Procédé PowerPlast

Le traitement des déchets plastiques

Depuis les années 1950, plus de 150 millions de tonnes de plastiques se sont accumulées dans les océans, formant presque un continent et se répandant sur les plages.
Même si ce fameux 7ème continent serait finalement assez peu perceptible à l’œil nu, il s'agit néanmoins d'une pollution massive qui, si des solutions drastiques ne sont pas trouvées rapidement, pourrait conduire à avoir plus de plastique que de poisson dans les océans (source Fondation Ellen McArthur).
Le ramassage des plastiques qui seront ensuite transformés pourra créer des emplois grâce à la mise en place de centres de recyclage dédiés sur un territoire.
Des produits issus de cette transformation pourront également être développés (il reste par exemple des résidus de carbone à partir desquels créer de nouveaux produits).
Une des possibilités scientifiquement prouvée est de transformer le plastique en carburant.

Le petrole revient au petrole

La pyrolyse des déchets plastiques est un chauffage sans oxygène permettant de recycler ces déchets en carburant et en gaz.

Il faut bien différencier les termes "Pyrolyse" et "Incinération":

  • Pyrolyse est réalisée sans flamme et en absence d'oxygène. Exemple votre four ménager en mode pyrolyse
  • Incinération est réalisée avec flamme en présence d'oxygène. Exemple votre cheminée ou insert de salon

Il est important de préciser que la pyrolyse ne produit pas de Dioxine contrairement à l'incinération qui comporte ce risque.

Pour cela la pyrolyse s’appuie sur le procédé de craquage thermique qui va permettre de décomposer le plastique pour en récupérer du diesel et de l'essence pour alimenter entre autres le pyrolyseur lui-même, des générateurs électriques ou des moteurs de bateaux.
La machine de pyrolyse génère aussi des gaz légers non condensables qui sont purifiés par le procédé PTC System à la suite du pyrolyseur pour fournir de l'énergie électrique par cogénération ou simple combustion avec rejet des gaz purifiés en cheminée.

La composition gazeuse issue de la pyrolyse de déchets plastiques varie selon leur nature: Source INRS

Schéma de l'unité de traitement thermique des déchets plastiques

Les modules Biogreen et GasWash sont tous deux brevetés.

Module de pyrolyse breveté "Biogreen" - Traitement thermique des plastiques

Ce module de pyrolyse Biogreen permet un traitement de 1,8 tonne/jour (75 kg/h) de déchets plastiques broyés.

La pyrolyse plastique est un procédé de distillation permettant de transformer des déchets plastiques en carburant.
Les déchets sont chauffés à plus de 400°C dans le pyrolyseur et se transforment en vapeurs récupérées par condensation.
Selon les températures de condensation (refroidissement) de ce gaz, on obtient différents types de carburant :

      • entre 390 et 170°C, le gaz condensé produit une huile.
      • entre 210 et 20°C, le gaz condensé produit le bio-oil (incorporable au diesel).
      • en dessous de 20°C, il reste du gaz résiduel incondensable

Ce procédé qui n’inclut pas de combustion, est autosuffisant en énergie et produit environ 0,9 litre de combustible par kilogramme de plastique (Pour mémoire 1 kg de plastique représente ~50 bouteilles d'eau) traité dont 2/3 de diesel pour 1/3 d'essence dans certaines conditions de distillation.

La part gazeuse est composée:

  • Combustibles neutres chimiquement tels les hydrocarbures légers non condensables
  • Substances à caractère fonctionnel tel que les acides (chlorhydrique, cyanhydrique, fluorhydrique,...), l'ammoniac, des oxydes d'azote, le dioxyde de soufre, l'hydrogène sulfuré, etc...

Le résidu carboné Biochar sera inerté dans du béton pour la confection de plots immergeables, éléments de digues, quais ou autres...

Module de lavage breveté "GasWash" - Traitement de purification des gaz

P.T.C. system est une technologie nouvellement brevetée pour la purification de compositions gazeuses, liquides ou sous forme d'aérosols vésiculaires contenant des polluants nuisibles à la santé et à l'environnement ou simplement malodorants.

  • Les polluants sont des Composés Inorganiques Volatils (CIV)
    • CO2, COS, NOx, acides halogénohydriques, H2S, SO2, SOCl2, SO2Cl2, etc...
  • Les polluants sont des Composés Organiques Volatils fonctionnels (COV)
    • amine, amide, nitrile, aldéhyde, cétone, ester, acide carboxylique, alcool, thiol, disulfure, thioester, les composés organiques halogénés, le phosgène
      et l’acide cyanhydrique, etc...

Ce procédé "One-pot" innovant consiste donc à capter les polluants gazeux dans un traitement physico-chimique dont les effluents liquides sont par la suite digérés par le processus de bio-épuration aérobie.

L’originalité du procédé réside d’une part dans le choix du réactif qui se combine aux polluants à traiter et d’autre part dans la destruction finale naturelle biologique naturelle ou en station d’épuration ne générant pas de nouvelle pollution gazeuse.

Exemple d'installation de lavage:


Exemple de tour de lavage horizontale Waterleau/Socrematic

Le procédé se caractérise par un lavage physico-chimique du flux gazeux vicié à contre courant à l'aide de solutions aqueuses alcalines, à l'intérieur de la tour de lavage.

L'agent neutralisant basique est ajouté à l'eau afin d'accélérer le transfert gaz-liquide, et ainsi augmenter l'efficacité du traitement.

L'addition complémentaire d'un réactif spécifique contribue à son tour, non seulement à intensifier ce processus de transfert, mais aussi à régénérer les eaux de lavage en modifiant chimiquement les molécules absorbées qui possèdent la propriété d'être inodores et biodégradables.

La tour est équipée d’une pompe de recyclage et garnie de matériau inerte qui favorise le contact gaz-liquide.

Le pied de la tour sert de volume de rétention et de bâche d’aspiration de la pompe de recirculation des bains.

Le module GasWash peut être alimenté en eau de mer filtrée car les minéraux formés sont de même nature que ceux présents dans l'eau de mer. Seul point important, surveiller les concentrations limites de saturation.

Le traitement du flux gazeux par PTC System permet de séparer:

  • Les combustibles neutres chimiquement tels les hydrocarbures légers et autres non condensables.
  • Les substances à caractère fonctionnel tel que les acides (chlorhydrique, cyanhydrique, fluorhydrique,...), l'ammoniac, des oxydes d'azote, le dioxyde de soufre, l'hydrogène sulfuré, etc...

Dans ce processus les gaz combustibles neutres chimiquement sont injectés dans la chaudière de cogénération tandis que les substances gazeuses nuisisbles à l'environnement sont éliminées dans la phase aqueuse de la colonne de lavage.

PowerPlast sur le terrain opérationnel

Cette unité de lavage des gaz est complémentaire de l'unité de pyrolyse pour lui apporter une sécurité environnementale de l'émission des gaz à l'atmosphère.
L'ensemble des deux modules est logé en containers qui peuvent être installés soit:

  • Sur le terrain
    Sur une aire aménagée près d'un lieu de stockage des déchets plastiques.
  • Sur un camion plateau
    Chaque module en container sera donc mobile pour accéder aux divers lieux de stockage des déchets. Il pourra fournir de l'énergie électrique ou thermique locale.
  • Sur un bateau
    L'ensemble sera mobile en mer en mode cabotage.
    Le carburant liquide résultant du traitement des plastiques sera utilisé en partie pour le moteur de ce bateau en lui assurant ainsi une bonne autonomie.

    Il est possible de récupérer les calories sur l'échappement du moteur marin.
    La température de sortie des gaz 450 à 500°C en moyenne pour un diesel injection indirecte, 550 à 580°C pour un injection directe.

    Les gaz d'échappement seront ainsi dirigés et joints aux gaz du pyrolyseur pour traitement par le module GASWASH, l'ensemble pouvant participer à la production d'électricité par la turbine électrique.

L'intérêt du recyclage des gaz d'échappement du moteur marin réside dans la combustion de ses imbrûlés et une bi-combustion des fumées permettant de limiter la pollution du bateau avec 0 émission de CO2.

Le stockage d'une production électrique est envisageable dans des batteries.
Il est également envisageable d'utiliser cette énergie électrique en fourniture externe.


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