La présente invention concerne un dispositif de gazéification de produit chargé en matière organique, ainsi qu’une installation comprenant un tel dispositif de gazéification.

Le domaine technique de l’invention est celui du traitement par gazéification des déchets, de la biomasse et, plus particulièrement, des produits ayant un taux d’humidité élevé et qui se présentent sous la forme de boue liquide ou pâteuse, plus généralement de fluide, chargé en matière organique.

Dans ce domaine, on connaît des stations capables de traiter des matières organiques sèches en les gazéifiant au sein d’une chambre de réduction. Lorsque ces matières organiques se présentent sous la forme de boue, il est nécessaire de les faire sécher préalablement à leur traitement, ce qui est énergivore et polluant dans le cas où ces boues sont épandues car elles ont tendance à s’écouler sur les sites d’épandage, au point de polluer les nappes phréatiques. En particulier, une telle station peut comprendre une colonne de réduction multi-étage et des lits entraînés, qui sont encombrants.

D’autres part, il est connu de JP-A-2004249280 de traiter des boues séchées dans une chambre alimentée en oxygène ou en air enrichi en oxygène, ce qui est relativement complexe et nécessite une installation de grandes dimensions, difficile à mettre en œuvre et à piloter.

Il est par ailleurs connu de CN-A- 106316049 de traiter des boues déshydratées, broyées au moyen d’ondes ultrasoniques. Une telle approche est également complexe et nécessite des matériels coûteux et fragiles, ce qui renchérit les coûts d’exploitation d’un dispositif de gazéification basé sur cette technique.

D’autre part, DE-B-1209967 divulgue un procédé d’oxydation de composant organique contenu dans des solutions, des lessives ou des boues au moyen d’un dispositif de de gazéification qui comprend une chambre de réaction en partie supérieure de laquelle est prévue une ouverture d’évacuation et dans laquelle est disposée une hélice mise en rotation rapide par un moteur.

US-A-5636451 divulgue, quant à lui, un procédé et un appareil d’alimentation en boue déshydratée d’un réacteur de combustion. Enfin, DE-U-8623726 divulgue un dispositif d’incinération dans lequel un injecteur de produit est disposé en partie supérieure d’un réacteur, alors qu’un tube d’injection d’un gaz de séchage est disposé en partie inférieure. Ces matériels ne permettent pas une gazéification efficace des matières organiques.

Des problèmes comparables se posent avec les dispositifs de gazéification de produit solide.

C’est à ces problèmes qu’entend plus particulièrement remédier l’invention en proposant un nouveau dispositif de gazéification dont la configuration est optimisée, au point qu’il peut être compact et peu onéreux à fabriquer et à utiliser.

A cet effet, l’invention concerne un dispositif de de gazéification de produit chargé en matière organique, comprenant une chambre de gazéification définie par une enveloppe, un injecteur de produit dans la chambre de gazéification, un collecteur de gaz de synthèse à partir de la chambre de gazéification et un brûleur. Selon l’invention, un débouché de l’injecteur, un orifice de sortie du brûleur et une embouchure du collecteur sont ménagés en partie haute de la chambre de gazéification. En outre, la surface de l’enveloppe qui définit la chambre de gazéification présente une largeur croissante de bas en haut sur une partie au moins de sa hauteur. Enfin, la chambre de gazéification se prolonge au-dessus du débouché de l’injecteur, de l’orifice de sortie du brûleur et de l’embouchure du collecteur.

Grâce à l’invention, le positionnement du débouché de l’injecteur, de l’orifice de sortie du brûleur et de l’embouchure du collecteur en partie haute de la chambre de gazéification et la géométrie de cette chambre permettent une recirculation efficace du gaz de synthèse résultant de la gazéification des matières organiques, ce qui améliore le rendement de l’installation et permet de générer un gaz de synthèse de bonne qualité, au sein d’un dispositif relativement simple et compact.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un tel dispositif de gazéification peut incorporer une ou plusieurs caractéristiques suivantes prises selon toute combinaison techniquement admissible :

- La chambre de gazéification est à symétrie de révolution autour d’un axe vertical et la surface de l’enveloppe qui définit la chambre de gazéification présente, en coupe radiale à l’axe vertical, une forme divergente à partir du bas, sur une première partie de sa hauteur, et une forme de lobe, sur une deuxième partie de sa hauteur située au-dessus de sa première partie.

- Une conduite d’amenée de produit à l’injecteur est équipée d’au moins deux réservoirs, de préférence à vessie, et d’un jeu de vannes permettant le remplissage d’un premier réservoir en produit chargé pendant que le deuxième réservoir alimente la chambre de gazéification, et réciproquement. - La conduite d’amenée est équipée d’au moins un préchauffeur raccordé à une conduite d’évacuation de gaz de synthèse, en aval du collecteur et, de préférence, ce préchauffeur est équipé d’un clapet anti-retour en entrée, d’un clapet anti-retour en sortie et d’une soupape de sécurité raccordée à un réservoir de sécurité.

- L’injecteur comprend un tube d’injection dont une extrémité constitue son débouché dans la chambre de gazéification ou est équipée d’une tête de projection qui constitue son débouché dans la chambre de gazéification ; un agitateur) mobile, de préférence au moins en rotation, à l’intérieur du tube d’injection ; un moteur d’entraînement de l’agitateur à l’intérieur du tube d’injection ; une conduite d’amenée d’air de nettoyage à l’intérieur du tube d’injection ; et une vanne de contrôle de l’écoulement d’air dans la conduite d’amenée d’air.

- L’enveloppe de la chambre de gazéification est disposée au sein d’une cuve contenant un liquide caloporteur, cette cuve est raccordée à un échangeur de chaleur vers lequel circule le liquide caloporteur et, de préférence, la chambre de gazéification et/ou la cuve est équipée d’une sonde de température.

- Le collecteur est en contact thermique avec le liquide caloporteur présent dans la cuve.

- Un filtre, de préférence de type cyclonique, est disposé sur une conduite d’évacuation de gaz de synthèse, en aval du collecteur.

- Le dispositif de gazéification comprend un cendrier disposé sous la chambre de combustion et, le cas échéant, un cendrier disposé sous le filtre et un extracteur est associé à chaque cendrier pour évacuer les cendres qui s’y accumulent.

- Un séparateur est disposé sur une conduite d’amenée de produit à l’injecteur et ce séparateur est configuré pour séparer de l’eau présente dans le produit à injecter du reste de ce produit qui sort du séparateur sous forme épaissie.

- Le séparateur est équipée d’une sortie pour de la vapeur d’eau.

- Le dispositif de gazéification comprend un broyeur de déchets solides qui alimente l’injecteur.

-Le dispositif de gazéification comprend un convoyeur à vis sans fin alimenté par le séparateur et par le broyeur - Le dispositif de gazéification comprend un échangeur de chaleur entre un gaz de synthèse sortant de la chambre de gazéification et un gaz comburant d’alimentation de la chambre de gazéification.

Selon un autre aspect, l’invention concerne une installation mobile de gazéification de produit chargé en matière organique, cette installation comprenant un dispositif de gazéification tel que mentionné ci-dessus installé à l’intérieur d’un conteneur, de préférence de type conteneur maritime.

Une telle installation bénéficie des mêmes avantages que le dispositif de gazéification de l’invention et permet, grâce à son caractère mobile et au fait que le dispositif de gazéification est disposé à l’intérieur d’un conteneur, de pouvoir déplacer cette installation jusqu’au plus près d’un site de production de boues chargées en matière(s) organique(s) pour le traitement de ces boues sur une durée déterminée, par exemple saisonnière, après quoi l’installation peut être acheminée vers un autre site d’utilisation. La réalisation de l’installation mobile au sein d’un conteneur maritime résulte du caractère compact de la chambre de gazéification, qui découle notamment de la géométrie de sa chambre de gazéification.

L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d’un mode de réalisation d’un dispositif et d’une installation de gazéification conformes à son principe, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels

[Fig 1] la figure 1 est un schéma de principe d’une installation de gazéification conforme à un premier mode de réalisation de l’invention incorporant un dispositif de gazéification conforme à l’invention ; et

[Fig 2] la figure 2 représente, de façon schématique, une partie d’un dispositif de gazéification et d’une installation conformes à un deuxième mode de réalisation de l’invention.

Sur la figure 1 , les différents éléments constitutifs de l’installation et du dispositif de gazéification conformes à l’invention sont représentés de façon très schématique, sans être à l’échelle les uns par rapport aux autres.

L’installation 2 représentée à la figure 1 comprend un conteneur maritime 4 de type 20 pieds qui présente les dimensions externes suivantes : longueur environ 6,00 m, largeur environ 2,40m, hauteur environ 2,60 m. Ces valeurs peuvent varier en fonction du fabricant de ce conteneur maritime 4. En variante, le conteneur maritime 4 peut être un conteneur de type 40 pieds, dont la longueur est le double de celle d’un conteneur 20 pieds, ses autres dimensions étant analogues. Un conteneur maritime présente davantage d’être en matériel standard, économique et dont le transport par la route, par la mer ou sur voie ferrée est aisé, sur un véhicule industriel ou une remorque adaptée.

En variante, le conteneur 4 peut être d’un type autre qu’un conteneur maritime, tout en étant, de préférence, adapté à un transport par la route, par la mer ou sur voie ferrée.

Un dispositif de gazéification 6 est installé au sein du conteneur 4 et comprend une chambre 8 de gazéification de fluide chargé en matière organique, qui est définie par une enveloppe 10 en matériau réfractaire dont on note S10 la surface interne qui délimite la chambre 8.

Le matériau réfractaire de l’enveloppe 10, par exemple du béton à base d’alumine et d’oxyde de chrome ou un béton à base d’andalousite, de chamotte d’argile et du corindon.

En configuration d’utilisation du dispositif 6, la chambre 8 est centrée sur un axe vertical Z8 et la surface S10 est à symétrie de révolution autour de cet axe.

En section radiale par rapport à l’axe Z8, la surface S10 est approximativement en forme de cœur, avec un rayon R10 de la surface S10 qui augmente de bas en haut sur une portion H1 de la hauteur totale H de la surface S10. Sur une autre portion H2 de la hauteur H, située au-dessus de la portion H1 , la surface S10 forme un anneau concave dont la concavité est tournée vers le bas et vers l’axe Z8. La partie de la surface S10 située dans la portion H2 de la hauteur H se développe en forme de lobe du cœur défini par la section de cette surface radiale à l’axe Z8.

En partie basse, l’enveloppe 10 délimite un conduit 12 qui est situé en dessous de la surface S10 et relie la chambre 8 à un cendrier 14 dans lequel tombe par gravité la part vitrifiée de la matière organique. Ce cendrier 14 est connecté à un appareil 16 d’extraction automatique qui est avantageusement de type avec convoyeur à vis étanche 18.

Un connecteur 20 constitue l’extrémité amont d’une conduite 22 d’amenée de boue chargée en matière organique à un injecteur 24 qui débouche dans la chambre de gazéification 8.

Dans la présente description, le terme « boue » est utilisé pour désigner un fluide chargé en matière organique qui peut se présenter sous forme plus ou moins liquide ou pâteuse et qui comprend une proportion substantielle d’eau, par exemple au moins au moins 50% d’eau en volume.

La conduite 22 est équipée d’une pompe broyeuse et centrifuge 26 qui permet d’homogénéiser un flux F1 de boue provenant du connecteur 20. La pompe 26 est contrôlée par une unité électronique de commande 28 qui comprend un microprocesseur 30 et une mémoire 32 dans laquelle est stocké un programme de pilotage du dispositif de gazéification 6 mis en œuvre au moyen du microprocesseur 30. L’unité électronique de commande 28 est reliée à la pompe 26 par une liaison filaire ou non filaire non représentée.

De façon générale, l’unité électronique de commande 28 est reliée aux électrovannes, aux sondes, aux capteurs, aux moteurs électriques, au(x) brûleur(s), au(x) soupape(s) de sécurité et à tous les organes du dispositif 6 qui doivent être pilotés, au moyen de liaisons filaires ou non filaires qui ne sont pas représentées sur la figure 1.

Une électrovanne deux voies 34 est disposée sur la conduite 22 en aval de la pompe 26 et permet de contrôler l’écoulement du flux F1 de boue en aval de la pompe 26. Deux réservoirs à vessie 42 et 44 sont raccordés en parallèle sur la conduite 22, en aval de l’électrovanne 34. Deux électrovannes deux voies 46 et 48 sont montées sur une première branche de la conduite 22 respectivement en amont et en aval d’un piquage 50 alimentant le réservoir à vessie 42, alors que deux autres électrovannes deux voies 56 et 58 sont montées sur une deuxième branche de la conduite 22, parallèle à la première branche, les électrovannes 56 et 58 étant disposées respectivement en amont et en aval d’un piquage 60 d’alimentation du réservoir à vessie 44.

Les réservoirs à vessie 42 et 44 et les électrovannes 46, 48, 56 et 58 permettent d’alimenter l’injecteur 24 en fluide à gazéifier avec une pression constante. En effet, le réservoir 42 peut être utilisé pour alimenter l’injecteur 24 pendant que le réservoir 44 est en cours de remplissage au moyen de la pompe 26 et alors que l’électrovanne deux voies 34 est ouverte. Dans cette configuration, les électrovannes 56 et 48 sont ouvertes, alors que les électrovannes 46 et 58 sont fermées. Lorsque le réservoir à vessie 44 est utilisé pour alimenter l’injecteur 24, les électrovannes 34, 46 et 58 sont ouvertes, alors que les électrovannes 48 et 56 sont fermées.

Cette arrangement avec deux réservoirs à vessie et quatre électrovannes permet de délivrer un flux F1 de boue à l’injecteur 24 sous un débit et une pression constants, en remplissant chaque réservoir à vessie en temps masqué à partir de la pompe 26, pendant que l’autre réservoir à vessie est utilisé pour délivrer le flux F1 à l’injecteur 24.

Une autre électrovanne deux voies 62 est montée sur la conduite 22, en aval des réservoirs 42 et 44, et contrôle le flux F1 de boue à gazéifier en aval de ces réservoirs et en amont d’un préchauffeur 64, autrement dit d’un échangeur de chaleur permettant de préchauffer la boue du flux F1. Ce préchauffeur 64 comprend une cuve 66 dont la base 68 est traversée par un écoulement E de gaz de synthèse Gs sortant de la chambre de gazéification 8 et transitant par une conduite d’évacuation 70. Ce gaz de synthèse Gs, qui est parfois appelé « syngas » ou « syngaz », est composé majoritairement de monoxyde de carbone et de dihydrogène et est combustible.

Deux clapets anti-retour 72 et 74 sont montés sur la conduite 22, respectivement en amont et en aval du préchauffeur 64 et évitent une possible inversion du sens de l’écoulement F1 dans la conduite 22.

Le préchauffeur 64 est équipé d’une sonde de pression 76 et d’une sonde de température 78 dont les signaux de sortie sont fournis à l’unité électronique de contrôle 28 et qui permettent de contrôler le préchauffage du flux de boue F1 .

En pratique, le débit du flux F1 au sein du préchauffeur 64 peut être régulé grâce aux organes 26 et 62 et en tenant compte du débit et de la température de l’écoulement E de gaz de synthèse Gs pour que la température du flux de boue F1 en sortie du préchauffeur 64 soit supérieure ou égale à 50 degré Celsius (°C).

Une soupape de sécurité 80 est installée sur une conduite 82 qui relie le préchauffeur 64 à un réservoir de sécurité 84. Si la pression P64 au sein du préchauffeur 64, détectée par la sonde 76, dépasse une valeur de seuil prédéterminée V76, l’unité électronique 28 peut piloter la soupape de sécurité 80 à l’ouverture pour évacuer une partie de la boue présente dans le préchauffeur 64 en direction du réservoir de sécurité 84 et abaisser ainsi la pression P64 au sein du préchauffeur 64.

Une électrovanne deux voies 86 est disposée sur la conduite 22, entre le clapet anti-retour 74 et l’injecteur 24 et permet de contrôler l’alimentation de l’injecteur en boue à gazéifier.

La conduite 22 comprend principalement trois tronçons, à savoir :

- un premier tronçon sur lequel est montée la pompe 26 et qui s’étend entre le connecteur 24 et l’électrovanne deux voies 34,

- un deuxième tronçon 22b qui s’étend entre l’électrovanne deux voies 34 et le préchauffeur 64 et qui comprend les deux branches parallèles sur lesquelles sont raccordés les réservoirs à vessie 42 et 44, et

- un troisième tronçon 22c qui relie le préchauffeur 64 à l’injecteur 24.

L’injecteur 24 comprend un tube d’injection 90 disposé pour l’essentiel au-dessus de la chambre de gazéification 8 et dont l’extrémité inférieure 90A constitue le débouché de l’injecteur 24 dans la chambre d’injection 8.

Un agitateur mobile 92 appartient également à l’injecteur et se présente sous la forme d’un doigt ou d’une barre rectiligne disposé à l’intérieur de l’injecteur 24 et qui est animé d’un mouvement de rotation le long de son axe longitudinal, au moyen d’un moteur électrique 94 qui appartient également à l’injecteur 24. Le tube d’injection 90 et l’agitateur mobile 92 sont, de préférence, réalisés en métal, par exemple en acier.

Sur la figure 1 , l’agitateur 92 et le tube d’injection 90 sont alignés sur l’axe Z8. Ceci n’est toutefois pas obligatoire et les éléments 90 et 92 peuvent être décalés latéralement par rapport à l’axe Z8. Il est préférable que ce tube d’injection et cet agitateur soient alignés sur un axe vertical ou légèrement incliné par rapport à la verticale, de moins de 15°.

Le mouvement de l’agitateur 92 à l’intérieur du tube d’injection 90 facilite l’écoulement du flux F1 de boue à l’intérieur du tube 90 et empêche une obstruction de l’extrémité 90a par de la boue séchée sous l’effet de la chaleur régnant dans la chambre de gazéification 8.

A cet égard, l’agitateur 92 peut être strié ou rainuré sur une première partie de sa longueur s’étendant entre le moteur 94 et une extrémité inférieure 92A de l’agitateur qui peut être en forme de tire-bouchon ou de zigzag et qui est disposée dans l’extrémité 90a.

Avantageusement, une conduite 96 d’amenée d’air est raccordée à l’injecteur 24, plus particulièrement à une extrémité amont 90b du tube d’injection 90, alors qu’elle est alimentée à travers un connecteur 98 par un flux A1 provenant d’une source d’air sous pression non représentée. Une électrovanne deux voies 100 contrôle l’écoulement d’air dans la conduite 96. Cette électrovanne 100 permet, lorsqu’elle est ouverte, l’injection d’air comprimé dans le tube 90 afin de vidanger la matière se trouvant dans ce tube en fin de cycle de fonctionnement du dispositif de gazéification 6.

Le dispositif de gazéification 6 comprend également un brûleur 110 qui peut être à sortie simple, comme représenté sur la figure 1 ou à sortie multiples. En variante, plusieurs brûleurs sont incorporés au dispositif de gazéification 6.

Le ou chaque brûleur 110 est alimenté avec en gaz comburant G1 tel que de l’air, de l’oxygène ou de l’air enrichi en oxygène, à travers une première conduite 112 dont l’extrémité amont est formée par un connecteur 114. Le ou chaque brûleur 112 est également alimenté en gaz combustible G2, tel que du butane, du propane ou de l’hydrogène, par une deuxième conduite 116 dont l’extrémité amont est formée par un connecteur 118. Une électrovanne trois voies 120 est disposée sur la conduite 116, entre le connecteur 118 et le brûleur 110.

On note 110A l’orifice de sortie du brûleur 110 dans la chambre de gazéification 8. Une flamme F se forme dans la chambre de gazéification 8 à partir de cet orifice 110A, lorsque le brûleur fonctionne.

Un collecteur de gaz de synthèse 130 permet de récupérer un produit de la gazéification qui a lieu au sein de la chambre 8, à savoir le gaz de synthèse Gs. Avantageusement, comme représenté sur la figure 1 , ce collecteur 130 est disposé autour du tube d’injection 90, alors que le brûleur 110 longe le collecteur sur un côté.

En variante non représentée, le collecteur 130 peut être disposé au voisinage du tube d’injection 90, sans forcément l’entourer.

On note 130A l’embouchure du collecteur 130, qui est ici annulaire et qui entoure l’extrémité 90A du tube d’injection 90.

L’extrémité aval 130b du collecteur 130, qui est opposée à son embouchure, est raccordée à la conduite 70.

On note H _A une hauteur mesurée parallèlement à l’axe Z8 entre le point le plus bas de la chambre de gazéification 8, dans l’exemple l’extrémité inférieure de la surface S10, et le plus haut des éléments 90A, 110A et 130A.

L’extrémité 90A, l’orifice 110A et l’embouchure 130A sont disposés en partie haute de la chambre de gazéification 8. Par « en partie haute », on entend que le rapport H _A /H est supérieur à 0,6, de préférence à 0,75, de préférence encore à 0,80.

D’autre part, comme visible sur la figure 1 , la hauteur H _A est strictement inférieure à la hauteur H, ce qui correspond au fait que la chambre de gazéification se prolonge au- dessus du plus haut des éléments 90A, 110A et 130A. Ceci peut être rapproché de la forme en lobe de la section radiale de la surface S10 dans la partie H2 de sa hauteur totale H. Par « se prolonge au-dessus du plus haut des éléments 90A, 110A et 130A », on entend que le rapport H _A /H est inférieur à 0,95, de préférence à 0,90, de préférence encore à 0,80.

D’autre part, les hauteurs des éléments 90A, 110A et 130A par rapport à l’extrémité inférieure de la surface S10 sont les mêmes à 10% près, de préférence à 5% près.

Ce positionnement des éléments 90A, 110A et 130A et la géométrie de la surface S10 permettent une recirculation du gaz de synthèse résultant de la gazéification de la boue au sein de la chambre 8, comme représenté par les flèches Gs _, ce qui permet une bonne homogénéisation du gaz et un traitement complet de la boue, alors que la chambre de gazéification 8 peut être relativement compacte.

L’enveloppe 10 est entourée d’une coque de protection métallique 140 qui est disposée au sein d’une cuve 142 remplie d’un liquide caloporteur.

Cette cuve est reliée à un échangeur de chaleur 144 par une conduite 146 en boucle fermée sur laquelle est monté un circulateur 148. Ainsi, le liquide caloporteur transite entre la cuve 142 et l’échangeur de chaleur 144 où il est refroidi, ce qui lui permet de refroidir la coque 140 et l’enveloppe 10. Le collecteur 130 traverse la cuve 142 et est au contact thermique du liquide caloporteur, ce qui permet un refroidissement rapide du gaz de synthèse Gs sortant de la chambre de gazéification 8. Ceci a pour effet de concentrer les impuretés contenues dans le gaz, ces impuretés ayant tendance à retomber dans la chambre 8 et être à nouveau soumises à la température élevée de la flamme F, donc à une nouvelle gazéification.

Les impuretés qui ne sont pas totalement brûlées tombent par gravité dans le cendrier 14.

Ainsi, il n’est pas nécessaire d’avoir un grand nombre de filtres en sortie de la chambre de gazéification 8 car le gaz de la synthèse Gs, qui y est produit, est débarrassé d’une partie substantielle de ses impuretés lors de son passage dans le collecteur 130.

L’écoulement E de gaz de synthèse passe du collecteur 130 vers la base 68 du préchauffeur 64 à travers la conduite 70, ce qui permet d’augmenter la température du flux F1 de boue, comme mentionné ci-dessus. A partir de la base 68, l’écoulement E transite dans la conduite 70 jusque dans un filtre cyclonique 150, où il est débarrassé d’une partie résiduelle de ses impuretés, lesquelles sont récupérées dans un cendrier 152 associé à un appareil d’extraction 154 à vis étanche 156, selon une approche comparable à celle mentionnée précédemment au sujet du cendrier 14 de l’appareil d’extraction 16 et de la vis étanche 18 situés sous la chambre de gazéification 8.

En aval du filtre 150, l’écoulement E de gaz de synthèse s’écoule dans une conduite 158 jusque dans un réservoir 160 sur lequel sont connectées une sonde d’oxygène 162, une sonde d’hydrogène 164, une sonde de méthane 166 et une sonde de température 168.

Ces sondes permettent de s’assurer que, après passage dans le filtre 150, le gaz de synthèse présente une composition et une température conformes. En particulier, il est connu que si la température dans la chambre de gazéification 8 est inférieure ou égale à 1000 °C, le gaz de synthèse présente une concentration importante de méthane, alors que si cette température est strictement supérieure à 1000 °C, le gaz de synthèse présente une concentration importante d’hydrogène. Le rapport des concentrations de méthane et d’hydrogène détectées par les sondes 164 et 166 permet donc de déduire la température de la réaction au sein de la chambre de gazéification, ce qui permet d’ajuster les paramètres de fonctionnement du ou de chaque brûleur 110 et de la pompe 26 pour atteindre une température de réaction optimisée, par exemple de l’ordre de 1250 °C.

En pratique, l’ajustement du rapport du débit du gaz combustible et de gaz comburant fourni au brûleur 110 permet d’ajuster la taille et la puissance de la flamme F. La quantité de gaz comburant est ajustée pour éviter une combustion complète, ce qui permet au processus de gazéification de se produire au sein de la chambre 8 en convertissant les matières organiques en gaz de synthèse.

Une conduite 170 relie le réservoir 160 à une électrovanne trois voies 172 qui permet de diriger l’écoulement E de gaz de synthèse soit vers un réservoir externe 200, à travers une portion de conduite 174 et un connecteur 176, soit vers l’électrovanne trois voies 120 à travers une autre portion de conduite 178.

Dans le premier cas, le gaz de synthèse est stocké dans le réservoir 200, qui ne fait pas partie de l’installation 2, en vue de son utilisation dans une autre installation ou ultérieurement dans l’installation 2, par exemple comme gaz combustible.

Dans le deuxième cas, le gaz de synthèse de l’écoulement E participe à l’alimentation du brûleur 110 en gaz combustible et permet de traiter la suite du flux F1 de boue chargée en matière organique qui parvient dans la chambre de combustion 8.

L’une au moins des vannes trois voies 120 et 172 est avantageusement une vanne proportionnelle, ce qui permet de piloter le débit de gaz de synthèse re-circulé vers le brûleur 110, en fonction des besoins en gaz combustible dans ce brûleur.

L’enveloppe 10 et la cuve 142 sont chacune équipée d’une sonde de température 180, respectivement 182, permettant de connaître la température à l’intérieur de la chambre de gazéification 8 et la température du liquide caloporteur.

Les électrovannes 34, 46, 48, 56, 58, 62, 86, 120 et 172 permettent un fonctionnement automatisé du dispositif 6, en étant commandées par l’unité électronique 28, par la mise en œuvre d’un programme informatique exécuté par le microcontrôleur 30. Toutefois, en variante, ces électrovannes peuvent être remplacées par des vannes à commande manuelle.

Le dispositif de gazéification 6 présente l’avantage d’une bonne compacité et d’une relative simplicité, ce qui permet de maîtriser son coût de fabrication et d’exploitation. Ceci permet également son intégration au sein du conteneur maritime 4, afin de constituer l’installation mobile 2.

Les connecteurs 20, 98, 114, 118 et 176 sont représentés de façon schématique dans les parois du conteneur 4 pour montrer qu’ils constituent la limite de l’installation 2. Ils peuvent effectivement être intégrés dans ces parois ou, en variante, être placés sur une platine disposée à l’intérieur du conteneur maritime 4 et accessibles lorsque l’une des portes de ce conteneur est ouverte.

Dans le deuxième mode de réalisation représenté partiellement à la figure 2, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références. En outre, si un composant du dispositif de gazéification ou de l’installation est mentionné dans la présente description sans être représenté sur la figure 2, il s’agit du même élément que celui portant la même référence sur la figure 1. Dans ce qui suit, on décrit principalement ce qui distingue ce deuxième mode de réalisation du premier mode de réalisation

Dans le dispositif de gazéification 6 du deuxième mode de réalisation, le préchauffeur 64 du premier mode de réalisation est remplacé par un séparateur 264 alimenté avec le flux F1 par le tronçon 22b de la conduite 22. Le séparateur 264 est traversé par la conduite 70 d’évacuation de gaz de synthèse G _s sortant de la chambre de gazéification 8, cette chambre de gazéification étant construite sur le même principe que celle du premier mode de réalisation. La conduite 70 est raccordée à une entrée 266 située en partie basse d’une enveloppe cylindrique 268 du séparateur 264 et se prolonge à l’intérieur de cette enveloppe, comme représenté en traits pointillés à la figure 2, jusqu’à déboucher par une sortie 269 vers un échangeur de chaleur 270. La sortie 269 est prévue en partie haute de l’enveloppe 268.

L’échangeur de chaleur 270 est alimenté, à flux inversé, par la conduite 112 d’alimentation de la chambre de gazéification en gaz comburant G1. Ainsi le gaz comburant G1 et le gaz de synthèse G _s se croisent dans l’échangeur de chaleur 270.

L’échangeur de chaleur 270 permet, grâce à la chaleur résiduelle du gaz de synthèse G _s sortant du séparateur 264, de réchauffer le gaz comburant G1 avant qu’il ne pénètre dans le brûleur 110, ce qui améliore l’efficacité de la combustion.

Sur le trajet du gaz de synthèse G _s sortant de la chambre de gazéification 8 par la conduite 70, l’échangeur de chaleur 270 est situé entre le séparateur 264 et le filtre cyclonique 150.

Le séparateur 264 est alimenté avec le flux F1 de boue à travers une entrée 272 située à mi-hauteur de l’enveloppe 268 et sur laquelle est raccordée le tronçon 22b. Une sortie 274 pour la boue épaissie est prévue en partie basse du séparateur 264. L’eau contenue dans la boue du flux F1 tend à se vaporiser au contact de la conduite 70 à l’intérieur du séparateur 264 et est évacuée vers l’extérieur de l’enveloppe 268 à travers une sortie 276 protégée par une grille 278. La sortie 276 est raccordée à une conduite 280 qui permet d’amener la vapeur d’eau collectée dans le séparateur 264 vers la chambre de gazéification 8 ou, en variante, de l’évacuer vers une autre partie de l’installation 2. Ainsi, le séparateur 264 permet de séparer une partie de l’eau présente dans la boue acheminée par le tronçon 22b de la conduite 22 du reste de cette boue qui sort du séparateur, sous une forme épaissie, par la sortie 274.

La boue épaissie sortant du séparateur 264 est amenée par le tronçon 22c de la conduite 22 à un convoyeur 284 à vis sans fin 286 qui alimente l’injecteur 24. Un broyeur 290 de déchets solides alimente le convoyeur 284, en parallèle du séparateur 264.

Ainsi, le dispositif de gazéification 6 du deuxième mode de réalisation permet de traiter à la fois des déchets solides et de la boue épaissie qui sont amenés au tube d’injection 90 de l’injecteur 24. Dans ce cas, les dimensions internes de l’injecteur, notamment, la section du tube d’injection 90, sont adaptées à la taille des déchets broyés et à la viscosité de la boue épaissie.

Un élément 294, constitué de deux troncs de cône creux et superposés 294a, 294b reliés par des pattes 294c, est positionné au niveau du débouché du tube d’injection 90 dans la chambre de gazéification 8. Les deux troncs de cône creux convergent vers le bas. Ils débouchent vers le haut et vers le bas. Cet élément 294 a plusieurs fonctions. Il permet de diriger la flamme du brûleur 110 vers la boue à traiter et de contenir la zone de réduction des matières injectées, afin d’éviter un contact direct de ces matières avec la paroi réfractaire de la chambre. Un tel élément 294 peut également être utilisé dans le premier mode de réalisation.

Quel que soit le mode de réalisation, l’invention est susceptible d’être adaptée à ces conditions réelles d’utilisation, tant en termes de structure qu’en termes de fonctionnement.

Selon une variante non représentée de l’invention, l’extrémité 90a est équipée d’une tête de projection des boues de l’écoulement F1 au sein de la chambre de gazéification 8, auquel cas cette tête de projection constitue le débouché de l’injecteur 24 dans la chambre 8.

Selon une autre variante non représentée de l’invention, le réservoir 160 peut être omis, les conduites 70 et 170 être reliées directement l’une à l’autre, les sondes 162 à 168 étant alors branchées sur l’une de ces deux conduites.

Les cendriers 14 et 152 et les appareils d’extraction associés 16 et 164 peuvent être remplacés par d’autres matériels équivalents.

Selon une autre variante non représentée de l’invention, la surface S10 de l’enveloppe 10 présente une largeur croissante de bas en haut sur toute sa hauteur H.

En variante, la surface S10 n’est pas à symétrie de révolution autour de l’axe Z8, tout en conservant une largeur croissante de bas en haut, sur une partie au moins de sa hauteur.

En variante, les réservoirs à vessie 42 et 44 sont remplacés par d’autres réservoirs sous pression, par exemple des réservoirs à piston ou des pots à air sous pression.

En variante, le filtre 150 n’est pas un filtre cyclonique mais un filtre d’un autre type, tel que par exemple un filtre à manche ou un filtre à bougie. Le nombre de filtres en aval du collecteur 130 peut, en outre, être supérieur ou égal à 2, avec des filtres en cascade, de même type ou de types différents.

En variante, l’agitateur 92 peut être mobile en translation parallèlement à son axe longitudinal, en plus de ou à la place de, en rotation autour de cet axe. Selon encore une autre variante non représentée de l’invention, le dispositif de gazéification 6 est installé à posté fixe, sans être monté à l’intérieur conteneur. Ceci peut être opportun en un lieu ou des boues chargées en matière organique sont produites de façon régulière et continue.

L’invention est décrite ci-dessus dans le cas de sa mise en œuvre pour la gazéification d’un produit fluide, de type boue ou équivalent, mais elle s’applique également à la gazéification d’un produit solide ou d’algues, moyennant un aménagement de la conduite d’amenée 22, des équipements qui y sont raccordés, de l’injecteur 24 et de la pompe 26.

Les modes de réalisation et les variantes envisagés ci-dessus peuvent être combinés pour générer de nouveaux modes de réalisation de l’invention, dans le cadre des revendications annexées.