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Traitement thermique des bois et matières similaires.
L'invention a pour objet le traitement thermique des bois et matières similaires avec le maximum de rapidité et d'économie, dans les meilleures conditions pratiques de mise en oeuvre,
Jusqu'ici les nombreux procèdes de traitement thermique des bois ou matières similaires caractérisas par leur état solide, leur degré plus ou moins grand de ,division, leur faible conducti- bilité calorifique, leur hygroscopie ou leur inflammabilité.
@ (séchage vieillissement, délignification, cintrage, compression, carbonisation,distillation, etc.) comportaient une transmission de chaleur au bois ou similaires, une répartition, une régularisation dans la masse, un refroidissement an cours des réactions exothermiques, par l'intermédiaire de gaz et, quelquefois,-de liquides (dans ce dernier cas presque toujours avec des .buts spéciaux) ou par contact avec les parois du récipient ou, par radiations ou par-ondes électriques.
Les gaz, employés comme inter- médiaires et 'véhicules thermiques. n'ont qu'une falble capacité calorifique; -ils exigent, en général, une circulation difficile à
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obtenir régulièrement et ont, souvent, une action chimique super- flue sur les matières à traiter (oxydation, hydratation, hydrolyse, etc,), Il en est de marne pour les liquides, saufen ce qui concerne leur capacité calorifique, mais ils imprègnent souvent de façon inopportune les matières à traiter, exigent un matériel coûteux et ont un emploi très limité par leur température d'ébullition, ,
Le nouveam procédé a pour objet de substituer, aux divers intermédiaires employés jusqu'ici, un véhicule de chaleur,
régulateur et récupérateur, constitué par des matières sablonneuses ou pulvérulentes, dont le type- est le sable, mais dont la nature chimique et les qualités physiques peuvent être trèsdifférentes, comme le sable siliceux, ou la grenaille métallique.
Parmi la gamme des corps sablonneux, on choisit celui qui convient le mieux au traitement, d'après ses qualités physiques (capacité calorifique, conductibilité, température de fusion, etc.), et chimiques (attaque des matières à traiter, stabilité aux températures envisagées)*
On agit sur la rapidité de la transmission de chaleur par le choix des corps (la rapidité augmentant aveo la conductibi- lité),par leur'température initiale et par la quantité relative utilisée de ces corps intermédiaires.
L'action thermique s'effectue par simple mélange de la matière sablonneuse Intermédiaire avec la matière à traiter. Le mélange est, en général, facilité par un secouage ou brassage de l'ensemble qui permet au sable de pénétrer dans les plus petits méats et d'entrer en contact intime avec la matière à traiter.
La séparation s'effectue par criblage ou, si le corps intermédiaire et celui à tr ter sont dans un même état de division, par secouage ou vibration et densité, le corps intermédiaire étant choisi, dans ce cas, d'une densité nettement différente de celle du corps à traiter,
Avant le mélange, la matière sablonneuse intermédiaire est élevée à une température telle qu'après mélange avec le corps à traiter et transmission à celui-ci de ses calories jusqu'à un
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équilibre sensible ou récupération, .par refroidissement, des calories du corps à traiter, celui-ci soit amené à la. température désirée et maintenu à cette température aussi longtemps qu'on le désire.
Lorsque les modifications intérieures du corps à traiter (évaporation, décomposition, etc*) vont absorber de la chaleur,le volume du sable sera calculé de façon que. compte tenu de sa conductibilité, un support régulier de calories soit assuré à la matière à traiter aussi longtemps que nécessaire.
Un Internent sera le moyen le plus sûr d'obtenir des proportions adaptées au traitement et à la matière à traiter4
Les matières sablonneuses ou pulvérulentes, pourront avoir, été chauffées dans des fours à sable classiques,ou dans des récu- pérateurs de chaleur perdue, ou été refroidies de quelque manière que ce soit,,. Il est presque toujours nécessaire d'opérer dans des récipients calorifugés.
Les exemples suivants d'application ne sont pas limitatifs : .Le séchage ou vieillissement du bois exige, en général, un sable peu conducteur, comme le sable siliceux en quantités relatives assez grandes; il peut se produire soms vide, avec ou sans pression, et, en général, à des températures peu élevées (40 à 160 ). Pour de gros équarrissages de bois, 11 est, souvent, nécessaire de répéter l'opération, L'écart de température initial doit être faible, Le vielillissement, obtenu aux tempé- ratures les plus élevées, donne, en,même temps, une meilleure tenue aux éléments destrueteurs.
Au-dessus de 1500 en atmosphère,- close, avec ou sans pression, le dégagement chimique du goudron qui reste dans la masse du bois, permet la décomposition de la- lignine et, après traitement ultérieur par un solvant approprie, l'obtention d'une pâte à papier peu coûteuse, même avec les bols les plus lignifiés.
Le chauffage, au. sable, des bols 4, cintrer ou à comprimer
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s'effectue par simple mélange et sans nuire au nerf du bois, comme c'est le cas pour l'étuvage à la vapeur.
Pour la carbonisation ou la distillation du bois, l'utilisation, comme véhicule thermique, d'une matière sablonneuse peut se faire combinée ou non avec les modes ordinaires de chauffage et dans la plupart des types d'appareils en usage, de préférence du type cornue.
.Exemple: L'étouffement du charbon sortant de la cornue peut être obtenu par simple mélange avec du sable siliceux de température modérée. Cette opération, effectuée en enceinte calorifugée permet d'utiliser,après criblage, le sable ainsi réchaufféau séchage ou réchalffage du bois à traiter, avec lequel il peut être mélangé, par simple densité, à travers les espaces vides ménagés par l'empilage du bois. Séparé, ensuite, du bois par criblage, ce sable, refroidi,par le boispeut servir à nouveau à l'étouffement du charbon.
Le sable,chauffé de 5000 à 7000 et par exemple versé dans une cornue où se trouve du bois empilé, déjà réchauffé ou non, pénètre,par densité, aidée ou non par secouage, à travers les interstices du bois. Il porte très rapidement le bois à la tempé- rature de carbonisation et, lorsqu'arrive ,la phase exothermique, récupère la chaleur dégagée par le bois et peut ensuite, si les meilleures conditions sont réalisées, servir à nouveau, sans réchauffage, pour une opération identique.
Le charffage au sable peut être combiné avec un chauffage ordinaire ou, même, une inflammation préalable de la matière à traiter.
L'opération peut être arrêtée à tout instant et permet d'obtenir des charbons spéciaux comme le charbon roux$
Le procédé de traitement thermique des bois et matières similaires à l'aide de matières sablonneuses ou pulvérulentes présente, eu égard aux autres procédés, les avantages suivants : plus grande rapidité, plus grande souplesse, plus grande régula- rité,meilleur prix de revient,possibilité de se juxtaposer à la plupart des procédés connus.
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Heat treatment of wood and similar materials.
The object of the invention is the heat treatment of wood and similar materials with maximum speed and economy, under the best practical conditions of implementation,
Up to now the numerous methods of thermal treatment of wood or similar materials characterized by their solid state, their greater or lesser degree of division, their low heat conductivity, their hygroscopy or their flammability.
@ (drying, aging, delignification, bending, compression, carbonization, distillation, etc.) involved a transmission of heat to the wood or the like, a distribution, a regularization in the mass, a cooling during the exothermic reactions, by means of gas and sometimes liquids (in the latter case almost always with special purposes) or by contact with the walls of the container or by radiation or by electric waves.
Gases, used as intermediates and thermal vehicles. have only a small calorific capacity; -they generally require traffic that is difficult to
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obtain regularly and often have a superfluous chemical action on the materials to be treated (oxidation, hydration, hydrolysis, etc.), This is the case with marl for liquids, except with regard to their calorific capacity, but they often impregnate the materials to be treated inappropriately require expensive equipment and are very limited in use by their boiling point,,
The object of the new process is to substitute, for the various intermediaries employed so far, a vehicle of heat,
regulator and recuperator, made up of sandy or powdery materials, the type of which is sand, but whose chemical nature and physical qualities can be very different, such as siliceous sand or metal shot.
Among the range of sandy bodies, the one which is best suited to the treatment is chosen, according to its physical qualities (heat capacity, conductivity, melting temperature, etc.), and chemical (attack of the materials to be treated, stability at the temperatures envisaged ) *
We act on the rapidity of heat transmission by the choice of bodies (the speed increasing with the conductivity), by their initial temperature and by the relative quantity used of these intermediate bodies.
The thermal action is carried out by simply mixing the intermediate sandy material with the material to be treated. Mixing is generally facilitated by shaking or stirring the assembly which allows the sand to penetrate into the smallest flats and to come into intimate contact with the material to be treated.
The separation is carried out by screening or, if the intermediate body and that to be tr ter are in the same state of division, by shaking or vibration and density, the intermediate body being chosen, in this case, of a density clearly different from that of the body to be treated,
Before mixing, the intermediate sandy material is raised to a temperature such that after mixing with the body to be treated and transmitting its calories to the latter up to a
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sensitive balance or recovery,. by cooling, the calories of the body to be treated, it is brought to the. desired temperature and maintained at that temperature for as long as desired.
When the internal modifications of the body to be treated (evaporation, decomposition, etc. *) will absorb heat, the volume of the sand will be calculated so that. taking into account its conductivity, a regular support of calories is provided to the material to be treated as long as necessary.
An Internent will be the safest way to obtain proportions adapted to the treatment and the material to be treated4
The sandy or powdery materials may have been heated in conventional sand kilns, or in waste heat collectors, or been cooled in any way. It is almost always necessary to operate in heat-insulated vessels.
The following examples of application are not limiting:. The drying or aging of wood generally requires a poorly conductive sand, such as silica sand in relatively large relative quantities; it can occur when empty, with or without pressure, and, in general, at low temperatures (40 to 160). For large squarings of wood, it is often necessary to repeat the operation, The initial temperature difference must be small, Aging, obtained at the highest temperatures, gives, at the same time, a better resistance to destructive elements.
Above 1500 in an atmosphere, - closed, with or without pressure, the chemical release of the tar which remains in the mass of the wood, allows the decomposition of the lignin and, after subsequent treatment with an appropriate solvent, the obtaining of 'an inexpensive pulp, even with the most lignified bowls.
Heating, at. sand, bowls 4, bend or compress
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is carried out by simple mixing and without harming the grain of the wood, as is the case with steaming.
For the carbonization or distillation of wood, the use, as thermal vehicle, of a sandy material may or may not be combined with ordinary modes of heating and in most types of apparatus in use, preferably of the type retort.
Example: The smothering of the carbon coming out of the retort can be obtained by simply mixing with siliceous sand of moderate temperature. This operation, carried out in a heat-insulated enclosure, makes it possible to use, after screening, the sand thus reheated by drying or reheating the wood to be treated, with which it can be mixed, by simple density, through the empty spaces created by the stacking of the wood. . Separated, then, from the wood by screening, this sand, cooled by the wood, can be used again for smothering the charcoal.
The sand, heated from 5,000 to 7,000 and for example poured into a retort where there is stacked wood, already reheated or not, penetrates, by density, assisted or not by shaking, through the interstices of the wood. It very quickly brings the wood to the carbonization temperature and, when the exothermic phase arrives, recovers the heat given off by the wood and can then, if the best conditions are met, be used again, without reheating, for a identical operation.
Charffing with sand can be combined with ordinary heating or even a preliminary ignition of the material to be treated.
The operation can be stopped at any time and allows to obtain special coals such as red coal $
The process of heat treatment of wood and similar materials using sandy or powdery materials has, with respect to other processes, the following advantages: greater speed, greater flexibility, greater consistency, better cost price, possibility of being juxtaposed with most of the known processes.