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PROCEDE ET INSTALLATION D'EXTRACTION ET DE MISE EN
VALEUR DE TOURBE PAR DESHYDRATATION MECANIQUE
DE TOURBE BRUTE.
L'exploitation de tourbières était basée uniquement depuis longtemps sur le séchage à l'air libre de la tourbe brute extraite des marais . Cette exploitation dépend entère- ment des intempéries et , par suite est d'un rendement aléa- toire . De plus , l'importante main d'oeuvre à laquelle il faut inévitablement faire appel ,rend le produit final coûteux le séchage naturel n'est donc pas indiqué dans un procédé ayant' pour but l'exploitation industrielle de tourbères.
Les nom- breuses recherches entreprises pour arriver à remplacer le sé-
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-chage naturel par un procédé de séchage artificiel et pour don- ner, en conséquence ,une base sure à l'industrie de la tourbe ont échoué devant les difficultés que présentait l'élimination de l'eau contenue dans la tourbe brute.
Ces difficultés pro- viennent non seulement de la nécessité d'enlever à la tourbe brute de très grandes quantités d'eau , mais aussi de l'extrisian- ce d'une extraordinaire affinité " entre cette eau et les par- ticules de tourbe*
La méthode de deshydratation par compression est la méthode la plus simple pour séparer l'eau et la tourbe dans la tourbe brute .Cette méthode permet de dépenser le minimum d'é- nergie car elle n'exige pas ,par exemple , le chauffage néces- saire à la transformation de l'eau en vapeur . En vaporisant l' eau on perd de grande s'quantités d'énergie sous forme de cha- leur latente . Cependant du fait que l'eau est retenue si for- -tement dans la tourbe brute , la déshydratation par compression ne peut être pratiquée d'emblée .
Il faut ,au préalable , rédui- -re cette " affinité .'1 et , en même temps donner à l'eau la pos- sibilité de s'écouler du gateau comprimé en mettant à sa dispo- sition des cana= de drainage . Dans ce but ,on subdivise la tourne brute en petits morceaux qui sont enrobés de poussier de tour-be de qualité voulue il doit être granuleux , dur et tel qu'il ne puisse absorber de fortes quantités d'eau . A la suite de ce traitement de la tourbe brute . l'eau peut être éliminée par compression . sans difficultés .
Le poussier de tourbe bru- te détruit plus ou moins la " liason " entre l'eau et la tourbe-- il permet aussi l'écoulement de l'eau de l'intérieur vers l'ex- térieur du gateau comprimé ; le poussier forme dans le gâteau un ensemble de canaux que l'eau emprunte pour s'écouler.
Le procédé est essentiellement simple ; cependant de grosses difficultés se sont présentées quand on a voulu l'appli-
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-quer à une exploitation industrielle .'Ces difficultés sont apparues non seulement à l'application du procédé lui-même mais lors de l'établissement des machines et des dispositifs nécessai- -res à son application . Toutes ces difficultés seront aplanies grâce à l'invention suivante ; l'on indiquera :en effet de nouveaux procédés et dispositifs assurant un fonctionement ab- solument sur et permettant d'augmenter notablement la produc- tion des exploitations de mise en valeur de tourfbières.
Les particularités suivantes doivent être considérées si l'on désire donner un aperçu des problémes rencontrés et de la manière dont ils ont été solutionnés.
Le poussier d'adjonction devient humide. µ en surfaces ! pendant la déshydratation et ,de ce fait , une certaine quanti- té del'eau libérée par la tourbe brute est absorbée par ce poussier . On a établi, à la suite dressais , que la teneur en eau du poussier passe , suivant la nature de la tourbière , de 10%. 20%. avant compression ,à 42%.45%. après compression.
Lteau retenue par le poussier d'adjonction ne s'écoule plus.
Dans le cas où la tourbe brute ne peut libérer qu'u- -ne quantité déterminée d'eau , l'écoulement doit diminuer si, le poussier adjoint en plus grande quantité retient en lui et des lors dans le gâteau une plus grande quantité d'eaux
L'eau contenue dans le poussier et celle restant encon- -re dans la tourbe brute doivent être enlevées par séchage ul- térieur ; on utilisera ,par exemple , pour cette opération les vapeurs d'échappement les séchoirs en conséquence )seront fortement chargés ;
les quantités de vapeur utilisée et parsui- ete, les quantités de tourbe de foyer , sont augmentées , et la production de la fabrique est diminuée en proportion
Jusqu'ici on s'efforçait , en tenant compte du raison- -nement précédent , de n'employer , pour la déshydratation , que
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la quantité de poussier de tourbe strictement nécessaire pour assurer l'écoulement de l'eau d'une manière propre et régulière et pour empêcher que la tourbe brute ne sorte des caissons , pen -dant la compression . On veillait à ce que le poids de pous- sier de tourbe adjoint soit maintenu à environ 10%,et même moins , du poids de tourbe brute à laquelle il était mélangé .
Pour que cette quantité réduite donne des résultats pratiques la déshydratation ,on comprimait dans des caissons de capacité minime De cette manière , les trajets que l'eau contenue dans la tourbe brute doit parcourir pour s'écouler de l'intérieur vers la surface du gateau comprimé, étaient courts .
Si l'on uti -lisait des caissons de dimensions plus grandes et des quanti- tés de posssier à la limite inférieure de celles qui ,en géné- ral , rendent la déshydratation possible ,le noyau des gateaux comprimés restaient humides
Pour que les caissons n'aient pas des dimensions supé- rieures à celles que jusqu'alors on avait considéré comme maxi- ma , on construisait des presses de déshydratation présentant unensemble de petites chambres de compression , Ces presses sont , par exemple ,les presses dites circulaires et à ruban .
Dans les presses hydrauliques , on cherchit à améliorer le ren- dement en subdivisant les caissons par des cloisons assurant l'é coulement de l'eau de la matière à. déshydrater suivant de courts trajets . On pensait que grâce à ces compressions subdivisées , le procédé de déshydratation devait être amélioré.
La présente invention est caractérisée par le fait que la déshydratation de la tourbe brute ne se fait pas après adjonc -tion d'une quantité aussi réduite que possible de poussier mais ,bien au contraire , on travaille avec un excédent nota- ble de poussier . De plus , le mélange devenu riche en poussier s'et déshydraté dans des caissons de grandie capactié.- Des ex-
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-péruebcesm et une étude poussée du procéda de déshydratation ont permis d'étadir qu'on n'a pas saisi jusqu'ici quelles de- vaient être les meilleures conditions de fonctionnement Des essais méthodiques ont montré que lorsqu'on augmente la quanti- té de poussier adjoint la quantité d'eau drainée augmente au lieu de diminuer.
Au schéma 1 , on a indiqué en diagramme les résultats de la déshydratation de la tourbe brute après adjonc -tion d'une quantité de poussier variant entre IOet 20% ,Dans ces essais on a comprimé une tourbe brute de formation anchienM ne ,ne contenant presque pas de fibres et dont la teneur en eau était de 90%;
le poussier avait une teneur en eau de 14% Lorsqu'on mélange un poids de poussier égal au dixième du'poids( de la toube brute. il y a-en poids- d'apràs calculs, 8,6 parties de tourbe sèche dans le poussier , pour 10 parties de , tourbe sèche dans la tourbe brute Si l'on ajoute 20% de pous -sier il y a 17,2 parties de tourbe sèche dans le poussier pour 10 parties de tourbe sèche dans la tourbe brute * .Cette 'juxta- position de chiffres caractérise particulièrement bien le mé- lange,,
Le pourcentage de 10 à 20 du poussier d'adjonction est porté sur l'axe des abcisses ; la teneur en eau ,'après compression est représentée en % sur l'axe des ordonnées ;
pour chaque pourcentage de poussier , on a pointé les résultats de deux essais ; les points figurant les moyennes de ces résultats ont été joints et on a ainsi obtenu des courbes dont la signifi cation est donnée ci-après*
La courbe A montre que la teneur en eau du gateau com- primé tombe de 55,2 à 45%. lorsque le poids de poussier ad- joint passe de 10 à 20% du poids de la tourbe brute traitée.
La courbe représente en grammes les quantités d'eau extraites Cette courbe monte quand on augmente d'adjonction
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de poussier de 10 à 20% . Alors que 5450 gr. d'eau s'écoulent de 8000 gr. de tourbe brute après ajoute de 10%. de poussier , la tourbe brute perd 5650 gr.d'eau quand on ajoute 20% de pous- sieur Cette augmentation de 200 gr. de l'eau éliminée peut , à première vue ,paraître insignifiante mais il ne faut pas oublier que 8000 gr de tourbe ne contiennent que 800 gr de ma- tiére sèche Le poids de 200 gr.d'eau , comparé au poids de 800 gr. de matière sèche t acquiert aussitôt une signification toute particulière.
En effet si , par exemple ,la quantité de tourbe brute traitée journellement dans une usine est de 1000 tonnes et si la quantité de poussier d'adjonction est de 10%.il faut vaporiser tous les jours 25 tonnes d'eau de plus que si la quantité de poussier d'adjonction était de 20%; cet- te quantité d'eau exige l'emploi dans des séchoirs à vapeur d'environ 35 tonnes de vapeur d'échappement et pour les produi- re il faut brûler sur le foyer au moins 20 tonnes de matière comprimées. Ce combustible est perdu pour le t-raitement sub- séquent et la production de la fabrique de briquettes est dimi- nuée journellement de 8 à 10 tonnes .
En outre , la particulaité suivante est également importante :la tourbe brute est rendue notablement plus sèche lorsque la quantité de poussier adjoint est supérieure à celle qui est juste nécessaire.
Il y a lieu de remarquer ici que le poussier s'hydra- te jusqu'à ce que il ait une teneur en eau que les essais ont montré être de 42%. Si l'on mélange plusde poussier , on enlè- vera à la tourbe brute d'autant plus d'eau que la quantité mé- langée est plus grande puisqu'elle absorbe plus d'eaux
Ce fait n'est évidemment intéressant que pour autant que l'écoulement de l'eau soit resté le même ou ait augmenté. la courbe .0 montre de combient tombe la teneur en eau
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de la tourbe brute déshydratée ; elle donne en % le 'degré de déshydratation de la tourbe brute -Apres déshydratation avec:
10% de poussier , le tourbe brute a une teneur en eau de 62,5% elle n'a plus qu'une teneur de 49,5% quand l'adjonction de pous -sier atteint 20%.Si l'on prolonge la courbe au dela de 20% on peut admettre que la tourbe brute aura la même teneur en eau que le poussier hydraté , c'est à dire 42%, dans l'exemple précédent , pour une adjonction de 25% Si l'on augmente encore le pourcentage de poussier adjoint , la déshydratation dlit se passer d'une manière moins favorable.
Le fait que pour une plus forte adjonction de pous- sier. la tourbe brute devient notablement plus sèche que pour une adjonction moins conséquente , est très important pour l'ex- ploitation .En effet. la matière comprimée contient deux subs- tances : de la tourbe déshydratée et du poussier hydraté .La différence de teneur en eau de ces deux substances est de 17%. si l'on ajoute 10% de poussier et seulement de 7,5% si 1',on a- joute 20% de poussier Cette particularité a son importance pour le traitement ultérieur ;
le séchage de la masse comprimée Il est.difficile de sécher presque également , c'est à dire d'a- mener presque au même niveau , 9 la teneur .en eau des deux compo- ëants d'une matière quand les teneurs en eau de ces composants sont fort différentes Plus la différence de la teneur en eau d des composants est faible , plus le séchage sera aisé , plus le produit final sera régulièrement pareil à lui même et plus grande sera sa qualité.
Il faut encore remarquer que plus la tourbe brute se trouvant dans la matière comprimée est sèche ,plus il est facile de déshydrater cette dernière c'est à'dire mieux elle ; peut être moulue et tamisée
L'avantage le plus remarquable qu'offre pour la déshy-
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-dratation par compression une adjonction plus importante de poussier ,consiste en ce qu'elle permet d'utiliser des presses de grande capacité La forte teneur en poussier du mélange as- -sure en effet la présence d'un grand nombre de canaux de (traînage à l'intérieur du gâteau ,
de sorte que la distance en- -tre le milieu du gateau et l'extérieur n'a plus qu'une impor -tance négligeable* L'intérieur du gâteau se déshydrate au mê- me degré que les couches extérieures . Les dimensions des caissons des presses peuvent être choisies à volonté. Il n'est plus nécessaire de subdiviser la chambre de compression , com- me il est fait dans les presses circulaires et à ruban de sor- -te qu'on peut se passer de ce type de presse avec sa cons- truction massive et ses difficultés techniques d'exploitation .
On les remplace par des presses hydrauliques dont la conmstruc- tion est très simple et de fonctionnement sur .Au lieu d'une presse avec son ensemble de , par exemple , 48 chambres de compression , 48 petits caissons ,48 pistons inférieurs et 48 pistons supérieurs , on prévoit une seule et unique presse hydraulique dont le caisson aura par exemple ,4 à 5 M3 de con- tenance .On comprendra facilement qu'une presse à un seul cais.
-son fixe est plus stable et aura un fonctionnement plus sur qu'une presse à 48 subdivisions qui ,pendant la compression , sont continuellement en mouvement .
Mais Davantage principal des presses à grande capaci- te et mues hydrauliquement est que l'on peut varier le mouve- ment du piston de compression par des moyens très simples . Il faut conduire la compression d'une manière spéciale pour chaque tourbe , suivant la nature du malais; , ce qui est aisément et exactement praticable'lorsqu'on utilise un piston de compres- sion mu hydrauliquement e Par contre dans les presses mécani- -ques, même si celles sont équipées de régulateurs hydrauliques
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de pression ,on ne peut Varier cette dernière suivant la na- ture de la tourbe traitée.
Il faut donc ,comme nous venons de l'établir a- jouter une quantité de poussier telle qu'elle contient plus de tourbe sèche que la tourbe brute à laquelle elle est mélaù- gée. Dans ces conditions la déshydratation mécanique ne peut être réalisée dtune manière économique que si le poussier sec d'adjonction peut être pris dt repris ,d'une façon continue ), au cours même de la fabrication . Il faut , en outre , quau moment où il est repris et où il est utilisé il ait les quali- -tés voulues pour le fonctionnement régulier du procédé.
A la mise en marche d'une nouvelle usine , on ne dispose évidemment pas de poussier provenant de la fabrica- tion .Dès lors on doit utiliser , comme matière d'adjonction le poussier provenant de briquettes sèchées à l'air lib re ce dernier n'a pas. tout à fait les qualités requise $ mais si on règle convenablement les appareils , le poussier produit par l'usine va en s'améliorant ,et bientôt, il devient tel etre qu'il peut"utiloisé comme poussier d'adjonction en remplace- ment du poussier de secours.
Pour reprendre dans la matière comprimée , le meil- -leur poussier voulu il faut la traiter plus avant .Elle doit être subdivisée ,. broyée , tamisée et séchée de manière convenable .Quel que soit le but de la fabication, il faut toujours, avant tout et de la même façon ,reprendre le pous- -sier , qu'il s'agisse : I/ de bruler directement la matière pressée sur des grilles.. par exemple , dans des centrales ,dans l'état où elle sort de la presse.
2/ de fabriquer du poussier de tourbe qui sera brûlé sous cet- -te forme.
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3/ de fabriquer des briquettes de tourbe.
4/ de cokéfier des morceaux de tourbe fabriqués avec la matière pressée.
Comme la fabrication de briquettes vient en première ligne , nous décrirons d'abord'' les bases de cette mise en va- leur particulière de la tourbe ; nous décrirons plus loin la fabrication du coke de tourbe.
Dans le cas de la fabrication de briquettes ,lama- -tièrwe comprimée doit être traitée de la manière suivante : 1/ Une partie doit être amenée aux chaudières ou elle servira à la production de la vapeur nécessaire à l'alimentation des machines.et des séchoirs.
2/ du fait que la matière pressée contient une grande quantité de poussier d'adjonction il y a lieu d'employer une grande par- tie du gateau comprimé pour reformer ce poussier.
3/ le restant peut servir à la fabrication de briquettes.
La partie de matière pressée qui doit être conduite aux chaudière ? , peut être utilisée telle qu'elle ,c'est à dire avec la teneur en eau qu'elle possède quand le gateau comprimé est désagrégé .Le poussier d'adjonction et la matière destinée à la fabrication de briquettes doivent au contraire avoir une teneur en eau comprise entre 10 et 20%.En conséquence ,la pat de matière pressée qui doit servir comme poussier et pour la fa- brication des briquettes doit être préalablement séchée .
Il est commode et utile d'assurer ce séchage par la chaleur récupé- rable à la centrale par exemple , par utilisation de la vapeur détendue , après passage dans les machines ,par utilisation des gaz.d'échappement des foyers ou par emploi simultané de ces deux sources de chaleur La. matière pressée et séchée est alors sub- divisée en fin et menu.Le menu estoonduit aux pressés à bri- quettes , et le fin ,comme poussier d'adjonction retourne à
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l'installation de déshydratation Si le tamisage produit plus de fin qu'il n'est nécessaire pour la déshydratation ,le sur- plus , mélangé au menu , va également aux presses à briquettes,
Même si l'on s'en tient strictement aux conditions d de fonctionnement exposées ci-dessus on aura bien vite l'oc- -casion de faire la constatation que le fonctionnement a lieu d'une manière beaucoup plus favorable et avec un meilleur rendement à la mise en marche de l'usine qu'après quelques heures de fonctionnement ( mises en marche après repos plus ou moins prolongés et non mise en marche initiale de l'usine)
Le rendement de la déshydratation tombe et , en con- -séquence , la teneur en eau de la matière s'élève petit à pe- -tit et parfois arrive à dépasser le taux normal de plus de 5%.
Pour préciser ,la teneur en eau monte de 48,50% à 55% et plus quoiqu'après ce fonctionnement de quelques heures rien ne semble changé aux conditions de fonctionnements On a pu é- tablir que le poussier dtadjonction qu, à la mise en marche était froid ,devenait de plus en plus chaud , à la suite , notamment du passage de la matière comprimée dans les séchoirs de sorte qu'il peut arriver à être mélangé à la tourbe brute à la température de 50 à 60 degrés et plus.
Or le poussier froid est dur ; chaud ,au contraire, il est mou .Dur , le poussier n'absorbe pas d'eau et se trouve dans des conditions idéales pour la bonne marche du procédé 0 Si le poussier est mou leau s'écoule' lentement & elle est sale.
La présente invention permet d'augmenter et de sta- biliser le rendement grâ au refroidissement avant son mélan- -ge à la tourbe brute du poussier d'adjonction échauffé par son séchage à. la chaleur .Ce refroidissement pourrait être, assuré par emmagasinage plus ou moins prolongé du poussier.
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mais il est à prévoir que par suite de la mauvaise conductibi- lité de la tourbe , la durée de ce refroidissement ne soit très longue .Des lors , on devrait utiliser de grands magasins à poussier ; ce n'est pas à conseiller par suite du grand danger d'incendie qu'ils présentent .De plus , après refroidissement lent la tourbe ne possède pas les qualités nécessaires au bon fonctionnement du procédé.
On obtiendra un poussier ayant toutes les propriétés désirables si , aussitôt après séchage la matière séchée en- core chaude est complètement et convenablement aérée . Par cette aération on fait disparaftre les petites quantités de vapeur ,qui à la suite de l'évaporation de l'eau que contenait la tourbe , sont retenues dans les inégalités de surface des particules de poussier . On constate que l'aération du poussier permet de diminuer encore sans apport de chaleur la teneur en eau de la matière sèche de I à 2%.Si l'on n'enlevait pas ces petites quantités de vapeur elles se condenseraient aussitôt au refroidissement de la substance .
Il en résulterait qu'une partie du poussier deviendrait humide et molle et perdrait partiellement cette propriété si utile d'imperméabilité ou de non absorption.
Après cette aération , le poussier encore chaud ,se- -ra refroidi le plus rapidement possible ;de ce fait ,les particules de poussier deviennent particulièrement dures ;com- me ce refroidissement est rapide , les surfaces n'ont pas le temps de devenir unies ; lesgrains gardent au contraire la vur face ratatinée que leur a donné le séchage artificiel cette surface est dès lors relativement développée et favorise le drainage de l'eau pendant la compression.
Les appareils de séchage à plateaux utilisés dans l'industrie du lignite ,sont particulièrement bien appropriés
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pour l'aération et le refroidissement . Un réfrigérant à pla- teaux du même type est décrit à la fin de cette description Il est utile que le dispositif réfrigérant puisse assurer le refroidissement et du poussier d'adjonction et du produit à briquettes .
Les briquettes fabriquées avec une matiè- re première froide sont plus dures moins cassantes , et plus imperméables que celles fabriquées avec un produit chaude
Il y a d'ailleurs , à cette façon de faire un autre intérêt : comme nous l'avons vu, grâce à 1'aération , le sécha- ge est poussé plus avant ; en conséquence , suivant le cas et la les nécessités , on pourra diminuer la durée du séchage dans leµ séchoirs , ce qui a pour résultat de diminuer la chaleur néces- saire pour une quantité donnée de matière , d'améliorer et d'augmenter la production ;
Il semble logique de se procurer le poussier d'adjon- -tion nécessaire à la déshydratation de la tourbe brute par broyage de la matière séchée mais on a trouvé , par expérience que ce broyage était si dangereux par suite du risque de provo- quer des indendies , qu'il n'était pas possible de procéder de ' la sorte . On a remarqué , en outre , que le poussier obtenu aprés broyage de la matière comprimée et séchée, n'avait pas , les qualités requises pour le bon fonctionnement de la déshy- dratation .
Ce poussier en effet n'est pas aussi imperméable ou non absorbant qu'il est souhaitable pour permettre une déshy- dratation complète et régulière .Par contre , les grains de ma- tière n'ayant traversé aéchoirs et réfrigérants qu'après broyage sont mieux appropriés à une bonne déshydratation -Ils ont des surfaces ratatinées par suite du retrait et celles ci sont du- -res ,résistantes et continues .
L'eau que contient la tourbe brute ne peut traverser ces surfaces ; elle ne peut que la.ren- -dre humide , Au contraire , les particulesde poussier obtenues par broyage de 11a matière pressée et séchée à la/vapeur , pré- sentent une surface plus molle et plus chevelue qui permet un
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passage bien plus libre de l'eau à l'intérieur des grains pendant: la compression.
On peut supposer que les particules de matière pres- sée après leur passage par séchoirs et réfrigérants sont plus que probablement entourées d'une pellicule colloïdale fine et durcie qui ne se ramollit pas quand poussier et eau tiennent en contacte
Il faut s'efforcer par un traitement délicat, de favo- riser l'apparition de cette pellicule si l'on veut obtenir les meilleurs résultats à la déshydratation ,
L'invention consiste en ce que la matière comprimée est broyée à l'état humide quand la teneur en eau est de 48 à 50%. on évite ainsi : I/ Tout danger d'incendie 2/ La détérioration ou la destruction de la pellicule collolda- le des particules séchées formées par séchage et refroidisse- ment préalable.
Ce broyage de la matière préssée ne comporte pas la sé, paration des cheveux de la tourbe comme décrit dans le brevet allemand 469.603; il s'agit d'un broyage suffisamment poussé pour que l'on soit assuré d'obtenir ,après le séchage et le tant -sage subséquent , suffisamment de poussier d'adjonction pour le bon fonctionnement de la déshydratation
Il n'y a aucun inconvénient à broyer plas encore ', en effet l'excédent de pousier serait conduit le cas échéant , aux presses à briquettes en même temps que la matière particuliè -rement destinée à cette fabrication .La matière à briquettes contiendra alors des quantités assez considérables de fines par- ticules .
Les briquettes fabriquées avec ce mélange de poussier et de grains ,sont notablement plus dures et plus résistantes à l'eau que celles fabriquées avec des matières composées unique
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-ment de particules granuleuseso
La séparation des cheveux telle qu'elle est décrite dans le brevet allemand 469.603 , peut être obtenue par une , disposition judicieuse des appareils de broyage utilisée con- jointement avec un crible et également au broyage de la matière! pressée et encore humide. Les cheveux doivent être enlevés car ; ils se laissent difficilement broyer et leur présence ntest désirable ni dans la fabrication de la matière à briquettes ni dans celle du poussier d'adjonction.
L'invention consiste à subdiviser les gras gateaux provenant des presses de déshydratation ou bien à l'aide d'un grossier désintégrateur ou bien par Inaction d'une chaine à raclettes qui enlève le gateau d'un silo et conduit les mor- ceaux plus loin .. Au cours de cette subdivision le poussier est presqu'entièrement libéré Il n'en reste plus qu'une peti -te partie adhérent aux morceaux de tourbe brute . Comme nous l'avons vu , ce poussier libéré a une teneur en eau de 42 à
45%.
Il peut facilement être repris par tamisage avant broya -ge et être envoyé directement au séchoir chauffé à la vapeur ou aux gaz récupérés .Grâce à ce tamisage préalable , le tra- vail du broyeur est allégé de près de 50%.par rapport à ce- lui qu'il aurait a accomplir s'il devait broyer toute la matie -re pressée. Il pourra donc être simplifié et permettre une é- conomie appréciable de force motrice.
La partie du gateau pressé qui est ensuite envoyé au broyage se compose presqu'exclusivement de la tourbe brute dé- shydratée ; elle doit être broyée le plus possible . Dans cette opération les cheveux sont séparés Apres broyage , la matière est à nouveau tamisée et les morceaux qui ont traversés le moulin , sans être broyés , c'est à dire qui ont échappé à son action, sont envoyès en même temps que les chaveux aux chaudiè
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-res . Pour le chauffage de celle -ci, les gros morceaux con -viennent mieux que les mens, qui donnent à l'usage de gros -ses difficultés tout comme le lignite et la houille . Le me- nu est donc réuni au poussier d'adjonction récupéré lors du tamisage avant broyage et envoyé simultanément au séchoir .
Cet ensemble sera ensuite subdivisé en poussier d'adjonction et en matière pour la fabrication des briques-ces .
Le processus suivi à la préparation et au traite- ment ultérieur de la matière pressée est représenté au scnéma 2. La marche du procédé, de fabrication et le mouvement des masses se comprend par simple examen du schéma.
Si l'on doit cpkéfier des morceaux de tourbe fabri -qués avec la matière pressée , on n'envoie pas au séchoir le menu c'est à dire ce qui reste de la tourbe brute, broyée et tamisée pour enlèvement des cheveux et des gros morceaux , mais on le traite d'une autre façon. On le conduit à nouveau sur un tamis mais cette fois plus fin et on enlève les grains dont la grosseur est comprise entre 0 et 2 millimètres.
Ceux-ci adjoints au poussier récupéré lors du ta- misage , avant broyage , sont conduits au séchoir ; au con- traire , les morceaux petenus par le crible de 2 millimètres sont destinés à la fabrication du coke . Dans cet état cette matière ne peut cependant encore être bien moulée car oure les petits morceaux de tourbe brute ,elle contient encore du poussier très sec.
On obtieht une substance dont le moulage est aisé si on la rend pâteuse en la malaxant et la prétrissant ce qui est possible si on emploit par exemple , des broyeurs à Taeu- les, '
Plus on pousse ce pétrissage et ce malaxage , meil- leurs sont les produits pour la fabrication . Cette substance
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pâteuses , par moulage sous faible pression , à peu près comme on le fait dans la fabrication des briques de construction peut être moulée sous formes variées. Par ce malaxage ,la boue de tourbe qui subsiste encore dans la matière fine malgré la désh -dratation précédente , est mélangée uniformément dans la mas- se.
Ces morceaux moulés , séchés à l'air libre ou par un leger séchage artificiel bien conduit ,la chaleur étant mode-* rée , deviennent si durs sans se crevasser que même utilisés dans cet état ils peuvent servir de combustible dont la va- leur est très appréciable.
Après cuisson ces morceaux moulée donnent un co- ke très dur et en fragments de bonne grosseur La. pureté de ce coke est comparable à celle du meilleur charbon de bois mais il lui est supérieur au point de vue dureté et réstance
Pour enlever par compression , l'eau contenue dans la tourbe , il est toujours nécessaire d'utiliser des pres- sions spécifiques élevées .Comme nous l'avons déjà montré seules les presses à grands volumes de compression permettent un fonctionnement sur et économique .Par suite des grandes puissances nécessaires , la presse hydraulique est plus sûre.et mieux appropriée que la presse mécanique ,
car elle permet nota mment d'atteindre toujours la pression finale déterminée à-la construction de la machine et de ne pas la dépasser La pres- -sion finale sera atteinte , quelle que soit la nature la quantité de matière versée dans le caisson de la presse et le pourcentage de matière séché qu'elle contient ;
ces variables déterminent le volume final du gâteau comprimé On remarquera que lorsque l'opération est terminée ,c'est à dire après obten- -tion de la pression la plus forte ,les gâteaux ne peuvent presque plus être comprimés plus avant . Or dans une presse
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mécanique ,le volume final est déterminé par la caractéristi- que propre de la machine et de ce fait ,cette dernière est peu désignée à l'emploi envisagée
Pour la déshydratation de la tourbe et d'autresma- tiéres semblables , on se'sert en général de machines impor- -tantes .En effet , quand on songe que la tourbe a une teneur en eau de 85 à 90 , il est facile de comprendre , que l'on doit travailler de grosses quantités ,
si l'on veut que l'ins tallation soit rationaelle
En conséquence , ces grosses presses coûteuses ,doi -vent travailler aussi vite que possible , de manière à ce que l'industriel utilise au mieux le capital investi.
Il ressort de la description du procéda de déshydra- tation que le mélange de petits morceaux de tourbe brute et de poussier de tourbe ne peut être malaxé et écrasé ; en ef- -fet si tel était le cas , chaque fois que l'on retournerait la masse , les canaux capillaires seraient détruits en étant remplis et bouchés par des dépôts, de tourbe ,Le mélange doit être traité judicieusement , aussi bien pendant le chargement de la presse que pendant la compression du gâteau .Le rem- plissage du caisson doit se faire lagèrement et la pression ne doit être appliquée que dans un sens , afin que les parti- cules ne se déplacent pas l'une par rapport à l'autre en s'en chevêtrant , mais en se rapprochant simplement , Les condi- tions exigées sont telles que parmi les presses hydrauliques , seules ,
pourront être utilisé* , celles qui ont deux pla- teaux formant vis à vis.
Les procédés exposés ci-après , et qui sont à la ba- se de la présente invention ,permettent de traiter délicate- ment le mélange lors du remplissagedes caissons des presses. hydrauliques et de simplifier grandement les opérations de rem-
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-plissage de la presse elle-même , la compression proprement dite et l'expulsion du gâteau comprimé.
I/ Le mélange formant la matière à comprimer sera pris dans un chariot sans fond et mobile et sera glissé sur le plateau inférieur au moment ou ce dernier est dans sa po- sition supérieure , après expulsion du gâteau,
2/ Le mélange formant la matière à comprimer , sera , engagé dans le caisson de la presse par la descente du pla- -teau inférieur.
3/ Après fermeture du caisson de la presse par le plateau supérieur ,le mélange est comprimé.
4/ Après compression , les deux pistons sont soule- vés et le gâteau comprimé est expulsé par le chariot mobile avançant pouramener une nouvelle quantité de matière sur le plateau inférieur,,
Le procédé de déshydratation de la tourbe exige que d'autres précautions encore soient prises si l'on veut que la compression donne les résultats les plus favorables,,
Le schéma 3 montre la variation de la contrepression opposée par la tourbe en fonction du chemin parcouru par le con piston compresseur Cette courbe n'a été acceptée comme orme à la réalité qu'après un très grand nombre d'essais pratiques On y remarque que de A à B.c'est à dire pendant la plus grande partie du chemin parcouru , la contrepression est com- parativement minime ; au contraire dans la partie BC ,la contrepression monte très rapidement jusqu'à la pression maxi- mum.
Au schéma 4 , on montre la variation du chemin parcouru par le piston en fonction du temps * Comme au schéma 3 , on a également subdivisé le chemin parcouru AC en AB et BC. La par- -tie la plus longue AB est par courue en un huitième environ du temps total ; tandis que le chemin plus court BCsera par-
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-couru en sept huitième de ce temps ,c'est à dire tout parti- culièrement lentement ;les essais ont prouvé que si l'on agis -sait autrement au point de vue temps , pression et vitesse du piston , la déshydratation devenait moins bOnne . On s'ex- plique ainsi pourquoi il faut régler la compression d'apres la déshydratation qui s'accomplit concurement.
Si , par exemple on faisait avancer rapidement le plateau compresseur , on ris- querait de comprimer le poussier dans les morceaux de tourne brute ; ce qui lui ferait perdre ses propriétés d'agent de drainage , par suite de la disparition des canaux Pour que le mouvement du piston de la presse hydraulique permette , au- tant que possible ,de se rapprocher des conditions temps, es- pace parcouru , indiquées au schéma 4 , la première partie du chemin parcor doit se faire sous l'action d'une grande quantité d'eau qui , sans nul doute ,doit être sous pression relative -ment faible .La deuxième partie BC n'exige que peu d'eau par unité de temps mais cette eau doit être sous haute pression .
Les conditions exigées par une bonne déshydratation seront remplies au mieux , par l'emploi combiné de basse et de haute pression .Il faut en outre , comme l'indique le schéma 4 que la courbe ,pendant l'action de la haute pression , de ± en D, ait une forme se rapprochant d'une parabole..
Une variation parabolique sera obtenue si l'eau à haute pression, agit sur le piston inférieur , sans autre for- me de distribution spéciale ,en passant par un étranglement de section constante . Si , voir schéma 5 , p est la pression de l'eau ( haute pression ) , 18, l'étranglement dans la conduite d'amenée , la section de ce derniers px,la pression agissant sur le cylindre et correspondant à la contrepression de la matière comprimée,
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.9., la quantité d'eau qui s'écoule vers le cylindre sans te- -nir compte du coefficient de contraction qui est d'ailleurs constant et n'influe dès lors pas sur la forme de la courbe.
On a d=fÚ2g(p-px) L'espace parcouru peut donc représenter au schéma 4 les quan- tités q. La courbe des pressions par rapport au temps cor- respondra alors à une parabole.
Les schémas 5 et 6 représentent une presse hydrau- lique remplissant les conditions ci dessus exposées.
Au schéma 5,1 est le caisson de la presse: c'est un caisson pourvu de parois formant filtres; 2 est le plateau inférieur mis en mouvement par le piston plongeur ¯/; ce piston se meut dans le cylindre 4.1 est le rappel pour le plongeur 3;6 est le plateau supérieur mis en mouvement par le piston plongeur 7 .; ce dernier se meut dans le cylindre 8;9 est le, rappél pour le piston 7. Les plateaux 2 et sont unis de surfaces formant) filtres.
Le schéma 7 représente l'ensemble de l'installation hydraulique:1; est un silo ou la matière à comprimer est ame- née par un dispositif de transport adéquat. Sous ce silo se meut le chariot 11 qui peut rouler sur les rails 12 au moyen des roues 13. Le chariot est ouvert également par le dessous.
La fermeture inférieure en est assurée par une plaque bien lisse fixée au batis de la presse..Le chariot se meut sous l'action du piston hydraulique.15 glissant dans le cylindre 14 il est également rappelé par action hydraulique. 16 est une manche ou le gateau comprimé est déversé et 17 un dispositif de transport qui le conduit plus loin tout en le désintégrant
La presse agit comme suit: 1 ) Le plateau inférieur 2 et le plateau supérieur 6 sont tous deux dans leur position supérieure.
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2 ) Le chariot 11 avance et conduit la matière à comprimer au dessus du plateau inférieur, au dessus du caisson 1; le plateau est en effet au niveau supérieur de ce caisson qu'il ferme.
3 ) Le plateau 2 descend et entraine la matière à comprimer au dessus du plateau inférieur dans le caisson qui est plus ou moins rempli.
4 ) Le chariot retoune à sa place.
5 / Le plateau supérieur descend et ferme le caisson 1 à sa partie supérieure.
6 ) Le plateau inférieur s'élève, d'abord rapidement puis de plus en plus lentement, jusque la pression finale déter- minée à la construction de la presse. Cette pression finale peut être maintenue pendant un certain temps.
7 ) Le plateau 6 remonte et laisse le chemin libre au plateau
2. ce dernier s'élève et amène le gateau comprimé jusqu'au niveau supérieur du caisson 1.
8 ) Le chariot avance, pousse le gateau dans la trémie 16 et apporte une nouvelle provision de matière à. comprimer au des- sus du caisson et ainsi de suite.
Tous les mouvements longs et rapides sont faits sous l'action d'eau à basse pression ainsi: déplacement trans- versal du chariot, descente du plateau supérieur et montée du plateau inférieur vers le plateau supérieur jusqu'au mo- ment ou la compression proprement dite commence. Il est à re marquer que des la montée du plateau inférieur ou tout au moins des qu'elle a commencé, aussitôt après la disparition de l'air inclus dans la tourbe, de grosses quantités d'eau s'échappent. L'eau à haute pression sert à maintenir le plateau supérieur dans sa position inférieure et sert à assurer la pres- sion finale du plateau inférieur, quand la contrepre ssion de
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la matière devient plus grande que la pression appliquée sur le plateau inférieur par l'eau sous basse pression.
Le chemin AB du schéma 4 est parcouru rapidement par le plateau inférieur sous l'influence de la basse pression.
En], la contrepression est devenue si forte que cette basse pression. n'est plus en mesure de pousser le plateau inférieur plus avant. Le chemin BC doit donc être parcouru sous l'action de la haute pression.
Si lors de la déshydratation, les conditions précédentes ont été observées, on obtiendra un mélange pressé de tourbe brute et de poussier ayant une teneur en eau de 50% et moins. On a déjà vu que la plus grande partie de cette substance doit être séchée jusqu'à ce que sa teneur en eau soit de 15%. Qoique la déshydratation du mélange soit très poussée, il contient encore néanmoins de grandes quantités d'eau à vaporiser. Celles-ci sont d'environ 140 tonnes dans une fabrique produisant journellement de 60 à 70 tonnes de briquettes. On produit généralement l'évaporation de l'eau dans des séchoirs alimentés par de la vapeur d'échappement de la centrale et tra-, versée par un courant d'ait chaud ; on évacue le mélange vapeur air résultant à l'air libre.
Ce mélange contient de grandes quantités de chaleur principalement sous forme de chaleur latente et celles-ci sont perdues. Si l'on désire en tirer profit, il faut que les conditions suivantes soient remplies.
1 ) Le mélange ne doit pas pratiquement contenir d'air.
Le dispositif de séchage servant à la récupération devra être hermétique.
2 ) La récupération et le réemploi de la chaleur du mélange air vapeur doivent être basés sur l'utilisation de contre-courants.
3 ) Il faut veiller à ce que toutes les surfaces servant à l'échange des températures restent parfaitement propres,/en effet
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malgré les mesures prises ,les différences de températures dont on doit tirer profit sont relativement faibles.
EN CE QUI CONCERNE le.10/ La quantité de cnaleur dans les vapeurs se subdivise en chaleur latente et chaleur sensible . La quantité de chaleur latente est un multiple de la quantité de chaleur sensible et diminue en raison inverse de la teneur en air . La quantité de chaleur latente est tou- -jours tellement prédominante , dans le mélange en question que pour une récupération efficace de la chaleur , elle peut être considérée seule La chaleur latente du mélange air-va- -peur ne peut être utilisée qu'après condensation préalable de la vapeur qu'il contient et cete condensation n'a lieu que quand le point de rosée du mélange est dépassé Qunad la teneur en air augmente , la température du point de rosée dima- -nue rapidement ;
il tombe bien vite dans la région de tempé- ratures si minimes , que la récupération de la chaleur conte- nue dans le mélange ntest pas économique si l'on envisage son emploi pour un chauffage ou un séchage ultérieur
Si le mélange ne contient pas d'air , la chaleur la- tente deviendra disponible entre 100 et 9'9 degrés .
Si , au contraire ,l'ensemble air-vapeur ne contient qu'environ un tiers de son poids d'air,et l'on ntattteindra certainement pas cette proportion avec les séchoirs tels qu'ils sont cons- -truits et exploités habituellement , la condensation et la récupération de la chaleur latente commencent vers 92,5 de- grés et n'est accomplie qu'à moitié vers 87 degrés Dans ces conditions ,l'autre moitié n'est guère récupérable . D'ail- -leurs pour s'assurer ne fut ce que de la moitié du restant on doit aller jusqu'à des températures inférieures à 75 de*- -grés qui ne sont guère utilisables pour leur réemploi .
En effet, pur échanger la chaleur à des températures aussi bas. -
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-ses-. , on serait forcé de construire des échangeurs dont les surfaces .seraient telles , qu'elles rendraient le procédé peu économique.
EN CE QUICONCERNELE 2 / Si l'on envisage'des mé- langes air-vapeur ne contenant pratiquement pas d'air c'est à dire dont la condensation commence entre 100 et 99 degrés , . il faut aussi bien pour la récupération que pour le réera- ploi ,travailler à contre-courants pour pouvoir utiliser des échangeurs à. surfaces de diensions raisonnables*
EN CEQUI CONCERNE LE 3 / Si le mélange air-vapeur contient du poussier comme c'est toujours le cas au séchage du lignine , les meilleurs dépoussiéreurs ne parviendront pas à garder les surfaces des échangeurs suffisamment propres pour que petit à petit , tous les appareils traversés par les vapeurs ne s'encrassent Si les surfaces des échangeurs ne restent pas parfaitement propres ,pour ces minimes différen- ces de températures ,
la question de l'échange de températu- -res ne peut être solutionnée , La présente invention, exposée ci-après ,répond à toutes les conditions précédentes , .On suppose dans la description de l'invention , que le séchage st accomplit dans les séchoirs à plateaux bien connus ; cepen- dant cette invention peut s'appliquer à tout autre type de sé- -choir.
Dans une installation basée sur l'invention , il y a deux séchoirs à plateaux qui peuvent être disposés soit sé- -parément . soit réunis dans un même appareil, Le séchoir ou la partie de séchoir produisant le mélange dont la chaleur doit être récupérée sera chauffé à la vapeur de la manière habituà- -le . Le mélange air-vapeur qui s'en échappe sera amené dans un condenseur à suface. De l'ea circule dans les tuyaux de ce
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condenseur ; elle servira ultérieurement au chauffage du deu- xième séchoir . Ce condenseur est construit pour agir à con- -tre -courats, l'eau froide , qui y est chauffée , circule de bas en haut dans le deuxième séchoir à plateaux .
La aube- -tance à sécher circule de haut en bas dans ce même séchoir et.donc en sens inverse de l'eau chaude ; la matière est chauf -fée et subit un premier séchage. De là. elle passe à l'au- tre séchoir chauffé à la vapeur ou elle est complètement sé- chée.
Le séchoir chauffé à la vapeur est fermé aussi her- métiquement que faire se peut ; cependant ,il doit être pos- sible de pénétrer à l'intérieur , le cas échéant Le séchoir porte à sa partie supérieure . un orifice d'approvisionnement assez étroit toujours rempli de matière à moitié séchée .
La matière complètement séchée est enlevée sur des transpor- teurs fermée Le fonctionnement est réglé de telle façon qu' il règne dans le séchoir chauffée la vapeur ,une très légère surpression par rapport à l'air extérieur ; grâce à cette sur- pression l'entrée de l'air par des défauts de fermeture,tou -jours possibles ,sera tout % fait empêchée .Par suite de cette surpression ,des vapeurs pénètrent dans l'orifice d'ap- provisionnement et de cette fagon l'air contenu dans la ma- -tière, déjà à moitié séchée , est chassé Ainsi on évite que de l'air ne pénètre dans le séchoir en même temps que la matière à sécher .
Les légères pertes de vapeur sont large- ment compensées par l'intérêt que présente la disparition de ltair.
.L'envoi des vapeurs vers le condenseur est assuré par un aspirateur ,réglé de telle façon qu'une légère sur - pression règne toujours dans le séchoir chauffé à la vapeur.
,Le condenseur , comme onl'aura déjà compris par cette descrip-
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-tion , est établi de manière à ce que les tuyaux baignent , dans les vapeurs ; l'eau froide au contraire circule à l'in -térieur des tuyaux ; ceux-ci dans le cas ou du poussier se déposerait sur eux , doivent pouvoir être facilement balayés par un courant d'eau ,même pendant le fonctionnement de lap pareil On peut utiliser , dans ce but ,un dispositif tel que l'eau chaude , fournie par la condensation des vapeurs & qui a une température voisine de 100 degrés soit utilisée continuellement à ce balayage.
L'intérieur,des tuyaux du condenseur et l'intérieur des plateaux du séchoir qui sont parcourus et chauffés par l'eau chaude ,restent parfaitement propres , comme il en est dans les installations de chauffage à l'eau chaude*.
L'invention précise qu'on doit prévoir encore un. autre dispositif permettant de chauffer à la mise en fonction -nement des appareils ,par de la vapeur vive ou de la vapeur d'échappement , l'eau destinée à condenser la vapeur conte-- nue dans le mélange et à chauffer les plateaux du premier sé -choir afin d'obtenir un fonctionnement stable dès le début.
Cette installation peut également servir utilement à oompen- -ser , pendant le fonctionnement ,les fluctuations possibles de la teneur en eau de la matière à sécher . L'installation peut comporter un petit échangeur dont les tuyaux sont parcou -rus par l'eau de refroidissement et baignés par de la vapeur vive ou d'échappement
Les morceaux de la matière qui a été séchée à l'a bri de l'air ,sont naturellement plus enrobée; de vapeur que ceux qui ont été séchés dans une installation ou l'aire circu- le librement .
Si ce matelas n'est pas enlevé , autant que. faire se peut , on doit s'attendre à ca que la vapeur se con dense sous forme de gouttelettes par brusque refroidissement. ! De ce fait , la valeur de la substance sechée peutêtre diminuée
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pour son emploi comme poussier d'adjonction et comme matière première à la fabrication des briquettes.
Il est donc nécessaire de veiller soigneusement à ce que cette évaporation s'accomplisse bien .L'invention précise qu'on accomplira l'évaporation des morceaux de matiè- re séchée en les brassant dans un léger courant d'air froid.
Si l'on utilisait un fort courant d'air , la vapeur contenue dans la massese condenserait .Si l'on a de l'air chaud à sa disposition ,l'évaporation sera facilitée par admission d'un courant déterminé de ce dernier sur la masse remuée . Le brusque refroidissement peut être pratiqué ensuite aussitôt comme ci-dessus.
Dans le schéma 8 annexé, on a représenté un exemple d'installation Dans le séchoir ,ß , le séchage de la matière est assuré par de l'eau chaude . La matière ayant subi un premier séchage est complètement séchée dans le séchoir ¯? chauffé , la vapeur . L'évaporation et le refroidissement ra- pide de la matière séchée a lieu dans le réfrigérant à pla- teaux. La matière humide est amenée par l'orifice du sé- choir plateaux I.
le traverse de haut en bas et arrive se- mi-séchée et chaude dans le tuyau d'approvisionnment 5 du se -choir à plateaux 2 - Après le séchage suivant la matière parvient à l'orifice d'approvisionnement 6 du réfrigérant à plateaux 3 qui comporta à la partie supérieure des plateaux tamiseurs 2. et a la partie inféroieure des plateaux 8 parc ou- -rus et refroidis par de l'eau froide . Le séchoir 2 , chauf- -fé à la vapeur comporte un revêtement L'axe commandant la rotation passe par le presse-étouppe . La fermeture vers le haut est assurée par.la matière elle même qui remplit le con- -duit 5.
Le mélange air-vapeur du séchoir à plate+ 2 est
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conduit à travers le collecteur 10 vers le, condenseur 11 ..L'as pirateur 12 est réglable et fonctionne de telle sorte qutune légère surpression règne dans le séchoir ** Les masses de va- peur qui ne se condensent pas arrivent par la conduite 13 dans la cheminée 14 du séchoir à plateaux 1 L'eau froide , après chauffage est conduite dans le plateau inférieur du séchoir 1 par la pompe 15 monte dans ce séchoir de bas en haut ,.pas- -se dans un réservoir d'expansion et retourne de 1à à la pompe 15 qui la renvoit dans le condenseur à surface .il .
Sur ce der- -nier se trouve l'échangeur 16 ou 1,1,eau chaude peut être -chauf- -fée plus fort De l'air est admis dans le séchoir à plateaux 1 par la chambre 17 et la quantité introduite peut être réglée par la fenêtre dtadmission 18.
La présente invention pour l'utilisation , par récupé ration de la chaleur des mélanges vapeur-ait des installa- tions de chauffage n'est pas seulement applicable aux disposi- tifs traitant la tourbe mais également ceux destinés au sé- chage d'autres matières , comme par exemple ,le lignite.
REVENDICATIONS,--
1. Procédé de déshydratation de tourbe brute par com- -pression après adjonction de poussier de tourbe ou d'autres substances analogues ,caractérisé par le fait que le poussier de tourbe est adjoint en telles quantités que le poids de subs- tance sèche contenu dans le poussier est supérieur à celui con- -tenu dans la tourbe brute.