<Desc/Clms Page number 1>
MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Monsieur Napoléon., Prosper, Marie HERMES Procédé d'agglomération des combustibles pulvérulents et produits obtenus par ce procédé.
La présente invention est relative à l'agglomération de combustibles pulvérulents, c'est-à-dire à l'état de poudre ou/ et de grains plus ou moins gros, en vue de les rendre utilisables dans les gazogènes et les foyers industriels. Elle est applicable à des combustibles de natures très diverses, tels que houille, charbon de bois, lignite, cendres tamisées, déchets végétaux, que leur consistance pulvérulente rend impropres à une combus- tion régulière et complète.
Il est connu depuis longtemps d'agglomérer ces combus- tibles à l'aide de brai et il a aussi été proposé de remplacer celui-ci, dont on ne dispose pas toujours, par d'autres substances agglomérantes, notamment par des substances végétales. Parmi cel- les-ci il convient de citer les résines de conifères, soit à l'état naturel, c'est-à-dire de gemme, soit après distillation, à l'état de colophane.
Le pouvoir agglomérant de ces résines, de même que celui des algues et des déchets végétaux dont l'addition a aussi été proposée, n'est toutefois pas assez éleva' pour former des corps résistant efficacement à l'écrasement et au crevasse- ment pendant la combustion; aussi est-il usuel d'incorporer aux mélanges à agglomérer de l'argile, du ciment ou un autre liant minéral, ce qui ne permet d'augmenter la résistance des agglomérés qu'aux dépens de leur pouvoir calorifique.
Les recherches du demandeur lui ont permis de recon- naître les conditions auxquelles doit satisfaire un agglomérant pour donner, sans adjonction de liants minéraux ou autres, des produits offrant une bonne résistance au choc aussi bien qu'à l'écrasement en cours de combustion. Il faut d'abord que l'agglo- mérant soit cokéfiable, que le coke produit ait des propriétés agglutinantes et qu'il soit formé en quantité suffisante pour con- férer de la solidité à la masse agglomérée; il faut aussi que l'ag- glomérant puisse se mélanger facilement au combustible, ce qui exige la possibilité de le réduire lui-même en poudre. Le deman- deur a découvert que certaines matières résineuses et oléagineu-' ses répondent à ces conditions et permettent en outre d'obtenir des agglomérés de pouvoir calorifique accru.
Basé sur cette découverte, le procédé suivant cette invention consiste essentiellement é utiliser comme agglomérant une ou plusieurs matières végétales résineuses ou/et oléagineuses, susceptibles d'être réduites à l'état de poudre et donnant, à tem- pérature élevée, naissance à une quantité de coke agglutinant de l'ordre de 15% ou davantage.
<Desc/Clms Page number 2>
Les matières résineuses répondant à cette définition sont notamment certaines résines tropicales dont le pouvoir agglomérant a été reconnu nettement supérieur'à celui des résines de conifères.
Tandis que, d'après la classification de Tchirsch, les résines de conifères appartiennent au groupe des résines à acides, les ré- sines tropicales visées par cette invention sont les résines à esters comme la résine du Symphonia Globulifera et les résines à résènes comme les résines élémi. Ces résines, qui se caractérisent par des indices d'acide relativement bas, donnent à la carbonisation un résidu charbonneux ou coke solide, compact et relativement abon- dant, représentant de 15 à 25% de la quantité de résine soumise à la carbonisation. Mélangées en proportions convenables à des com- bustibles en poudre et agglomérées à ceux-ci, ces résines forment dans l'aggloméré, au cours de la première phase de la. combustion, un squelette de coke cohérent qui résiste efficacement à l'écrase- ment et à la désagrégation.
Un squelette de coke ayant des propriétés semblables se forme aussi lorsque l'agglomérant est constitué de fruits ou/et de graines de olantes oléagineuses, ces fruits et graines contenant, outre des matières grasses, des matières saccharifiables ou/et des matières guttoides ou/et des albumines, dont la composition et en particulier la teneur élevée en carbone, favorisent la formation de quantités relativement importantes d'un coke cohérent et aggluti- nant.
Dans l'exécution du procédé, l'agglomérant est divisé, de préférence le plus finement possible, avant d'être mélangé au com- bustible à agglomérer. Lorsqu'il s'agit de résine, celle-ci est d'abord finement broyée, puis mélangée intimement au combustible en poudre ; onchauffe ensuite le mélange à la température de ramol- lissement de la résine, puis on comprime les agglomérés dans des moules de la forme voulue. Le procédé est analogue à celui employé pour le briquetage d'agglomérés au brai et les mêmes machines peu- vent être utilisées.
Il est avantageux que la résine soit en tout cas réduite en poudre plus fine Que le combustible à agglomérer, pour enrober les grains de celui-ci.
La température de chauffage du mélange sera par exemple de 85 à 110 C et la pression d'environ 100 kgs. par cm, ces chiffres n'étant toutefois pas limitatifs.
Lorsqu'on utilise comme agglomérants des fruits ou graines d'oléagineux il convient également de les diviser très fi- nement, mais il faut éviter d'en exprimer les matières grasses; la matière ne sera donc pas broyée mais, après un séchage qui la débarrassera de son eau de constitution,elle sera coupée ou hachée très finement, puis mélangée intimement au combustible pulvérulent.
Le mélange est alors comprimé dans des moules, sous haute pression comme dans le cas de la résine, mais soit après un chauffage à tem- pérature modérée ne dépassant pas 80 C, soit même sans chauffage préalable.
Parmi les fruits et graines d'oléagineux on pourra uti- liser avec avantage des fruits et graines non comestibles existant en abondance comme ceux du Symphonia Globulifera, d'autres comme ceux du Canarium Schweinfurthii étant aussi intéressants.
On pourra aussi, dans la réalisation de l'invention, uti- liser des mélanges de résines ci-dessus mentionnées et de fruits ou graines d'oléagineux, ces mélanges pouvant se faire en toutes proportions et présentant les mêmes propriétés avantageuses que les matières qui les composent.
<Desc/Clms Page number 3>
Dans les divers cas envisagés, les blocs ou agglomères obtenus par compression ont un bel aspect, présentent une résis- tance remarquable au choc et à l'effritement et ne s'écrasent pas en cours de combustion. Ils ont un pouvoir calorifique élevé ( de 7500 à 8500 calories suivant les qualités de charbons employés) et ils sont pratiquement inaltérables à l'eau et aux intempéries.
Ces qualités et le fait qu'ils brûlent sans tomber en poudre ni éclater, rendent ces agglomérés particulièrement propres à l'alimentation des gazogènes.
Les quantités d'agglomérants résineux ou oléagineux, nécessaires à l'agglomération varient selon la nature du combustible employé. S'il s'agit de charbons mi-gras ou de déchets de matières oléagineuses,un pourcentage de 5 à 8% pourra être suffisant, tandis que pour des charbons anthraciteux il faudra 10 à 15% ou davantage et pour le charbon de bois de 20% ou davantage.
Il y a lieu de souligner ici que l'invention fournit un moyen commode d'agglomérer les charbons anthraciteux et le charbon de bois qui, comme on le sait, sont, ce dernier surtout, très difficiles à agglomérer par les liants habituels. Non seulement cette agglomération est réalisable sans l'intervention d'autres liants, mais l'agglomérant résineux ou oléagineux, de haute valeur calorifique, a encore pour effet d'augmenter le pouvoir calorifique du combustible traité.
L'agglomérant résineux, notamment, peut intervenir dans des proportions très élevées, atteignant 30 ou même 35% mais il est alors à craindre que les agglomérés se ramollisent au feu.
On évite cet inconvénient en les soumettant à un recuit à l'abri de l'air, à une température qui peut atteindre 400 c, mais sera de préférence de l'ordre de 180 a 250 c., ce qui suffit pour éliminer les matières volatiles qui ne participent pas à la formation du squelette charbonneux de l'agglomérée ces matières, lorsqu'elles sont présentes en abondance, tendent non seulement à amollir l'aggloméré, mais aussi à affaiblir le squelette de coke auquel il doit de conserver sa cohérence pendant la combustion.
Suivant un autre mode d'exécution de l'invention, avant d'être soumise à la compression, la résine pulvérisée seule, ou en mélange avec le combustible pulvérulent, est chauffée à une température suffisante pour provoquer le départ des matières volatiles en question. Ce chauffage, qui se fait avantageusement vers 180 à 250 C, est recommandable non seulement dans les cas où la proportion de résine est élevée, mais dans tous les cas, car il favorise la formation, au sein des agglomérés, d'un coke de résine plus résistant qui leur confère une très grande solidité au feu; d'autre part il permet la récupération des huiles légères de valeur qui distillent à la température envisagée.
Lorsqu'on procède de la sorte, il convient d'augmenter la proportion de résine prévue comme minimum pour le combustible à traiter. Cette proportion peut même, si on le désire, être fortement augmentée sans inconvénient.
On peut aussi appliquer le procédé conforme à l'invention pour produire, à partir de combustibles pulvérulents quelconques, du coke en morceaux réguliers en même temps qu'on récupère les sous-produits volatils. f1 suffit pour cela de soumettre des agglomérés de résine ou d'oléagineux et, par exemple, de houille ou/et d'anthracite, à une température élevée (telle
<Desc/Clms Page number 4>
que 1000 à 1200 C) à l'abri de l'air pour obtenir du coke, ou à une température plus basse (telle que 400 à 600 C) pour obtenir du semi-coke.
A côté des avantages concernant la qualité des produits obtenus par le présent procédé, celui-ci offre des avantages additionnels dans des cas particuliers. C'est ainsi qu'il permet la valorisation de combustibles pauvres ou de pouvoir calorifique relativement bas, soit en améliorant leur qualité par l'addition d'une forte proportion d'agglomérant résineux ou oléagineux, soit en les mélangeant à d'autres combustibles plus riches et en agglomérant le mélange. C'est ainsi que l'on peut, par l'addition de résine ou d'oléagineux suivant l'invention, agglomérer par exemple à du charbon de bois, de la houille riche en cendres, ou de la tourbe ou des déchets végétaux et obtenir dans chaque cas des agglomérés brûlant facilement et régulièrement.
Il est aussi possible, par l'agglomération suivant l'invention, de corriger d'autres défauts de combustibles difficiles à utiliser à l'état naturel; un charbon très riche en matières volatiles peut être mis à l'abri de l'auto-inflammation par son agglomération avec du charbon de bois.
Bien qu'un des avantages de l'invention soit de permettre de se passer d'autres liants et d'assurer ainsi un rendement calorifique élevé, on ne sortirait évidemment pas de son cadre en faisant intervenir d'autres liants à coté des agglomérants décrits cidessus.
Le procédé suivant l'invention est d'un emploi particulièrement avantageux dans les pays tropicaux où les résines à esters et les résines à résènes ainsi que les fruits et graines d'oléagineux sont très abondants. Il donne le moyen de produire sur place, au moyen de combustibles du pays qui, en raison de leur état pulvérulent, ne sont pas utilisables tels quels, des agglomérés convenant admirablement à la combustion dans les gazogènes aussi bien que dans les foyers industriels de types courants, ainsi qu'à la production de coke.
REVENDICATIONS l.- Procédé d'agglomération de combustibles pulvérulents, caractérisé par l'utilisation, comme agglomérant, d'un ou de plusieurs produits végétaux, résineux ou/et oléagineux, susceptibles d'être réduits à l'état de poudre et donnant, à température élevée, naissance à oi coke agglutinant, dans une proportion d'au moins 15% environ de leur poids.