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procédé et dispositif pour la débituminisation des charbons gras @ agglomérés ou en morceaux.
La présente invention, due à Monsieur Louis RENEZECH, Ingénieur en Chef de la Compagnie Générale industrielle à CARMAUX (Tarn), concerne la production de combustibles brûlant sans fu mée, à partir d'agglomérés de charbon gras, ou même de charbon gras en morceaux, Il est connu de chauffer des agglomérés de houille, bouletsou autres, hors du contact de l'air, pour obtenir un combustible dont la forme géométrique correspond à celle des agglomérés, mais qui ne se désagrège pas au feu et brûle sans fumée. On désigne souvent ce procédé sous le nom de durcissement des agglomérés de charbon. Les agglomérés obtenus ainsi, se distinguent par leur combustion facile, leur grande solidité, leur propreté et leur grande réactivité.
Ils constituent un combustible domestique de premier ordre. jusqu'ici, on n'a pu durcir que les agglomérés de houille constitués par des charbons maigres, en particulier des charbons
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anthraciteux, Si l'on part de charbons gras, collant, les agglomérés se déforment pendant le durcissement et collent fortement l'un à l'autre. on n'obtient pas alors des agglomérés durcis d'une forme régulière donnée, mais des morceaux de grosseur irrégulière, agglomérés par la cuisson, tout comme dans la produc tion de coke à partir des houilles grasses.
La présente invention indique un moyen pour obtenir, à partir de charbons gras ou collants de toutes Bortes, et de charbons qui présentent une forte teneur en bitumes, comme par exemple les charbons pour gaz et les charbons flambants, des agglo- mérés ou des morceaux de charbon de toutes formes et grosseurs voulue s .
Le procédé suivant l'invention consiste en principe en ce que les agglomérés ou morceaux de charbon crus sont soumis, avant durcissement, à un traitement oxydant, de préférence par l'air à haute température, n'atteignant pas cependant celle où le charbon éprouve une fusion notable. ce traitement oxydant est réalisé, suivant l'invention, de telle manière que le charbon perd, dans les agglomérés ou morceaux isolés, tout ou partie de son pouvoir d'agglutination, de sorte que la substance carbonifère des agglomérés ou des morceaux de charbon ne présente plus, après oxydation, les propriétés du charbon gras ou collant.
Après que les agglomérés ou morceaux de charbon crus ont été traités de cette façon, on les soumet à un traitement ther mique, à des températures supérieures au point de ramollissement du charbon, ce qui a pour effet de chasser, dans la mesure vou lue les constituants volatils ou de donner un corps solide, cohérent, ne se ramollissant pas au feu et comparable au coke.
L'oxydation des agglomérés ou des morceaux de charbon peut s'effectuer, soit au repos, soit en mouvement. Le durcissement ultérieur des agglomérés ou morceaux oxydés qui succède de préférence immédiatement au traitement oxydant, s'effectue de pré-
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férence la masse étant au repos ou animée d'un mouvement très lent, dans le but d'éviter la déformation des agglomérés ou morceaux..
L'invention vise également un dispositif utilisable de préférence pour la réalisation du procédé brièvement caractérisé ci-dessus. La particularité essentielle de ce dispositif consiste en ce que l'on utilise pour le durcissement des agglomérés ou morceaux de houille un four de cokéfaction à chambres verticales et en ce que l'on amène les gaz résiduaires chauds du chauffage de ce four, de préférence après addition d'air ou autres gaz oxydants, en contact avec les agglomérés ou morceaux crus, dans un second dispositif, qui est situé de préférence audessus du four de durcissement, de telle manière que les agglomérés ou morceaux oxydés puissent être transférés directement du four d'oxydation dans le four de durcissement.
La fig.l du dessin annexé représente, en coupe verticale, la forme préférée d'un four pour la réalisation du procédé suivant l'invention.
La fig.2 est une coupe verticale, suivant II-II de la fig,l.
La fig.3 donne une coupe horizontale suivant III-III de la fig.2.
D'après le mode d'exécution représenté par le dessin, la trémie 1 reçoit les agglomérés provenant de la presse à agglomérer. Elle est pourvue, en bas, d'une sortie obturable 2. Audessous de la trémie 1 se trouve un dispositif 3, constitué comme un four à cuve, et auquel est fixé, dans le prolongement de l'orifice de sortie 2, une tubulure de remplissage, obturable, 4. Le fond 5 du dispositif 3 est incliné et possède une ouverture d'extraction 6, obturable.
Dans le prolongement de l'ouverture 6 se trouve l'orifice de remplissage 7 de la chambre 8 servant à recevoir les agglomérés dans le dispositif de durcissement. Dans le four représenté par le dessin, chacune des chambres de durcissement 8, consiste
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en un corps creux, en tôle relativement épaisse, logé dans un massif de maçonnerie réfractaire 9. La chambre 8 peut cependant être aussi établie en briques réfractaires, comme les chambres des fours de cokéfaction connus. L'emploi d'un métal ou d'un matériau réfractaire pour la construction des chambres dépend, dans les divers cas, de la température à laquelle les agglomérés doivent être portée dans le four à durcir.
Les parois des chambres 8 limitent des canaux latéraux 10, comme représenté en détail par les fig.2 et 3. Au fond des ca naux 10, on amené un gaz combustible et de l'air, par les tuyaux 11. Le mélange brûle dans les canaux 10, de sorte que la cornue de durcissement est chauffée dans la mesure voulue. Les gaz chauds s'élèvent dans les canaux 10 et arrivent alors dans les canaux 12, desquels ils s'écoulent finalement dans les carneaux d'évacuation 13.
A leur extrémité inférieure, les canaux 10 et 12 sont re liés entre eux par les ouvertures 14. Une certaine quantité de gaz brûlés peut passer par ces ouvertures dans le canal de com bustion 10 et se joindre au mélange combustible. Il s'ensuit que la combustion est ralentie dans les canaux 10 et que l'on obtient ainsi un chauffage uniforme de la paroi de la chambre, dans toute son étendue. Les canaux 13 conduisent à un collecteur de gaz brdlés, duquel, de préférence pour chaque chambre de durcissement, un canal vertical ascendant 15 et un canal horizontal 16 conduisent au côté longitudinal du four. sur le canal vertical 15 est branché un tuyau 17, qui est commandé par un registre de réglage 17a, et qui est relié à la partie inférieure du récipient d'oxydation 3.
L'ouverture du tuyau 17 dans le récipient d'oxydation 3 est recouverte en partie d'un faux fond 18, de préférence perforé, ce faux fond empêche una obturation du tuyau 17 par les agglomérés emplissant la chambre d'oxydation 3. Dans le tuyau 17, on a en outre prévu un tube en forme d'injecteur 19, pénétrant dans le dit tuyau et conduisant
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à un ventilateur 20. Au moyen du ventilateur 20, on peut souffler de l'air dans le tuyau 19, et, de 1à, dans le tuyau 17.
Sur l'autre canal 16, qui part du collecteur 14a. de gaz brûlés, est branché le tuyau 21, qui est commandé par le registre régulateur 21a et qui conduit à un vaporiseur 20. La tubulure de sortie des gaz brûlés du vaporiseur 22 est reliée par le tuyau 23 à la conduite 17.
Dans le vaporiseur 22, on produit de la vapeur d'eau, ou bien on utilise le dispositif 22 pour surchauffer de la vapeur d'eau, Par un tube 24, commandé par une soupape 24a, la vapeur passe du dispositif 22 à une série de tuyères 25, disposées à. l'extrémité inférieure de la chambre de durcissement 8. Grâce à des organes régulateurs convenablement disposés, la vapeur de la conduite 24 peut être répartie à volonté entre les diverses tuyères. par la liaison que représente le dessin, entre le système de chauffage de la chambre de durcissement 8 et le dispositif d'oxydation 3, il est possible d'introduire les gaz brûlés chauds du dispositif 8 dans le dispositif d'oxydation 3, à une température déterminée, réglable, et à une teneur déterminée en agents oxydants.
La température des dits agents est réglée par une ma noeuvre convenable des registres 17a et 21a, ainsi que par variation de la quantité d'air injectée par le tube 19, air qui peut aussi être préchauffé, le cas échéant, pendant le repos du dis positif d'oxydation, ou lors de son chargement et de son déchargement, il est possible de faire échapper les gaz brûlés chauds par la soupape de sûreté 26. Pour un repos prolongé, le conduit d'évacuation 14a est relié à la cheminée usuelle.
Les gaz pénétrant dans le dispositif d'oxydation 3 traver sent la charge d'agglomérés crus se trouvant dans le dispositif 3 et sortent par le tuyau 27. Le tuyau 27 est en relation avec un aspirateur 28, par l'effet duquel on produit la dépression nécessaire pour que les gaz traversent le dispositif d'oxydation.
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Les gaz produite dans la chambre 8, lors du durcissement des briquettes oxydées, arrivent, par la tubulure 29, dans un pot à poussières 30 et, de là, dans la conduite 51 de gaz de distillation. La composition des dits gaz est analogue à celle des gaz de distillation obtenus dans la cokéfaction usuelle des houilles, Ces gaz peuvent être traités et mis en valeur d'une façon correspondante. Les agglomérés durcis dans la chambre 8 sont déchargés à la base de la chambre 8, au moyen des disposi- tifs usuels d'extraction 32.
Il convient de mentionner encore qu' il peut être avantageux, dans certains cas, de maintenir la partie supérieure de la cham- bre 8 à un étage de température autre que celui du reste de la chambre. Dans ce but, on a prévu, dans les parois limitant la partie supérieure de la chambre 8, des conduits de chauffage 33, en communication avec les canaux de chauffage 10, par des ouver- tures 35, commandées par les registres 34. Il s'ensuit que les gaz chauds peuvent passer descanaux 10 dans lescanaux 35. Par une manoeuvre appropriée des registres 34, on peut régler la quantité de gaz s'écoulant dans les canaux 33 et, par suite, la température de la partie supérieure de la chambre de durcissement.
Les canaux 33 peuvent aussi présenter une forme autre que celle qui est représentée sur le dessin, pour provoquer une circula- tion avantageuse des gaz dans cescanaux.
L'utilisation du dispositif représenté par le dessin a . lieu de préférence comme suit : soit à traiter un charbon en grains de 0 à 6 mm., avec
10 % de cendres et 25 % de constituants volatils, mélangé à 6 % de brai de houille comme liant, et utilisé pour fabriquer des boulets ovoïdes courants. Les boulets crus, emmagasinés dans la trémie 1, sont chargés dans le dispositif dt oxydation 3, qui est ensuite fermé. Les boulets sont alors oxydés en injectant à tra- vers le dispositif 3 des gaz brûlés chauds, additionnés d'envi- ron 60 % d'air. La température des gaz oxydants est d'environ
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2000. On peut admettre que la durée du traitement oxydant est de quatre heures.
La température, aussi bien que la durée de l'oxydation et que la quantité d'air en excès à utiliser varie suivant la nature du charbon ou des boulets à traiter.
Après oxydation, on ouvre, pendant une courte durée, la soupape d'évacuation 26, puis, l'ensemble de la charge de boulets oxydés du dispositif 3 est déversé dans la chambre de dur- ci ssement 8. La. charge de la chambre de durci ssement 8 est au préalable abaissée par manoeuvre du dispositif d'extraction 32, de sorte que toute la charge du dispositif d'oxydation 3 trouve place dans la chambre de durcissement. De préférence, la capacité de la chambre 8 est choisie trois fois aussi grande que celle du dispositif d'oxydation 3. La. chambre de durcissement est de préférence conduite en discontinu, de sorte que les boulets oxydés restent trois fois plus longtemps dans la chambre de durcissement 8 que dans le dispositif d'oxydation 3.
Le durcissement des boulets se produit à environ 650 , bien que la température puisse être également choisie différente, soit entre 550 et 750 , suivant les propriétés que doit avoir le produit final.
Dans la chambre de durcissement 8, on injecte en outre de la vapeur, par en bas, de sorte que la charge est refroidie dans sa partie inférieure. Dans la chambre de durcissement 8, les boulais se trouvent donc à trois stades différents du processus de traitement. Dans la partie supérieure, les boulets durcissent.
Dans la partie médiane de la chambre se termine leur dégazage.
Dans la partie inférieure de la chambre, les bouletsse refroi dissent. Il est évidemment possible aussi d'établir la chambre de durcissement 8 pour la réception de deux charges seulement du dispositif d'oxydation.
La vapeur injectée par le bas dans la chambre de durcissement à facilite également, dans une large mesure, la distilla tion des boulets oxydés,
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La température dans le dispositif d'oxydation 3 est choisie de manière à ce que les boulets se trouvent toujours au-dessous de la température du commencement de la distillation et de l'in- flammation, mais toutefois aussi élevée que possible, afin qu' on obtienne une oxydation convenable dans un temps minimum.
Après oxydation, les boulets ont pratiquement le même poids, La perte de poids s'élève, en règle générale, à moins de 0, 2 %.
De même, la teneur en constituantsvolatils est en pratique à peine diminuée. La diminution s'élève, dans la plupart des cas, à moins de 1 %. Par l'effet de l'oxydation, les boulets prennent une couleur noir mat. Les couches extérieures des boulets sont plus dures que celles des boulets crus. non oxydés. Quand les boulets sont oxydés, il s peuvent être durcis, en pratique, dans un four quelconque, mais de préférence au repos. On peut utiliser des fours à cornues verticales, des fours à chambres inclinées, des fours à chambres horizontales ou analogues.
Le procédé suivant l'invention peut être utilisé pour des agglomérés desformesles plus diverses. De même, on peu t employer aussi divers liants pour la fabrication des agglomérés, par exemple, du brai de goudron de houille, du brai de pétrole, du goudron, des lessives résiduaires de cellulose au sulfite, du silicate de soude, d'autres liants céramiques et analogues. Le procédé s'applique aussi aux agglomérés obtenus sans liant d'aucune sorte, par exemple par compression du charbon. Le succès du procédé, la dureté, la solidité des morceaux, la ténacité du pro duit fini, dépendent davantage de la sorte de charbon traité que du liant utilisé.
L'oxydation, décrite ci-dessus, des agglomérés crus est également avantageuse quand il s'agit d'agglomérés fabriqués avec des charbons non collants, agglomérés avec du brai de goudron de houille, Dans ce cas, il est avantageux de conduire l'oxydation à une température d'environ 60 , pour éviter une fusion du brai
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par les gaz chauds d'oxydation, Si les agglomérés ainsi oxydés sont soumis au durcissement à 700 , on obtient des agglomérés d'une couleur gris d'argent, très durs et très solides.
On peut également transformer, suivant l'invention, des charbons gras en morceaux (grains, noisettes, gaillettes, etc..) en un excellent combustible, qui, soumis à la combustion, conserve sa forme originelle, sans se diviser ni coller.
Soit, par exemple, un charbon en morceaux de 22 à 45 mm., contenant 9 % de cendres et 25 % de constituants volatils, Ce charbon est soumis à une oxydation, au moyen d'un mélange gazeux chaud, constitué par des gaz brûlés et de l'air. La proportion d'air dans ce mélange s'élève à 50 %, la température du mélange à 200 , et la durée du traitement oxydant, à 8 heures. Ces va leurs varient selon la nature des charbons à traiter.
Après que le pouvoir agglutinant du charbon a été convena blement réduit par le traitement oxydant, les morceaux de charbon sont soumis à une distillation sèche, hors du contact de l'air, à des températures supérieures au point de ramollissement, par exemple à environ 700 C. contrairement à ce qui a lieu dans la cokéfaction usuelle, les morceaux de charbon oxydés conservent leur forme originelle et ne collent pas les uns aux autres.
On obtient un combustible d'une couleur gris-bleu, qui présente une grande résistance à l'écrasement et une grande dureté, et qui est facilement combustible, En raison de sa basse température d'obtention, le produit constitue un combustible domestique avantageux.
REVENDICATIONS.
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