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Appareil pour l'agglomération de combustibles solides sans l'addition dépliants
Il est déjà connu de soumettre des combustibles solides divisés, sans l'addition de liants, avant agglomération, d'abord à un chauffage à une température notablement supérieure à 100 C., et on utilise notamment à cet effet des séchoirs de différents modes de construction, tels que des séchoirs à tambour ou à plateaux, qui sont chauffés par exemple à 200 C. environ. Il doit ainsi se produire également un chauffage approprié du combustible, sans que l'eau, contenue dans le combustible et dont une teneur résiduelle doit absolument être conservée dans les agglomérés, soit complètement expulsée.
Or, comme il est connu,
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il ne se produit un chauffage à plus de 1000 C, pour des matières se trouvant sous la pression atmosphérique, que lorsque l'eau contenue dans ces matières est complètement vaporisée. Le procédé mentionné ne peut par suite également pas atteindre le but recherché.
Il a déjà été constaté qu'il faut, pour agglomérer des combustibles sans liants, faire passer en solution les matières humiques, qui sont contenues dans les combustibles et qui produisent par elles-mêmes une action liante, et que ces matières humiques commencent, seulement pour un chauffage des combustibles à plus de 150 C en présence d'eau ou de vapeur d'eau, à se dissoudre à partir de ces combustibles et sont ainsi mises en liberté pour pouvoir constituer un liant. Pour atteindre ce chauffage nécessaire à plus de 150 et éviter en même temps une déshydratation complète des combustibles, il a déjà été proposé de chauffer les combustibles dans un récipient fermé, résistant à la pression., en présence d'eau ou de vapeur d'eau, en utilisant des températures de 260 par exemple, correspondant à une pression de 60 atm. dans le récipient.
Conformément à ce procédé connu, l'agglomération a également lieu à l'intérieur du récipient sous pression en maintenant la pression.
La présente invention a pour but d'obtenir un appareil qui permette une agglomération continue de combustibles solides, sans l'addition de liants, en se basant sur le principe mentionné ci-dessus ; elle consiste essentiellement en ce qu'un dispositif d'amenée des combustibles, assurant une fermeture étanche par rapport à l'air extérieur, ainsi qu'un dispositif agitateur, un dispositif de remplissage et un dispositif de compression, assurant également une fermeture étanche vis à vis de l'air extérieur, sont reliés entre eux de façon étanche à la vapeur d'eau et à la pres-
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sion et sont montés l'un à la suite de l'autre, et en ce que l'es- pace, situé à l'intérieur de l'appareil entre les deux dispositifs de fermeture, sert au chauffage sous pression du combustible, cheminant de façon continue à travers cet espace.
Cet espace peut être situé dans une conduite formant un circuit, par laquelle on' fait passer de façon continue de la vapeur surchauffée pendant l'agglomération, ou cet- espace peut lui-même servir de chaudière à vapeur et être chauffé de l'extérieur d'une manière quelconque.
Le dessin ci-joint représente à titre d'exemple un appa- reil suivant l'invention :
La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale (sui- vant la ligne C-D sur la figure 2); et
La figure 2 représente une vue en coupe suivant la ligne A-B sur la figure 1.
Dans une chambre 1 de forme tubulaire est monté, de façon à pouvoir tourner, un arbre 2, qui est commandé par un moteur électrique 3 avec interposition d'un train d'engrenages 4. L'arbre 2 porte une vis sans fin d'alimentation 5, des pales d'agitateur 6 et une vis sans fin de remplissage 7, qui sont disposées l'une à la suite de l'autre dans la chambre 1. A l'une des extrémités de la chambre 1, il est prévu, dans la région de la vis d'alimenta- tion 5, une ouverture de chargement 8 pour la matière à traiter.
La vis d'alimentation repousse la matière, dans le sens de la flèche x, dans la région des pales d'agitateur 6, en la faisant passer par un espace 9 de section transversale réduite, de sorte qu'il se produit dans cet espace une compression particulièrement forte de la matière. Il se forme ainsi dans ce compartiment de compression 9 un tampon 10, en mouvement, se renouvelant conti- nuellement, qui ferme sûrement, de façon étanche, le compartiment d'agitation 11 par rapport à l'ouverture de chargement 8.
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Dans le compartiment d'agitation 11 débouche, au voisinage du compartiment de compression 9, une conduite 12 d'entrée de vapeur d'eau, tandis qu'à l'autre extrémité du compartiment d'agitation 11, dans la région de la vis de remplissage 7, est raccordée une conduite 13 de sortie de vapeur d'eau.
La chambre 1 est reliée, de façon étanche à la vapeur et à la pression, à un dispositif de compression 14, dans la paroi duquel est également supportée, de façon à pouvoir tourner, l'extrémité avant de larbre 2 (voir la figure 2). Le dispositif dcom- pression comporte un ou de préférence plusieurs, par exemple deux, canaux de compression 15, qui communiquent avec la chambre 1 et dans chacun desquels est monté, de façon à pouvoir se déplacer, un poinçon de presse 16. Pour obtenir la contre-pression nécessaire pour une forte compression, la section transversale des canaux 15 va en diminuant graduellement au voisinage de l'orifice de sortie 17, de sorte qu'il se produit en cet endroit une retenue importante.
Il est ainsi produit en même temps une forte compression additionnelle des agglomérés formés dans les canaux 15.
La chambre 1 est entourée d'une enveloppe calorifuge 18, et l'intervalle entre ces deux parties est rempli d'une matière calorifuge 19.
La matière chargée et entraînée par la vis d'alimentation 5 dans le compartiment d'agitation 11 est chauffée par suite de son contact direct avec la vapeur d'eau introduite par la conduite 12. Pour amener le chauffage à plus de 150 , et en même temps ne produire la déshydratation que dans la mesure désirée ou nécessaire dans chaque cas considéré, on introduit de la vapeur d'eau surchauffée, qui suivant le degré de la surchauffe et suivant sa durée d'action sur la matière, enlève l'humidité de celleci et produit, par suite du chauffage simultané, un certain état
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de ramollissement de la matière.
Cet état de ramollissement, sur lequel il a déjà été publié des discussions approfondies dans la littérature technique s'y rapportant et qui est d'une importance capitale pour l'agglomération ultérieure sans liants, est atteint, pour les diffrents combustibles solides, par exemple la sciure de bois, la tourbe, le lignite, la houille, à des températures différentes. De celles-ci dépend par suite aussi, dans chaque cas considéré, le choix du surchauffage de la vapeur d'eau et de la vitesse avec laquelle on la fait'passer à travers l'appareil.
Par l'agitation de la matière soumise à l'action de la vapeur d'eau surchauffée, toutes les particules de matière sont amenées en contact avec la vapeur d'eau, de sorte qu'on obtient une matière ayant subi un traitement préalable uniforme pour l'agglomération.
La vapeur d'eau, qui est descendue à une température basse en raison du chauffage de la matière, est amenée à nouveau, de préférence par un surchauffeur 20 intercalé dans un circuit, à la température correcte nécessaire et est envoyée à nouveau à travers l'appareil.
En général il se produira, en raison de la vaporisation du liquide contenu dans la matière et du réchauffage de la vapeur d'eau à sa température initiale, un excès de vapeur d'eau, que l'on peut équilibrer de façon continue par une soupape de sûreté 21 ou par un prélèvement réglable et une réutilisation de la vapeur d'eau. S'il se produisait, pour une raison quelconque, une perte de vapeur d'eau, on peut intercaler dans le circuit une chaudière à vapeur à haute tension, 22, qui remplace la quantité de vapeur d'eau perdue. Une chaudière à vapeur de ce genre sera en' général nécessaire, pour produire d'abord la quantité de vapeur d'eau nécessaire à la ;mise train du procédé.
Au moyen d'une valve 23, on peut séparer la chaudière à vapeur de la conduite 24 Il?-- formant circuit, dès qu'il/se produit plus de pertes de vapeur.
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Dans la conduite 24 se trouve en outre un dispositif 25, produisant la circulation de la vapeur, qui assure le maintien du circuit de la vapeur d'eau.
La matière, ayant subi dans le compartiment d'agitation 11 un traitement préalable pour la compression, est refoulée par la vis de remplissage 7 à travers un ou plusieurs canaux 26 dans les canaux de compression 15. Dans l'exemple de réalisation con- sidéré, il est prévu deux de ces canaux ; il peut toutefois en exister un plus grand nombre. Le nombre de courses des poin- çons 16 est choisi de telle manière qu'entre deux courses consécutives, la quantité de matière, juste nécessaire pour la compression d'un aggloméré, soit parvenue dans le canal de compression.
Il se forme ainsi dans les canaux de compression une colonne d'agglomérés, qui assure également la fermeture du côté de l'orifice de sortie.
L'appareil peut, au lieu de former un tout continu , également consister en dispositifs distincts, qui sont reliés entre eux de façon étanche à la vapeur d'eau et à la pression.
Comme il a déjà été mentionné au début de la présente descriptioh, le compartiment d'agitation, c'est - à - dire la chambre 1, peut également servir de chaudière à vapeur. L'amenée d'eau à,lieu dans ce cas par le combustible, cheminant de façon continue à travers la chambre. Si ce combustible ne contenait pas par lui-même une quantité d'eau suffisante, on peut ajouter la quantité d'eau manquante. En tout cas, il faut veiller à ce qu'il existe toujours un faible excès d'eau, pour éviter avec certitude une déshydratation trop poussée des combustibles. La pression dans la chambre est, comme dans l'exemple de réalisation considéré, équilibréa par des soupapes de sûreté.
Dans la variante de l'appareil décrite en dernier lieu, il peut également être encore prévu une conduite, formant circuit,
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avec un dispàsitif assurant la circulation de vapeur d'eau.
Les combustibles n'ont pas besoin, pour l'utilisation de l'appareil suivant l'invention, 'être divisés ou broyés à un dégré particulier de finesse; c'est ainsi par exemple que, pour des charbons, il suffit d'une division à une grosseur de grain de 10 mm environ.