FR2537601A1 - Reacteur pour la digestion anaerobie de dechets organiques et pour la production de methane - Google Patents

Reacteur pour la digestion anaerobie de dechets organiques et pour la production de methane Download PDF

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Abstract

REACTEUR POUR LA DIGESTION ANAEROBIE DE DECHETS ORGANIQUES ET POUR LA PRODUCTION DE GAZ METHANE QUI COMPREND UNE ENCEINTE CYLINDRIQUE SENSIBLEMENT HORIZONTALE, MUNIE D'UN AGITATEUR ENTRAINE EN ROTATION AUTOUR D'UN ARBRE SENSIBLEMENT HORIZONTAL, UN ORIFICE D'ADMISSION POUR INTRODUIRE LES DECHETS A DIGERER A L'UNE DES EXTREMITES DE LADITE ENCEINTE, A L'EXTREMITE OPPOSEE UN ORIFICE D'EVACUATION POUR ENLEVER DE L'ENCEINTE LA MATIERE DIGEREE ET A LA PARTIE SUPERIEURE DE L'ENCEINTE UN ORIFICE D'EVACUATION POUR RECUEILLIR LE GAZ METHANE, LADITE ENCEINTE COMPRENANT EN OUTRE DES MOYENS POUR RAMENER LES SEDIMENTS SOLIDES, DEPOSES SUR LE FOND DE L'ENCEINTE DE L'EXTREMITE D'EVACUATION DE L'ENCEINTE A L'EXTREMITE D'ADMISSION DE CELLE-CI, CE REACTEUR ETANT CARACTERISE EN CE QUE LESDITS MOYENS QUI RAMENENT LES SEDIMENTS SOLIDES VERS L'EXTREMITE D'ADMISSION 7 DE L'ENCEINTE 1 COMPRENNENT UN CANAL 3, 14, RELIANT L'EXTREMITE D'EVACUATION 8 ET L'EXTREMITE D'ADMISSION 7 ET DES MOYENS 10, 16, 18, POUR TRANSPORTER LES SEDIMENTS SOLIDES, DEPOSES SUR LE FOND DE L'ENCEINTE ET POUR LES TRANSFERER AU TRAVERS DU CANAL DE RETOUR, A L'AIDE D'UN GAZ.

Description

Cette invention concerne un réacteur pour effectuer la digestion anaérobie
de déchets organiques et pour la production de gaz méthane qui
comprend: une enceinte cylindrique sensiblement horizontale munie d'un agi-
tateur, entraiîé en rotation autour d'un arbre sensiblement horizontal; un canal d'admission pour l'introduction des déchets devant être digérés, prévu à l'une des extrémités de ladite enceinte; un canal d'évacuation prévu à son extrémité opposée, pour enlever la matière digérée de ladite enceinte et une
conduite d'évacuation pour la récupération de gaz méthane à la partie supé-
rieure de ladite enceinte, cette dernière comprenant en outre des moyenspour
ramener les matières solides, disposées aufond de l'enceinte, depuis l'extré-
mité d'évacuation de l'enceinte jusqu'à son extrémité d'admission.
Le brevet britannique N O 2 037 731 décrit un réacteur qui est pourvu d'un agitateur, entraîné en rotation autour d'un arbre horizontal et dans lequel le retour des matières solides, disposées au fond de l'enceinte, depuis
l'extrémité d'évacuation du réacteur jusqu'à l'extrémité d'admission, est réa-
lisé à l'aide d'une conduite tournant avec l'agitateur et formant un certain an-
gle avec l'arbre L'inconvénient de cette solution connue réside en ce que la quantité de matières solides ramenée à l'extrémité d'admission de l'enceinte, ne peut pas être réglée Par ailleurs, il peut se produire un engorgement de
la conduite de retour, ce qui oblige à ouvrir et vider la totalité du réacteur.
La présente invention se propose en conséquence d'apporter un
bioréacteur ne présentant pas ces inconvénients.
A cet effet, l'invention concerne un réacteur pour la digestion anaérobie de déchets organiques et pour la production de gaz méthane qui
comprend une enceinte cylindrique sensiblement horizontale, munie d'un agi-
tateur entraîhé en rotation autour d'unarbre sensiblement horizontal, un ori-
fice d'admission pour introduire les déchets à digérer à l'une des extrémités de ladite enceinte, à l'extrémité opposée un orifice d'évacuation pour enlever
de l'enceinte la matière digérée et à la partie supérieure de l'enceinte un ori-
fice d'évacuation pour recueillir le gaz méthane, ladite enceinte comprenant en outre des moyens pour ramener les sédiments solides, déposés sur le fond
de l'enceinte de l'extrémité d'évacuation de l'enceinte à l'extrémité d'admis-
sion de celle-ci, ce réacteur étant caractérisé en ce que lesdits moyens qui ramènent les sédiments solides vers l'extrémité d'admission de l'enceinte
comprennent un canal reliant l'extrémité d'évacuation et l'extrémité d'admis-
2 2537601
sion et des moyens pour transporter les sédiments solides, disposés sur le fond de l'enceinte et pour les transférer au-travers du canal de retour, à
l'aide d'un gaz.
Selon une caractéristique de cette invention, le gaz produit dans le réacteur est utilisé de préférence comme gaz de transfert. En plus de la possibilité de régler la quantité des matières solides ramenées à l'extrémité d'admission de l'enceinte, le réacteur selon l'invention apporte les avantages principaux suivants
Les matières solides sontramenées sans brutalité, ce qui per-
met de ne pas endommager les matières floculantes, assurant la bioréaction; il ne se produit aucun recyclage des particules lourdes nuisibles, telles que le sable le réacteur présente une structure simple, ne pouvant pas être facilement obstruée ou engorgée et d'un entretien facile
obtention d'un recyclage sans mélangeage.
D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressor-
tiront de la description faite ci-après, en référence auxdessins annexés qui en
illustrent deux exemples de réalisation, dépourvus de tout caractère limitatif.
Sur les dessins: la Figure 1 est une vue en coupe axiale verticale d'un premier exemple de réalisation d'un réacteur selon l'invention; la Figure 2 est une coupe selon A-A de la Fig 1 et, la Figure 3 est une coupe axiale verticale d'un second exemple
de réalisation de l'invention.
Sur les Figures, la référence 2 désigne l'enveloppe cylindrique d'une enceinte horizontale 1 du réacteur Un agitateur comportant des pales mélangeuses 4 et qui est entraîné en rotation autour d'un arbre horizontal 3 est disposé à l'intérieur de l'enveloppe cylindrique L'arbre est monté à ses deux extrémités, sur des paliers dans les parois d'extrémité 5 et 6 et il est
relié à la source d'énergie Un orifice d'admission 7 pour les déchets organi-
ques à traiter est ménagé dans la paroi 5 de l'enceinte du réacteur Dans la
paroi opposée 6-, on prévoit un orifice d'évacuation 8 pour les déchets digérés.
E:n outre, l'enceinte du réacteur comporte au moins un orifice d'évacuation 9 pour le gaz de digestion, cet orifice d'évacuation étant disposé au point le plus élevé de l'enveloppe cylindrique 2, de manière que cet orifice soit connecté à une chambre à gaz 22, disposée au-dessus de la surface 21 des déchets organiques à traiter Au point le plus bas de l'enveloppe est connecté un canal
, qui comporte un fond incliné pour assurer l'évacuation des sédiments so-
lides, à partir de l'extrémité d'évacuation de l'enceinte Par ailleurs, on pré-
voit des moyens (non représentés) pour enlever le sable de l'enceinte du réac- teur. L'arbre 3 de l'agitateur est creux Deux rangées de perforations 11 et 12 sont disposées dans l'extrémité d'admission de l'arbre, dans une
direction axiale, ces rangées de perforations étant séparées les unes des au-
tres Un tiroir mobile axialement 13, est disposé à l'intérieur de l'arbre, pour permettre de masquer les perforations, afin que seules les perforations d'une rangée soient ouvertes ou que les perforations des deux rangées soient
partiellement ouvertes.
A l'extrémité d'évacuation du réacteur est également disposé un canal 14, reliant le canal 10 à fond incliné et l'extrémité de l'arbre creux Le fond incliné 15 comporte des perforations 16, au-travers desquelles le gaz
évacué de l'orifice 9 pour le gaz de digestion et pompé à l'aide d'un compres-
seur 24, par l'intermédiaire d'une conduite 23, peut être délivré dans l'extré-
mité inférieure du canal 10 L'entrée 17 du canal 14 estdisposée en regard des ouvertures d'admission 16 du gaz Dans le canal 10, on dispose également une vis d'alimentation 18 qui effectue le transfert des matières solides devant
être ramenées à l'avant de l'ouverture du canal 14.
Le fonctionnement de ce réacteur est le suivant Les déchets organiques devant être digérés sont amenés soit par
charges, soit de façon continue, dans le réacteur au-travers de l'orifice d'ad-
mission 7 Des déchets digérés, déposés au fond de l'enceinte et transférés au-travers du canal 14 et de l'arbre 13, sont ajoutés aux déchets traités Les
déchets sont transférés à l'aide d'un gaz introduit dans le réacteur, par l'in-
termédiaire des perforations 16 La plus grande partie des déchets digérés est enlevée par l'intermédiaire de l'ouverture d'évacuation 8, ménagée dans la paroi d'extrémité 6 Le gaz sous pression produit dans l'enceinte du réacteur et enlevé au-travers de l'ouverture d'évacuation 9, est utilisé comme gaz de
transfert pour les déchets recyclés vers l'extrémité d'admission du réacteur.
Le débit de gaz et par conséquent la quantité de déchets organiques recyclée
sont réglés à l'aide de la vanne 19, de préférence de manière que le fonction-
nement soit périodique Les déchets devant être ramenés dans l'enceinte peuvent être guidés vers un point désiré de l'enceinte du réacteur, à l'aide du tiroir 13 L'arbre 3 est entralhé en rotation soit de façon continue, soit
par intermittence.
La variante illustrée par la Figure 3 diffère du mode de réalisa-
tion décrit ci-dessus, principalement en ce que les déchets digérés sont ra-
menés depuis l'extrémité d'évacuationdu réacteur jusqu'à l'extrémité d'admis-
sion de ce réacteur, par l'intermédiaire d'une conduite de retour 20, disposée à l'extérieur de l'enceinte L'une des extrémités-de cette conduite est reliée à une ouverture 21 de l'enveloppe du réacteur et l'autre extrémité est disposée
de façon que son ouverture 17 soit disposée en regard de l'ouverture d'admis-
sion 16 pour le gaz Le fond du canal 10 est incliné de manière que les sédi-
ments solides se déplacent par gravité devant l'ouverture d'admission, afin
de permettre de les délivrer à la conduite d(e retour, à l'aide d'un gaz.
Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe
toutes les variantes.
25376 G t

Claims (6)

REVENDICATIONS
1 Réacteur pour la digestion anaérobie de déchets organiques et pour la production de gaz méthane qui comprend une enceinte cylindrique sensiblement horizontale, munie d'un agitateur entrafné en rotation autour d'un arbre sensiblement horizontal, un orifice d'admission pour introduire les déchets à digérer à l'une des extrémités de ladite enceinte, à l'extrémité opposée un orifice d'évacuation pour enlever de l'enceinte la matière digérée et à la partie supérieure de l'enceinte un orifice d'évacuation pour recueillir le gaz méthane, ladite enceinte comprenant en outre des moyens pour ramener
les sédiments solides, déposés sur le fond de l'enceinte de l'extrémité d'éva-
cuation de l'enceinte à l'extrémité d'admission de celle-ci, ce réacteur étant caractérisé en ce que lesdits moyens qui ramènent les sédiments solides vers l'extrémité d'admission ( 7) de l'enceinte ( 1) comprennent un canal ( 3, 14, 20 >, reliant l'extrémité d'évacuation ( 8) et l'extrémité d'admission ( 7) et des moyens ( 10, 16, 18), pour transporter les sédiments solides, déposés sur le fond de l'enceinte et pour les transférer au-travers du canal de retour, à l'aide d'un gaz. 2 Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre ( 3) de l'agitateur ( 4) est creux et constitue un canal reliant l'extrémité
d'évacuation à l'extrémité d'admission de l'enceinte.
3 Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un
canal extérieur ( 10) est disposé dans l'extrémité d'évacuation de l'enceinte.
4 Réacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le
canal extérieur ( 10) comporte un fond incliné.
Réacteur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé
en ce qu'un orifice ou plusieurs orifices ( 16), pour l'admission d'un gaz sont
disposés dans le fond ( 15) du canal d'évacuation.
6 Réacteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouverture ( 17) du canal de retour ( 14, 20) est disposée en regard du ou des
orifices ( 16) d'admission du gaz.
7 Réacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une
vis d'alimentation ( 18) est disposée dans le canal d'évacuation ( 10).
8 Réacteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que
l'arbre ( 3) de l'agitateur est pourvu d'ouvertures successives ( 11, 12), dis-
posées sur une certaine distance ou étant espacées les unes des autres, se-
lon la direction de l'arbre et en ce qu'un tiroir ( 13) est disposé dans l'arbre, grâce auquel les sédiments solides devant être ramenés vers l'extrémité d'admission du réacteur, peuvent être guidés vers une partie déterminée de l'enceinte du réacteur. 9 Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le
canal de retour ( 20) estdisposé à l'extérieur de l'enceinte ( 1).
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