur pendant un temps de séjour prédéfini. These preheated sludges are then pressurized and injected into the reactor operating in 3 ′ batch before being heated to a temperature of approximately 165 ° C. by direct contact with the walls of the reactor and are kept in the reactor for a time of predefined stay.
Une fois ce temps atteint, des vannes de décharge 33 s'ouvrent afin de vidanger la boue dans un réservoir flash 31 au sein duquel la pression et la température des boues sont abaissées rapidement ce qui permet de récupérer de la vapeur flash pour préchauffer des boues à traiter arrivant par les moyens d'injection 2. Once this time has been reached, discharge valves 33 open in order to drain the sludge into a flash tank 31 within which the pressure and the temperature of the sludge are rapidly lowered, which makes it possible to recover flash vapor for preheating sludge to be treated arriving via the injection means 2.
Dans ce mode de réalisation en batch, on peut mettre en œuvre un ou plusieurs réacteurs présentant un diamètre inférieur ou égal à 300 mm. Ces réacteurs sont aussi réalisés en matériau ferritique, avec un revêtement intérieur de type fluorocarbone et un revêtement extérieur de type peinture acrylique ayant une résistance d'au moins 350°C. In this embodiment in batch, one or more reactors having a diameter less than or equal to 300 mm can be used. These reactors are also made of ferritic material, with an interior coating of the fluorocarbon type and an exterior coating of the acrylic paint type having a resistance of at least 350 ° C.
Un tel mode de réalisation peut par exemple être utilisé en vue de l'obtention d'une hygiénisation poussée type classe A de l'USEPA. Such an embodiment can, for example, be used with a view to obtaining advanced class A hygienization of the USEPA.
Les boues sortent ensuite par le biais des moyens de sortie 32 afin de rejoindre un digesteur dans lequel la boue hydrolysée va être traitée. The sludge then leaves via the outlet means 32 in order to reach a digester in which the hydrolyzed sludge will be treated.
On présente maintenant, en relation avec la figure 3, un troisième mode de réalisation de l'invention en batch avec plusieurs réacteurs fonctionnant en parallèle selon des cycles décalés. We now present, in relation to FIG. 3, a third embodiment of the invention in batch with several reactors operating in parallel according to staggered cycles.
Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif comprend 3 boucles d'hydrolyse. In the illustrated embodiment, the device comprises 3 hydrolysis loops.
Bien évidemment, on pourrait prévoir d'autres modes de réalisations dans lesquels le nombre de boucles d'hydrolyse serait différent. Obviously, other embodiments could be provided in which the number of hydrolysis loops would be different.
Dans ce mode de réalisation, les moyens de chauffage des boues préchauffées sont placés sur la boucle de recirculation des boues et non directement sur le réacteur. De cette manière, il y a une recirculation des boues pour un chauffage par induction des boues puis maintien au sein du réacteur d'hydrolyse. In this embodiment, the means for heating the preheated sludge are placed on the sludge recirculation loop and not directly on the reactor. In this way, there is a recirculation of the sludge for heating by induction of the sludge then maintenance within the hydrolysis reactor.
Chaque boucle d'hydrolyse 301 présente un réacteur d'hydrolyse thermique 302 et une boucle de recirculation des boues composée de tubes et d'une pompe. Les boues préchauffées sont envoyées alternativement sur l'une des différentes boucles d'hydrolyse 301, selon le cycle de fonctionnement. Each hydrolysis loop 301 has a thermal hydrolysis reactor 302 and a sludge recirculation loop composed of tubes and a pump. The preheated sludge is sent alternately to one of the different hydrolysis loops 301, according to the operating cycle.
En sortie du réacteur 302, les boues sont dirigées vers un circuit de recirculation, comprenant un inducteur, de sorte à être chauffées par induction et sont envoyées à nouveau dans le réacteur grâce à une pompe. Après le temps de chauffe, les boues restent dans le réacteur, dimensionné pour assurer la réaction d'hydrolyse à pression et température élevées pendant 20 à 40 minutes. At the outlet of reactor 302, the sludge is directed to a recirculation circuit, comprising an inductor, so as to be heated by induction and is sent again to the reactor by means of a pump. After the heating time, the sludge remains in the reactor, sized to ensure the hydrolysis reaction at high pressure and temperature for 20 to 40 minutes.
Le réacteur mis en œuvre présente un diamètre inférieur ou égal à 1,5 m. The reactor used has a diameter less than or equal to 1.5 m.
Les boues hydrolysées qui sortent des réacteurs d'hydrolyse au bout d'un temps prédéterminé sont envoyées vers l'échangeur thermique 300, en vue d'être refroidies. The hydrolyzed sludge which leaves the hydrolysis reactors after a predetermined time is sent to the heat exchanger 300, in order to be cooled.
Dans ce mode de réalisation, les boues sont évacuées périodiquement. In this embodiment, the sludge is removed periodically.
Dans le mode de réalisation illustré, le préchauffage des boues à traiter et le refroidissement des boues hydrolysées sont placés au sein d'un même échangeur thermique 300. In the illustrated embodiment, the preheating of the sludge to be treated and the cooling of the hydrolysed sludge are placed within the same heat exchanger 300.
Un tel échangeur thermique peut par exemple être un échangeur eau/boue, ou un une bâche de préchauffage couplée avec un réservoir flash. Such a heat exchanger can for example be a water / mud exchanger, or a preheating tank coupled with a flash tank.
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