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" Perfectionnements à la distillation du lignite "
Cette invention concerne le traite-ment du lignite en vue de le transformer en un coke convenant pour la fabri- cation de briquettes,, boulets ovoïdes et autres agglomérés.
Elle a pour but de soumettre le lignite à une dis- tillation à basse température et ensuite à une distillation à haute température afin de produire un coke du type voulu et à cette fin elle comprend l'emploi d'un four du type connu sous le nom de four " Rolle ", qui peut être construit suivant le brevet anglais n 270921. Ce brevet décrit une forme perfectionnée du four " Rolle " bien que ce soit préférable, il n'est pas essentiel de se servir d'un four perfectionné de ce genre.
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On sait que de bonnesbriquettes ou boulets ovoïdes de houille produites en moules clos avec du charbon d'un calibre de 0 m/m à 1 m/m, contenant 71/2 % de brai et compri- mé sous une pression de 225 kilos par cm2, possèdent les qualités suivantes :
1. Elles présentent une grande cohésion.
2. Elles ne sont pas altérées par l'eau. Si on les y immerge longtemps, pendant 500'ou 400 heures consécutives par exemple, elles n'en absorbent qu'une petite quantité équivalant approximativement à environ 10% de leur poids et l'action de l'eau non seulement n'entraîne pas leur désagrégation, mais ne réduit pas leur cohésion.
Quand on retire ces briquettes de l'eau, elles re- prennent leur poids original par suite de 1' évaporation de l'eau qu'elles ont absorbée. Elles peuvent résister indéfi- niment,sans s'altérer, à toutes les influences atmosphéri- ques.
3. Ces briquettes brûlent sans se désagréger dans les foyers de locomotives ou autres foyers.
Ces briquettes et boulets ovoïdes qui satisfont aux besoins de l'industrie seront appelées ci-après Il bonnes briquettes de charbon Il
Si, par contre, on part d'un semi-coke de lignite tel que le produisent divers fours de distillation connus et qu'on transforme ce semi-coke en briquettes ou ovoïdes dans des moules clos, avec 71/2% de brai et sous une pression de 225 kilos par cm2, on remarque ce qui suit :
1. ]La cohésion de ces briquettes est très faible.
2. L'eau exerce sur ces briquettes une forte action chimique.
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Immergées dans l'eau pendant 150 à 200 heures seulement, elles absorbent jusqu'à 25% d'eau et se désa- grègent complétement.
Si l'on retire ces briquettes de l'eau, elles ne reprennent plus leur poids d'origine, par suite de l'action chimique de l'eau qu'elles ont absorbée.
Ces briquettes ne peuvent, en conséquence, résis- ter indéfiniment sans s'altérer.
3. Dans des foyers de locmotives ou autres foyers, ces briquettes se désagrègent sous l'action de la chaleur.
On appellera ci-après " briquettes inférieures ces briquettes et ovoïdes qui ne répondent pas aux exigences de l'industrie
On peut conclure de ce qui précède que ces briquet- tes de semi-coke de lignite inférieures sont impropres à presque tous les usages.
Des recherches et des expériences prolongées ont permis de découvrir que :
1. les trois défauts indiqués ci-dessus, qui sont toujours présents dans le cas de briquettes de semi-coke de lignite inférieures sont dûs à ce que le semi-coke servant à fabriquer ces- briquettes inférieures ne possède pas les qualités physiques et chimiques requises.
2. les fours à distiller dont il est généralement fait usage pour la production du semi-coke de lignite ne sont pas appropriés à la production du semi-coke de lignite spécial que demande la fabrication de bonnes briquettes.
Par ces mêmes recherches et expériences, on a dé- couvert également qu'il est possible de transformer le lignite en un semi-coke capable d'être utilisé avantageu- sement pour la fabrication de briquettes et d'ovoïdes et au moyen duquel de bonnes briquettes peuvent être produites
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dans des moules clos, avec 71/2% de brai et sous une pression de 225 kilos par cm2, et que ces briquettes possèdent les trois qualités des bonnes briquettes de charbon énumérées ci-dessus, c'est-à-dire que :
1. les briquettes confectionnées avec un semi-coke de lignite de ce type auront une grande cohésion ;
2. ces briquettes ne seront pas altérées par l'action de.l'eau.
Si donc, on les immerge dans l'eau pendant une longue période, de 300 à 400 heures consécutives par exemple, elles absorbent une faible quantité d'eau approximativement égale à 10% de leur poids et non seulement elles ne se désa- grègent pas dans l'eau, mais leur cohésion n'est pas amoin= drie. Quand ces briquettes sont retirées de l'eau, elles reprennent rapidement, par évaporation de l'eau qu'elles ont absorbée, leur poids d'origine. Ces briquettes résistent indéfiniment et sans s'altérer à toutes les influences atmopshériques.
3. Dans des foyers de locomotives ou autres foyers, ces briquettes brûlent sans se désagréger et même sans se fendre.
On appellera ci-après " bonnes briquettes de semi- ' coke de lignite " ces briquettes et ovoïdes propres aux usa- ges industriels, et " semi-coke spécial de lignite " le bon semi-coke de lignite avec lequel on confectionne ces bonnes briquettes.
Ce semi-coke spécial de lignite présente des carac- téristiques qui lui sont particulières et que l'on trouve seulement dans le semi-coke de lignite fabriqué dans cer- taines conditions bien déterminées, mais que ne possèdent .pas les¯autres semi-cokes de lignite.
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Les recherches et les expériences faites ont per- mis de découvrir qu'afin d'obtenir de bonnes briquettes de semi-coke de lignite, possédant les qualités susmention- nées, il est essentiel que le semi-coke de lignite servant à leur confection possède les deux caractéristiques sui- vantes :
A. Les morceaux de semi-coke doivent être nets et brillants, c'est-à-dire qu'ils ne doivent pas se revêtir pendant la distillation d'une mince couche de carbone gra- phitique amorphe qui neutralise sérieusement l'action agglu- tinante du brai et, de ce fait,affaiblit la cohésion des briquettes.
B. Chaque morceau de semi-coke doit être complète- ment purgé de tous les hydrocarbures lourds qu'il renferme.
En effet, la présence d'hydrocarbures lourds dans un semi-coke de lignite dénote que ce semi-coke renferme des particules de lignites dont la distillation a incomplète- ment transformé la nature chimique et si des briquettes sont fabriquées au moyen de ce semi-coke, on remarque ce qui suit :
1. Quand on les immerge dans l'eau, les briquettes absorbent une quantité d'eau qui atteint et qui peut dépas- ser 25% environ de leur poids.
2. L'eau absorbée par ces briquettes exerce une action chimique qui les désagrège complètement.
5. Ces briquettes se désagrègent sous l'action du %eu dans les foyers de locomotives ou autres.
On ne connaissait pas jusqu'à présent la raison pour laquelle un semi-coke de lignite, quoique ne contenant qu'une
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faible quantité d'hydrocartures lourds, ne fournit après agglomération qu'une mauvaise briquette. La découverte que cet état de choses est dû à la présence d'hydrocarbures lourds résulte de nombreuses recherches et expériences.
Le semi-coke de lignite produit jusqu'ici dans les différents fours de distillation ne possède pas ces deux caractéristiques essentielles A et B et c'est pour ce motif que, après agglomération, ce semi-coke de lignite ne four- nit pas de bonnes briquettes et ne peut fournir que de mauvaises briquettes.
Par contre, le semi-coke de lignite spécial fabri- qué suivant l'invention, possède au plus haut degré les deux propriétés caractéristiques A et B et il fournit, par conséquent, de bonnes briquettes possédant les trois qua- lités principales indiquées ci-dessus.
Le procédé par lequel ce semi-coke de lignite spécial est produit et qui constitue un des objets de cet- te invention, doit comprendre une distillation à basse température ainsi qu'une distillation à haute température.
Le lignite froid à distiller doit être chauffé lentement et progressivement, de manière à en extraire la plus grande quantité possible d'huile à une température aussi basse que possible. La température de distillation doit alors monter progressivement jusqu'à atteindre la haute tempéra- ture à cause des difficultés que l'on rencontre pour l'éli- mination des dernières traces d'huile.
Avec le lignite utilisé au cours des expériences, la formation des vapeurs d'huile résultant de la distilla- tion à basse température commença à 300 C et fut presqu'en- tièrement achevée à 400 C-. 500 C, mais pour l'expulsion des dernières traces d'hydrocarbures lourds, il fut néces-
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saire d'élever la température jusqu'à 800 C environ pour le semi-coke à l'intérieur de la cornue., ce qui correspond à une température de 1000 C à 1100 C pour les gaz chauds dans les carneaux à la partie inférieure du four. Il est bien entendu que les températures nécessaires varient selon le lignite dont on se sert et que les températures mention- nées ci-dessus servent seulement d'exemples.
Il est nécessaire, au surplus,due l'appareil chauf- fe uniformément tous les morceaux de lignite à distiller.
Il est, enfin, indispensable pendant toute la durée de la distillation, en vue d'empêcher que les morceaux de semi-coke ne se recouvrent d'une mince couche de carbone graphiteux amorphe, que le lignite n'entre jamais en contact direct avec les gaz chauds qui effectuent la distillation ni, autant que possible, avec les gaz et les vapeurs résul- tant de la distillation.
Les recherches et expériences ont encore eu pour résultat la découverte du fait que de bonnes briquettes de semi-coke de lignite., c'est-à-dire des briquettes fabriquées de semi-coke de lignite ayant les deux propriétés carac- téristiques A et B susmentionnées, possèdent un autre avantage que n'ont qu'à un degré fort inférieur le charbon et les bonnes briquettes de charbon. Cet avantage supplémen- taire consiste en ce qu'elles sont beaucoup plus facilement combustibles que les briquettes de charbon ou le charbon lui-même.
Au cours de recherches et d'expériences conduites sur une échelle industrielle en Belgique et en Nouvelle Zélande, sur des chaudières ou sur des locomotives traînant des trains normaux, il fut démontré de manière irréfutable qu'il était possible de brûler dans un même foyer de locomo- tive ou autre foyer un poids beaucoup plus grand de bonnes
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briquettes de semi-coke de lignite que de charbon ou que de bonnes briquettes de charbon. La différence atteignit 30% à 50%.
Cette combustibilité plus grande des bonnes briquet- tes de semi-coke de lignite a naturellement pour résultat une production plus grande de vapeur dans le cas d'une même chaudière et on peut donc en conclure que l'emploi de bonnes briquettes de semi-coke de lignite dans les lomo- motives à vapeur ou dansles chaudières marines représente une réserve considérable d'énergie qui est très importante quand il est question de tirer un train sur une longue rampe ou d'augmenter la vitesse d'un train pu d'un bateau à va- peur.
Cette propriété remarquable des bonnes briquettes de semi-coke de lignite constitue, sans nul doute, un facteur important en faveur de-leur emploi. La combustibilité énorme des bonnes briquettes de semi-coke de lignite étant inconnue jusqu'ici et cette découverte est le résultat d'expériences et de recherches nombreuses entreprises sur une grande échelle au moyen de briquettes de semi-coke de lignite, c'est à-dire de briquettes consistant en semi-coke de lignite présentant les caractéristiques A et B susmentionnées.
On a également découvert qu'un four " Rolle " con- vient particulièrement pour ce traitement du lignite parce- qu'il permet de réaliser exactement les conditions néces- saires pour la production du semi-coke de lignite spécial possédant les propriétés caractéristiques en question.
Le four " Rolle ",, dont l'emploi est connu pour la distillation à bassetempérature, fut inventé pour la distilla- tion des lignites de Saxe, qui contiennent beaucoup d'huile
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et plus de 50% d'eau. Jusqu'ici, le four de ce type a été employé exclusivement pour la distillation des huiles et du benzol des matières carbonées et le coke produit jusqu'à présent a été considéré tout au plus comme un sous-produit d'importance plus ou moins secondaire.
On a toutefois découvert que le four ". Rolle " présente de grands avantages pour le traitement du lignite, en vue d'obtenir comme produit principal le coke du type voulu et ce sont donc les huiles ou le benzol obtenus par distillation qui deviennent des sous-produits.
Il s'en suit qu'un des buts de cette invention est d'utiliser un four " Rolle " pour la distillation du lignite, en vue de produire le genre de coke particulier nécessaire à la fabrication subséquente de briquettes.
La Fig.ci-jointe montre en coupe verticale un four " Rolle propre à la réalisation de la présente invention.
Sur le dessin, le four comprend une cornue centrale, verticale, cylindrique et réfractaire a dans l'extrémité supérieure b de laquelle le combustible est enfourné et de l'extrémité inférieure c de laquelle on retire périodique- ment le coke. La chambre de la cornue consiste en une cham- bre centrale tubulaire formée par une série d'anneaux su- perposés de forme conique d, convenablement espacés en vue de permettre aux gaz de distillation de s'échapper dans l'es- pace central et d'en être évacués par les conduits habituels e. Le lignite descend entre la paroi cylindrique réfractaire a et les anneaux superposés d. Au sommet, la cornue est pfesque froide, mais sa température s'accroît progressive- ment vers le bas et devient très élevée à sa partie inférieu-
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re.
Il en résulte que le lignite, qui est froid au moment de son enfournement dans la cornue, est chauffé progressi- vement au fur et à mesure qu'il descend et atteint sa tem- pérature maximum au bas de la cornue.
Il est avantageux de modifier un four de ce type en réglant l'épaisseur de la couche annulaire f de combus- tible de manière à ce que quand le lignite descend, l'épais- seur de cette couche annulaire décroisse comme en g vers son extrémité inférieure. Grâce au traitement thermique auquel le lignite est ainsi soumis, celui-ci ne se trouve jamais en contact, pendant l'opération de distillation , avec les gaz chauds qui la provoquent, les morceaux de semi- coke ne se recouvrent pas d'une couche de carbone graphiteux amorphe et presque toute l'huile que contient le lignite est chassée à basse température.
Après l'expulsion de cette huile, il ne reste dans le semi-coke qu'une faible quantité d'hydrocarbures lourds et il est essentiel que ceux-ci soient extraits comme indiqué ci-dessus, sous forme d'huile, en élevant la température de distillation pour passer à une distillation à haute température, de façon qu'il ne reste dans le coke ni hydrocarbures lourds ni par conséquent de particules de lignite incomplètement distillés, de nature à causer ou à favoriser la désagrégation des,briquettes fai- tes de ce coke, quand elles seront exposées à l'action de l'humidité ou du feu.
Le coke produit dans un four de ce genre est propre et présente un aspect brillant. On peut facilement l'agglo- mérer après broyage avec la proportion normale de brai ou autre liant et il en résulte des briquettes possédant.une très forte cohésion, une proportion appropriée de brai étant de 71/2% de la masse. En outre ces briquettes ne se fendront pas sous l'action de la chaleur, elles posséderont une très
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grande valeur calorifique et ne se désagrégeront pas en pré- sence de l'humidité ou du feu.
Il ressort de ce qui précède que, par l'emploi d'un four du type décrit et du traitement thermique dont il a été question, le lignite est traité de telle manière qu'on en retire un coke ou semi-coke très approprié à la fabrica- tion de briquettes ou d'ovoïdes et les essais ont démontré que celles-ci possèdent précisément les caractéristiques nécessaires pour assurer une fabrication et un usage indus- triels économiques.
Essayées pour la chauffe de locomotives, ces briquet- tes se sont montrées économiques en tant que capables de déplacer une charge à une vitesse plus grande qu'il n'eût été possible de le faire au moyen de charbon ordinaire ou de'briquettes produites par d'autres procédés.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour le traitement de lignite, suivant lequel le lignite est soumis progressivement à une distilla- tion à basse -température et ensuite à une distillation à hau- te température, grâce à quoi les morceaux de semi-coke pro- duits sont propres et présentent un aspect brillant, c'est- à-dire qu'ils ne sont pas recouverts d'une mince couche de carbone graphitique amorphe, ces particules s'agglomérant facilement avec la proportion normale de brai ou autre liant en donnant des briquettes, boulets ovoïdes ou autres agglo- mérés d'une très grande cohésion.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.