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Combustible à base de tourbe, en particulier pour gazogènes, et procédé de fabrication de ce combustible.
La présente invention a pour objet la fabrication industrielle d'un combustible à base de tourbe en menus morceaux calibrés, durs et compacts, convenant à la cokéfac- tion ou à l'utilisation directe dans les gazogènes.
On sait que, par sa constitution propre, la tourbe convient particulièrement bien, non seulement à la cokéfaction, mais aussi à l'utilisation directe dans les gazogènes. Mais pour cette utilisation, spécialement dans les gazogènes de véhicules automobiles soumis à des trépidations incessantes, il faut que le combustible en ignition reste solide et qu'il forme un coke solide et non friable. Il est aussi reconnu qu'un bon combustible de gazogène doit être calibré en petits morceaux de la grosseur d'une noisette à celle d'une noix, afin de présenter une grande surface de contact avec les gaz
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tout en permettant un passage libre et régulièrement réparti de ceux-ci, à travers la masse du combustible.
De plus, sa teneur en eau doit être régulière (maximum 15 à 20%) et sa densité assez grande pour permettre une charge suffisante du gazogène sous un volume aussi faible que possible.
Les procédés connus ne permettent pas d'obtenir à partir de tourbe brute, qui contient une proportion d'eau de l'ordre de 90%, un produit réunissant les qualités indiquées ci-dessus. Ces procédés sont les suivants: a) Extraction et séchage à l'air libre, sur le sol de la tourbière, des mottes telles qu'elles sont extraites.
On n'obtient ainsi qu'un combustible de très faible densité, non calibré, sans résistance au feu, impropre à l'usage en gazogène. b) Extraction de la tourbe suivie d'une déshydrata- tion mécanique par pressage en un ou plusieurs étages pour réduire l'humidité de 90% en-dessous de 65%, proportion à partir de laquelle le séchage artificiel n'est plus prohibi- tif. A cet effet, la tourbe, telle qu'elle est extraite, est avantageusement réduite, en évitant autant que possible de la malaxer, en petits tronçons que l'on enrobe de poussier et que l'on soumet à la pression. Lorsque l'humidité a été réduite à environ 60%, la tourbe, qui a perdu les 5/6 de son eau (la proportion entre la matière sèche et l'eau est en effet passée du rapport 10/90 à celui de 40/60), peut être broyée et séchée thermiquement sous forme de poussier, jusqu'à une teneur d'eau de 15%.
Ce poussier se laisse agglomérer sans liant en briquettes dans des presses à haute compression.
Ce procédé, à part la déshydratation mécanique préalable, est semblable à celui couramment employé pour la fabrication de briquettes de lignite.
Les briquettes obtenues sont solides, de bel aspect et denses. On a donc songé à fabriquer des briquettes
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semblables, de très petit calibre, destinées aux gazogènes.
Mais l'expérience a montré que ces briquettes, ou comprimés de poussier agglomérés sous haute pression sans liant, ne donnent qu'un coke friable et, s'ils peuvent à la rigueur être utilisés dans des gazogènes stationnaires, ils ne con- viennent pas pour l'usage dans les gazogènes de véhicules automobiles parce qu'ils s'effritent au feu. c) Extraction, 'puis égouttage ou léger pressage suivi du malaxage et du tréfilage de la tourbe à l'état humide (environ 75 à 85% d'eau) dans des malaxeuses-étireuses comportant une filière percée de trous d'où sortent des ru- bans ou boudins, que l'on sectionne à longueur convenable.
Les tronçons de pâte ainsi obtenus subissent au séchage un retrait d'autant plus considérable que le malaxage a été plus énergique. Ils pourraient fournir un combustible dense et solide, donnant un coke résistant et convenant pour l'uti- lisation en gazogène, s'il était possible de réaliser leur séchage, à échelle industrielle, avec suffisamment de régula- rité et de progressivité.
Mais le séchage à l'air libre ne peut convenir, parce qu'il est impossible pendant les mois d'hiver, et.que même en bonne saison il est trop irrégulier et devrait être effectué à l'abri des coups de soleil afin d'éviter le retrait trop rapide de la couche superficielle sur un noyau encore humide, qui provoque des craquelures et des fissures enlevant toute solidité au combustible produit; de plus, il donnerait lieu, pour l'étendage, le retournage, l'empilage et le ramassage de milliers de petits tronçons par tonne, à une manutention dont le coût serait prohibitif.
Quant au séchage par chaleur artificielle, il doit être rejeté ici pour la double raison que la pâte, pour être formable en boudins doit rester plastique. Pour remplir cette condition, elle doit nécessairement contenir plus d'eau qu'il n'est
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possible d'en évaporer économiquement par séchage'thermique artificiel. Par ailleurs, la lenteur du séchage aux tempéra- tures réduites, qu'on ne pourrait dépasser sous peine de provoquer des craquelures, conduirait fatalement à des dimen- sions prohibitives des appareils de séchage et à un rendement inacceptable de ceux-ci.
Il a été envisagé, d'autre part, d'employer des mala- xeuses-étireuses à vide, semblables à celles utilisées pour le dégazage des terres plastiques employées en céramiques, ce qui permettrait d'abaisser de quelques pour cents le degré d'humi- dité le plus réduit, auquel la pâte malaxée conserve une plas- ticité suffisante pour la former en boudins homogènes. Mais la fabrication industrielle d'un combustible, à base de tour- be, pour gazogènes, par cette méthode n'en resterait pas moins impraticable, aussi bien par voie de séchage thermique que par séchage à l'air libre, parce que la quantité d'eau à éliminer reste encore trop considérable.
La présente invention permet d'écarter les difficul- tés exposées ci-dessus et d'obtenir industriellement et économiquement un produit à base de tourbe possédant toutes les qualités requises, tant pour la cokéfaction en menus fragments solides, que pour l'utilisation directe non seule- ment en gazogènes fixes, mais aussi en gazogènes de véhicu- les automobiles soumis aux trépidations continuelles et aux chocs de la route.
Elle est basée sur l'observation des deux faits suivants: Mise sous la forme de fragments plats, d'une épaisseur de 1 à 2 mm. par exemple, la tourbe se laisse sécher rapidement sans donner naissance aux craquelures et fissures qui tendent toujours à se produire quand on sèche thermiquement des corps plus épais tels que des dés ou des boudins; ces fragments, de plus, se gondolent ou se cintrent légèrement sous l'effet du séchage, de sorte qu'ils peuvent
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être empilés en une masse perméable aux gaz, sans se tasser en amas compacts.
Dans ses grandes lignes, le procédé conforme à l'in- vention consiste à mettre la tourbe sous forme de minces plaquettes ou tablettes dont le degré d'humidité est ré- duit par compression à une valeur aussi basse que possible, en tout cas telle que le séchage thermique puisse être ef- fectué économiquement (en pratique de 52 à 60%). puis à sé- cher les plaquettes telles quelles, c'est-à-dire sans réduire la matière en poussier. Les plaquettes séchées, légèrement gon- dolées, constituent un combustible idéal pour gazogènes. Elles présentent une surface considérable par rapport à leur poids, ce qui leur assure une excellente réactivité.
Entassées dans le gazogène, elles ont une densité apparente légèrement supé- rieure à 0,5, ne s'agglomèrent pas et permettent un passage facile et une répartition uniforme du gaz dans toute la masse.
Pour former les plaquettes, il est avantageux d'uti- liser le procédé de malaxage suivi d'étirage par une filière d'où sortent des petits boudins ou cylindres vermiculaires que l'on sectionne en tronçons réguliers par un couteau rotatif ou autre dispositif approprié. Toutefois, pour obtenir de bons résultats, il convient de procéder d'abord à une déshydrata- tion préalable, telle que la tourbe soit amenée à la consis- tance (de 70 à 85% d'eau suivant les cas) la plus favorable à l'étirage après malaxage.
L'exécution du procédé suivant l'invention peut se faire de la manière suivante: la tourbe brute est d'abord soumise à une première déshydratation par égouttage ou par légère compression méca- nique par des moyens connus afin de lui donner la consistance la rendant la plùs apte à la formation en boudins compacts et solides, après le malaxage auquel elle est soumise, soit direc-
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tement, soit après avoir été débarrassée des fibres ligneuses et des racines ou radicelles qui s'y trouvent, ou après dé- chiquetage et hachage de celles-ci.
Le malaxage peut être effectué dans une malaxeuse- étireuse ordinaire. L'emploi d'une malaxeuse à vide, quoique favorable, n'est pas indispensable parce que la compression élevée que subira ensuite la matière, assurera de toute façon l'expulsion de l'air qu'elle contient.
On emploie de préférence une malaxeuse-étireuse du type vertical, dont la filière est constituée d'une plaque percée d'orifices circulaires, ou d'autre forme, aussi rappro- chés que possible. La plaque a par exemple une épaisseur de quelques centimètres et les orifices commencent par une par- tie légèrement conique pour se terminer par une partie cy- lindrique d'un diamètre de 10 à 20 mm.
La pâte de tourbe sort de la filière sous forme d'une série de petits boudins ou cylindres compacts et denses qu'on sectionne à une longueur de 15 à 30 mm. par un couteau rotatif, ou tout autre dispositif approprié. Les petits tronçons cylindriques sont ensuite saupoudrés, de manière connue, de poussier de tourbe. Ensuite, ces petits tronçons sont soumis à une ou plusieurs compressions successives dans des presses de type connu, la dernière compression s'effectuant à un taux de l'ordre de 50 kgs. par cm2 ou da- vantage, ce qui permet d'abaisser le degré d'humidité de la matière le plus loin possible, soit en pratique jusqu'à une valeur de 52 à 60% d'eau.
Après la compression, la matière passe sur un tamis vibrant afin de récupérer le poussier d'adjonction, lequel peut être réutilisé pour une nouvelle opération de saupoudra- ge, soit tel quel, soit avec ajoute de poussier sec. Les tronçons comprimés se séparent parfaitement les uns des au- très et se présentent.sous la forme de plaquettes aplaties,
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de forme circulaire ou légèrement oblongue, d'un diamètre de 20 à 30 mm. et d'une épaisseur de 1 à 2 mm.
Ces plaquettes sont ensuite séchées thermiquement jusqu'aux environs de 15% d'eau, sans être préalablement broyées.
L'expérience a montré que leur séchage peut s'effectuer aussi rapidement que celui du poussier, dans des séchoirs de types courants, chauffés soit à la vapeur, soit au gaz ou à l'air chaud, les températures utilisées et le rendement calorifique étant du même ordre. Le retrait relativement considérable que subissent les plaquettes minces au cours de ce séchage, s'ef- fectue sans provoquer les craquelures ni les fissures qui se produiraient immanquablement si l'on tentait de sécher rapi- dement les petits cylindres avant de les soumettre à la com- pression mécanique. Après le séchage, les plaquettes sont ré- duites d'environ moitié en épaisseur et en diamètre. Elles sont dures, résistantes, légèrement gondolées et d'une densi- té un peu supérieure à l'unité. ,
Sous cette forme, elles conviennent admirablement comme combustible de gazogène.
Le coke qui résulte de leur carbonisation reste dur, et non friable, les plaquettes carbo- nisées conservant parfaitement leur forme. On peut donc, sui- vant les circonstances, utiliser en gazogène soit directement les plaquettes de tourbe séchées à 15%, soit le semi-coke résultant de leur carbonisation préalable avec récupération éventuelle des sous-produits de cette carbonisation.
Le procédé décrit peut être modifié dans son exécu- tion sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi qu'au lieu d'être débitée et comprimée sous forme de petits cylin- dres, la matière peut être laminée et éventuellement comprimée en feuilles, que l'on divise pour obtenir les plaquettes des- tinées au séchage. Le mode d'exécution ci-dessus décrit a cependant l'avantage d'utiliser des appareils existants.