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"Procédé nouveau ou perfectionné pour séparer ou débarrasser les matières carbones solides des impuretés, telles que schistes, ardoise$, argile, etc......."
La présente invention a pour but de séparer ou de débarrasser les matières carbonées solides des impuretés, telles que schiste, ardoises, argiles, etc.........
On a découvert que si des substances carbonées solides quelconques, telles que du charbon bitumineux ou du lignite, notamment lorsqu'il est sous la forme de fines, sont soumises à un traitement thermique, tel qu'à une distillation
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à faible, moyenne ou haute température, de façon à éliminer des matières carbonées une certaine proportion ou la tota lité des substances volatiles qu'elles renferment, il y a une différence marquée entre le poids spécifique des impu- retés et le poids spécifique apparent des résidus carbonée, cette différence étant due au fait que, après que la subs- tance volatile a été séparée par distillation, ou éliminée de la matière solide originale, les résidus carbonés qui restent sont poreux et rendus plus flottants, tandis que les cellules sont généralement remplies de gaz.
D'autre part, les impuretés ne sont en principe pas influencées par le traitement thermique. Par "poids spécifique appa- rent", on entend le poids spécifique de la matière carbo- née distillée y compris les cellules de gaz par opposition au poids spécifique de la matière carbonée originale en soi, préalablement à la distillation ou traitement thermique.
Suivant la présente invention, la matière carbo- née solide est tout d'abord soumise à un traitement thermie que, de façon à éliminer de la matière carbonée une propor- tion ou la totalité des substances volatiles qu'elle ren- ferme, amenant ainsi la matière carbonée à l'état poreux; la matière, pendant qu'elle est encore chaude, est alors déplacée sur une certaine distance sur la surface d'un li- quide en principe oalme, tel que de l'eau, qui est mainte- nu à un niveau en principe constant, la surface de l'eau étant également maintenue en principe au point d'ébulli- tion, de manière que la vapeur dégagée aide à donner de la flottabilité à la matière carbonée poreuse, tout en l'em- pêchant également de se remplir d'eau.
Les impuretés tom- bent alors au fond, tandis que la matière carbonée conte- nue à flotter et est enlevée de la surface de l'eau de préférence pendant que la matière carbonée est à l'état
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chauffé. Les impuretés déposées, telles que schiste, ardoise, argile, etc..... sont retirées séparément du fond du récipient à liquide.
Si on le désire, la flottabilité de la matière carbonée peut être augmentée par libération, sous la surface de l'eau, de courants de bulles d'air ou autre, qui servent également à répartir et à diviser le combustible sur la surface de l'eau.
Par réglage convenable du contre-courant d'air (si on l'emploie) au-dessous de la surface de l'eau, le pourcentage de matière carbonée ou de substances intermédiaires combinées avec les impuretés peut être efficacement contrôlé, et on peut obtenir un combustible éteint ayant une teneur pré-déterminée en cendres.
L'eau, sur la surface de laquelle la séparation se produit, devra être maintenue à un niveau en principe constant, et à cet effet, l'alimentation du récipient dans lequel le procédé est réalisé est conduite de manière à éviter tout courant perturbateur, de façon que la couche superficielie d'eau ou autre liquide sur laquelle tombe le combustible chaud soit toujours maintenue au point d'ébullition, et dégage, par conséquent, facilement de la vapeur qui aide à donner de la flottabilité aux particules de combustible.
On a également trouvé, que la vapeur produite par le contact du combustible chaud avec l'eau ou autre liquide s'attache plus facilement à la matière carbonée plus poreuse qu'à la surface relativement lisse du schiste, ardoise, argile ou autres impuretés, de sorte que la flottabilité de la matière carbonée se trouve augmentée davantage et beaucoup plus que celle des dites impuretés.
Avant de faire passer sur la surface de l'eau la matière carbonée portée
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au rouge, résultant de la distillation ou traitement thermique, cette matière peut être aspergée d'une fine pluie d'eau ou de liquide usé, le volume d'eau déversé sous la forme d'une pluie étant réglé de manière que le combustible soit refroidi seulement au point où la vaporisation totale du liquide projeté sous forme de pluie est assurée et où il ne reste aucun liquide sous forme de vapeur pour entrer dans les cellules du combustible.
L'effet de ce refroidissement préliminaire du combustible d'une température élevée à une température plus basse, par exemple de 400 C à 150 C, est de réduire la quantité de liquide qui est attirée dans les cellules de la ma- tière que l'on distribue sur la surface du liquide, car les cellules sont déjà remplies de gaz refroidi qui se contracte faiblement en venant en contact avec le liquide en prin- cipe 100 C.
Après avoir été déplacée sur une certaine distance sur la surface du liquide (la distance étant déterminée par la nature de la matière que l'on traite et celle des impuretés qu'elle renferme), les résidus carbonés flottants sont soulevés de la surface du liquide, par exemple à l'aide d'un transporteur sans fin ou appareil analogue, qui peut être pourvu de lames perforées ou présentant des vides et destinées à s'enfoncer au-dessous de la surface de l'eau.
Ce transporteur peut être établi pour se déplacer sur une certaine distance parallèlement à la surface de l'eau, et ensuite vers le haut, de façon à retirer la matière du ré- cipient. Dans certains cas, un tamis ou crible incliné ou autre peut être prévu et combiné avec la partie supérieure inclinée du transporteur. Les perforations ou vides for- més dans les lames du transporteur sans fin et le crible incliné servent à empêcher qu'une quantité excessive d'eau
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soit entraînée avec la matière éteinte, de sorte que cette dernière se trouve à l'état assez sec. Il est désirable que le dit tamis ou orible soit en forme de coin.
Les impuretés séparées peuvent être retirées du récipient de toute manière désirée, par exemple par un transporteur à vis d'Archimède combiné avec un élévateur à godets. Si on le désire, les lames du transporteur pour entraîner sur la surface de l'eau le combustible flottant, peuvent affecter la forme de godets ou d'augets, mais elles peuvent être espacées du transpor- teur (c'est-à-dire qu'elles peuvent être constituées par des godets perforés sans fond), de façon que, pendant qu'elles plongent dans l'eau, lorsqu'elles se déplacent vers le haut autour d'une roue à chaîne ou autre placée à une extrémité de l'appareil, la matière entrainée par des godets tombera à travers le fond ouvert de ces derniers. Lorsque des godets de ce genre sont utilisés, l'emploi d'un tamis ou crible devient inutile.
Une installation propre à la mise en oeuvre de la présente invention est représentée schématiquement dans le dessin annexé, dans lequel :
La figure 1 est une vue de côté et
Les figures 2 et 3 sont des coupes faites respec- tivement suivant les lignes 2-2 et 3-3 de la figure 1.
L'appareil comprend un transporteur sans fin a en une série de maillons latéraux et d'augets ou de godets transversaux passant sur un tambour tel que b, et destiné à entraîner une matière résiduaire ou du combustible à partir d'une source (non représentée) à travers un conduit clos c. et à distribuer cette matière ou combustible sur un plan incliné d aboutissant à la surface e de l'eau contenue dans unrécipient f. A proximité du plan incliné d est disposée une palette & tournant lentement, consistant en deux séries
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de minces tiges d'acier passant à travers un arbre de commande et fixées à celui-ci. La distance entre les tiges d'une série varie suivant la grosseur du combustible à traiter.
Les extrémités de ces tiges passent à plusieurs centimètres au-dessous de la surface e. de l'eau contenue dans le récipient f, et ont pour effet de diviser la couche de combustible flottant sur la dite surface, facilitant ainsi la précipitation des schistes ou matières étrangères et améliorant sensiblement l'efficacité de la séparation.
Dans le récipient ou réservoir 1 et au-dessus de la surface e de l'eau, est disposé un transporteur sans fin h actionné par une roue à chaîne i et coopérant avec une roue de guidage k, de sorte qu'une partie du dit transporteur s'étend parallèlement à la dite surface e.; Ce transporteur est pourvu de lames m, m qui sont perforées ou présentent des vides et sont disposées suivant un certain angle par rapport au sens de déplacement, de façon que, lorsque ces lames passent au-dessus de la roue à chaîne j et se rapprochent de la surface e de l'eau, le bord de chaque lame est présenté à cette surface, de sorte que le combustible flottant a moins tendance à être enfoncé dans l'eau que cela ne serait le cas si la surface plate de la lame était présentée à la surface de l'eau.
La roue de guidage k est disposée de façon que les lames m, m entraînent le combustible le long de la surface e sur une distance prédéterminée, et l'inclinaison des dites lames par rapport au sens de déplacement exerce un effet de soulèvement sur le combustible, de sorte que ce dernier a moins tendance à être enfoncé et "mouillé" par le mouvement de la lame. Après avoir dépassé la roue de guidage k, les lames m, m entrainent le combustible flottant vers le haut jusqu'à un crible
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ou tamis n en forme de coin, et de là hors de l'appareil.
Les schistes ou autres matières étrangères tombent au fond du récipient ou réservoir f, où ils sont entraînés par un transporteur à vis d'Archimède . et amenés à un élévateur à godets p. par lequel ils sont évacués hors de l'appareil.
A l'intérieur du conduit clos est disposée une série de gicleurs q. g à l'aide desquels une fine pluie d'eau (ou de liquide usé) est déversée sur le combustible porté au rouge avant qu'il soit distribué sur la surface e de l'eau contenue dans le réservoir f, cette pluie étant réglée de façon que le combustible soit refroidi seulement au point où la, vaporisation totale de l'eau projetée sous forme de pluie soit assurée et où il ne reste pas d'eau à l'état liquide pour entrer dans les cellules du combustible.
Ce refroidissement préliminaire du combustible d'une température élevée à une température plus basse, (par exemple de 400 C. à 150 C) a pour effet, comme mentionné précédemment de réduire la quantité d'eau qui est attirée dans les cellules du combustible lorsque celui-ci est distribué sur la surface e. de l'eau contenue dans le réservoir f, les cellules étant déjà remplies de gaz refroidi qui se contracte très peu en venant en contact aveo l'eau en principe à 100 C.
La. flottabilité du combustible peut également être augmentée par libération, sous la surface de l'eau, de courants de bulles d'air ou autre qui servent également à répartir et à diviser le combustible sur la surface e. Dans ce but, une série de tuyaux perforés r, r peut être disposée comme représenté figures 1, 2 et 3, et être reliée à une source appropriée (non représentée) d'air sous pression.
Afin de maintenir l'eau contenue dans le résefvoir f à un niveau en principe constant, et éviter que l'addi-
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tion d'eau supplémentaire orée des courants perturbateurs qui empêcheraient que la couche d'eau sur laquelle tombe le combustible chaud soit toujours maintenue en principe au point d'ébullition, cette eau supplémentaire est amenée dans un réservoir auxiliaire s par une soupape à boulet t, le réservoir auxiliaire s communiquant avec le réservoir principal f par une ouverture u située bien au-dessous du niveau de la. dite surface e.
Il est désirable que la partie supérieure du passage dans lequel le transporteur h se déplace communique avec une cheminée (non représentée), afin de créer un tirage pour attirer à travers l'appareil clos les volumes importante de poussier qui sont nécessairement soulevés dans le passage par la pluie assurant le refroidissement prélimi- naire, et par le dépôt du combustible chauffé sur la surface e de l'eau contenue dans le réservoir f. Le passage mentionné en premier lieu peut être pourvu de chicanes (non représentées) pour obliger le poussier à se déposer, de façon qu'il puisse être entraîne avec le combustible et être ensuite récupéré.
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