Procédé pour la fabrication d'agglomérés combustibles à l'aide de végétaux et matières d'origine végétale. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'agglomérés combus tibles à l'aide de végétaux et matières d'ori gine végétale, suivant lequel les matières destinées à former l'aggloméré,- mises sous forme divisée, sont desséchées, puis compri mées et chauffées, à l'état comprimé, de façon à provoquer la carbonisation desdites matières végétales et à obtenir des agglomérés solides et de haut pouvoir calorifique.
Les matières à agglomérer peuvent être uniquement des produits d'origine végétale non transformés ou n'ayant subi qu'une faible transformation, tels que, par exemple, des feuilles, herbes, mousses, champignons, tourbes jeunes, rizômes etc. Elles peuvent aussi être constituées par de telles matières végétales associées à des menus de houille ou lignite, qu'elles servent à agglomérer.
Pour le traitement des matières végétales non transformées ou n'ayant subi qu'une faible transformation, comme le bois, la tourbe ete., il est avantageux de procéder comme suit: On divise la matière à traiter en la ré duisant en menus fragments, on la dessèche, la chauffe de façon à l'amener à la première phase de sa décomposition pyroligneuse, puis la comprime et la carbonise à l'état comprimé, les produits gazeux résultant de la susdite décomposition pyroligneuse ainsi que les sous- produits utilisables étant de préférence récu pérés.
Il est bon, lorsqu'il s'agit de tourbe, de séparer les matières étrangères inorganiques, ce qui peut se faire de la manière suivante On la réduit d'abord en boues homogènes par des machines appropriées et, en se ser vant d'eau comme véhicule et comme sépa ratrice des matières étrangères, on fait circuler les boues dans des canaux à chicanes; les tourbes et lignites relativement légers sont entraînés par l'eau et les impuretés terreuses sont arrêtées par les chicanes; puis on déverse lesdites boues dans des filtres ou vases po reux pour les séparer de l'eau; cette dernière passe à travers les pores et on obtient, pour ladite tourbe, un -feutrage favorable sans dé- pense.en main-d'oeuvre, en combustible et en force motrice.
Le dessin annexé représente schématique ment, à titre d'exemple, une forme d'exécu tion d'une installation propre .à permettre de tranformer en charbon, des végétaux et des matières d'origine végétale, et établie confor mément à l'invention.
L'installation est représentée vue d'en haut, partie en coupe à la hauteur d'un tube de carbonisation.
A l'aide de cette installation, le procédé suivant l'invention peut être exécuté comme suit: Les matières ligneuses, lignites ou autres matières à transformer qui sont assez dures, :ont d'abord réduits à l'état de sciure gros sière par des appareils de sciage, et les autres matières moins dures, telles que la tourbe, les mousses, feuilles etc., sont semblablement réduites à l'état de poudre, par des appareils triturateurs appropriés à cet effet.
Cette première opération a pour but de diviser les particules des matières en très petits fragments de façon à faciliter, par la dessiccation, l'évacuation rapide des eaux qu'elles renferment, de hâter leur décompo sition par une chaleur graduée, et ensuite de permettre leur transformation en blocs de formes et de dimensions voulues, par la coin- pression.
Les matières, après leur réduction à l'état de sciure ou de poudre, sont introduites, par exemple au moyen d'un ventilateur j et des tuyauteries (non représentées sur le dessin), dans un appareil dessiccateur quelconque (non représenté sur le dessin), ayant deux com partiments on plus, séparés les uns des autres, formant des sections distinctes, com muniquant entre elles et chauffées, à des degrés différents, par un foyer auxiliaire d attenant à ces compartiments, ou indépen dant d'eux.
Des thermomètres indicateurs, placés sur chaque section, permettent de régler la tem- pérature de cette section.
La première section, recevant les matières à traiter, est maintenue à une température ne dépassant pas<B>150</B> C de façon à produire seulement la dessiccation, sans dégagement d'autres produits.
Sous l'effet de cette température, l'eau de constitution seule s'évapore sous forme de buées qui sont entraînées à l'air libre, par une cheminée d'évacuation appropriée.
Après avoir subi la dessiccation complète, dans la première section, à la température de 150 C environ, les matières passent dans la seconde section oir la température est maintenue aux environs de 250 C.
Sous l'influence de cette température, elles commencent leur décomposition pyroligneuse, pour laisser échapper les composés oxygénés acides, acide carbonique, acide acétique et acide pyroligneux.
Ces produits, qui se dégagent à l'état de vapeurs sèches encore exemptes de mélange avec des produits résineux et goudronneux, seront conduits dans des tuyaux de récupé ration tels que le tuyau g sur la figure, ce tuyau étant de préférence refroidi par un courant d'air froid qu'un ventilateur /r. fait circuler dans l'intérieur d'une chemise i en tourant ledit tuyau de récupération y.
Les vapeurs de la première décomposition seront recueillies dans les appareils de con densation, pour être transformées ensuite en acétate de chaux vendu soit à l'état brut aux usines de rectification, soit rectifié et distillé sur place selon le cas, pour en retirer tout le bénéfice que donnent les dérivés des acides pyroligneux.
Les gaz non condensables sont récupérés par des conduites ad hoc (non représentées) qui les conduisent au foyer auxiliaire où, par leur combustion, ils produisent la chaleur nécessaire au maintien des températures vou lues dans les sections du dessiccateur et dans celle du four de carbonisation sans qu'il soit besoin d'autre combustible.
Jusqu'à ce jour, on s'est contenté, avant la confection avec des matières ligneuses de blocs ou briquettes, d'une simple dessiccation préalable ou d'un réchauffement avoisinant la réaction exothermique, avec la compression, sans jamais atteindre la décomposition, ni chercher la récupération des produits oxygé nés acides.
Il en résultait la perte totale des sous- produits pyroligneux, un surcroît de dépenses pour combustible auxiliaire et un manque d'adhérence des matières, d'où nécessité de substances étrangères comme agglomérant, parce que la décomposition des matières n'était pas commencée ou suffisamment avancée.
En opérant au contraire comme décrit plus haut, les matières, avant leur confection en blocs ou briquettes, sont portées en pleine décomposition et en pleine réaction exorther- mique, fournissant ainsi, par elles-mêmes une fois l'opération commencée et sans interrup tion, la chaleur nécessaire à leur transforma tion et sans qu'il soit besoin d'une matière étrangère quelconque pour leur agglomération.
A la sortie de la seconde section du dessiccateur, où s'était accomplie la décom position pyroligneuse, les matières ont une couleur brun foncé et, bien que leur décom position soit avancée, elles ne sont pas encore à l'état de charbon et conservent leurs pro duits résineux et goudronneux de constitution, dont la transformation complète ne se pro duira qu'à la carbonisation.
A cet état, et sans subir de refroidisse ment, elles passent à la compression.
La compression a pour but, non seulement de réunir entre elles les particules des ma tières à l'état de division extrême, d'en réduire le volume et d'en faire des corps solides, mais encore d'éviter des pertes de chaleur et de permettre à la décomposition de se poursuivre sans interruption pendant les diverses manipulations.
Les matières, en sortant de la seconde section du dessiccateur, sont introduites dans des moules, de formes et de dimensions voulues selon le genre de blocs qu'on veut obtenir, puis soumises à une pression éner gique fournie par des presses a produisant une bonne cohésion des matières.
Cette cohésion est facilitée par la force agglutinante des produits résineux et gou- dronneux que contiennent les matières, dont la compression augmente l'effet agglomérant.
Après la compression, les matières, trans formées en blocs de dimensions plus ou moins grandes, présentent une certaine cohé sion, mais sont encore impropres à la consom mation, parce que leur transformation est incomplète et que leur pouvoir calorifique n'a pas encore atteint sa valeur, les carbures ne se dégageant qu'à une température plus élevé, sous d'autres conditions.
Pour faire un bon combustible ayant les qualités d'un bon charbon minéral, elles doivent subir une dernière opération, celle de la carbonisation.
La carbonisation après compression est la continuation, sans interruption, de la décom position commencée dans la seconde section du dessiccateur et la transformation finale en charbon, à une température plus élevée et sous une pression intermittente en vase clos.
Jusqu'ici les matières n'ont subi qu'une partie de leur transformation, en abandonnant seulement des produits volatils oxygénés, en espace libre, parce que restées à une tempéra ture inférieure à celle nécessaire au dégage ment des composés carburés.
Le four de carbonisation est constitué principalement par un tube métallique, hori zontal ou vertical, à marche continue, formant deux secteurs b et b1 sans solution de conti nuité, dont la longueur, la hauteur et la sec tion sont déterminées par la, production de la presse, de telle façon que les blocs ou briquettes, introduits par une extrémité et sortant par l'autre, mettent le temps néces saire pour parcourir le tube et subir la car bonisation.
Le premier secteur b, où s'opère la car bonisation, est entouré, sur toutes ses faces, par une chambre c de circulation des gaz chauds provenant du foyer auxiliaire d du dessiccateur pour maintenir dans ce secteur une température de 300 C environ, réglée par un thermomètre indicateur placé sur ce secteur.
Le second secteur, faisant fonction de cham bre de refroidissement, est nu ef exposé à l'air. La section intérieure du tube, dans les deux secteurs, est de dimensions exactement semblables aux dimensions des produits, blocs ou briquettes, à carboniser, de façon à, obte nir une obturation parfaite du tube, par introduction de ces produits qui a lieu au moyen d'une petite presse auxiliaire e, dont le sommier, évidé au centre pour leur passage, est relié au tube par des boulons de serrage.
Entre deux blocs ou briquettes est inter calée une plaque métallique de mêmes di mensions que ceux-ci, dont les champs, en contact avec les parois du tube, forment des ailettes de communication et de répartition de chaleur, et qui empêchent les blocs ou briquettes de se déformer et de se lier entre eux sous' l'action de la poussée de la presse, quand la matière, au moment de la trans formation, est à l'état de fluide pâteux.
Sous l'influence de la température aux environs de 300 C la. décomposition des matières s'accentue rapidement et donne lieu des produits carburés plus denses que les produits oxygénés, tels que les carbures d'hydrogène, les gaz oléifiants et un grand nombre de composés liquides, parmi lesquels se trouvent les composés résineux et gou dronneux.
Sous l'action des poussées intermittentes et répétées de la presse auxiliaire de charge ment, et de la haute température de la chambre r, ces produits deviennent de plus en plus riches en carbone; ne pouvant s'échapper, ils pénètrent toute la ruasse amenée à l'état piteux et complètement carbonisée.
Les gaz et les produits légers seuls peuvent s'échapper par une buse d'évacua tion f' ménagée, à cet effet, à l'extrémité du tube de carbonisation et communiquant avec la seconde section du dessiccateur, oit ils se mélangent aux autres produits volatils oxy génés pour être récupérés en nrèrne temps qu'eux.
Dès qu'une briquette est formée par la presse confectionneuse, elle passe donc à la petite presse de chargement e qui l'introduit avec force dans le tube carboniseur b et elle avance alors, graduellement poussée par les autres briquettes qui sont introduites après elle; parcourant ainsi le secteur chauffé où elle se transforme.
Elle atteint ensuite le secteur de refroi dissement 1 l où les carbures fluides se con tractent et se solidifient, et finalement elle sort à l'extrémité du tube refroidisseur, poussée par celles rentrant à l'extrémité opposée du tube carboniseur; et ainsi de suite pour toutes les autres briquettes.
A la sortie du tube, les briquettes sont encore très chaudes et sont mises en tas telles quelles, sans aucun risque de s'enflam mer à l'air libre.
Les charbons obtenus de cette façon ont toutes les qualités des charbons minéraux, avec en plus les avantages de ne dégager que peu ou presque pas de fumée -à la com bustion et de se consumer entièrement sans production de scories.
Le pouvoir calorifique de ces briquettes petit être considérablement augmenté en in corporant aux matières traitées, pendant leur première décomposition, des résidus d'huile lourde, ou des résidus pétrolifères très riches en carbures d'hydrogène, presque inutilisés aux lieux de production et par conséquent de valeur très minime.
Quant au rendement, on petit dire qu'il atteint le maximum, car, sauf l'eau de cons titution des matières traitées qui est évaporée à l'air libre, tout le reste est utilisé et trans formé en charbon et en sous-produits qui sont récupérés, la matière fournissant elle- même l'énergie nécessaire à sa transformation.
C'est ainsi qu'on peut transformer en charbon, toutes sortes de végétaux ou de matières d'origine végétale.
En ce qui concerne la préparation et la purification de la tourbe, pour obtenir avec elle un charbon de meilleure qualité, il est bon de la débarrasser d'abord des matières terreuses qu'elle contient et dont la pro portion atteint quelquefois 30 0;lo, et, afin de diminuer les frais de dessiccation, de ramener entre 25 à 3(0,'" (l'eau la proportion d'eau qu'elle peut contenir et qui petit atteindre jusqu'à 80 %; puis, on lui fait subir le trai tement ci-dessus indiqué.
Pour réaliser d'un seul coup ces deux opérations, on peut opérer de la façon sui vante.
Aux lieux mêmes d'extraction de la tourbe, on installe un ou plusieurs débourbeurs, par exemple du genre des broyeurs à dents, dans lesquels la tourbe est introduite au fur et à mesure de son extraction, afin de la diviser et de l'amener à l'état de boue homogène.
Sous chaque débourbeur on installe un canal ouvert, de dimensions appropriées et dont le fond est muni de tasseaux ou de chicanes espacés les uns des autres, par exemple de deux à trois mètres ou davantage, sur toute la longueur dudit canal, qui s'étend jusqu'à l'usine de traitement, à distance plus ou moins grande de la tourbière.
Chaque débourbeur est muni d'un tube amenant l'eau nécessaire pour véhiculer, dans le canal, la boue tourbeuse jusqu'à l'usine.
Pendant son parcours dans le canal, la matière tourbeuse, plus légère que l'eau et que les matières terreuses, silicates et cal caires, se sépare de l'eau et de ces matières, surnage et est entrainée par l'eau jusqu'à l'extrémité du canal.
Les matières étrangères tombent sur le fond du canal où elles sont arrêtés par les chicanes, d'où on les enlève pendant les arrêts.
A l'arrivée à l'usine, la tourbe est dé pouillée des matières inorganiques y contenues, mais elle doit être débarrassée de toute l'eau qui la noie. A cet effet, on fait déverser avantageusement les canaux d'amenée dans des vases en terre cuite poreuse, de dimen sions appropriées et de section relativement étroite, dans lesquels l'eau, abandonnant la tourbe, filtre avec une extrême rapidité, à travers les pores des vases, pour s'écouler ensuite librement à l'extérieur.
La tourbe se tasse ensuite par son propre poids, produisant un feutrage qui améliore les qualités qu'on en attend. Elle se dessèche d'autant plus rapidement que les vases qui la contiennent sont plus étroits et plus hauts, et, après un séjour d'à peu près 48 heures dans les vases,
elle ne contient plus que 25 % à 30 % d'eau et est prête à être transfor- mée en charbon dans les appareils ci-dessus décrits.
-Un tel mode d'épuration et de dessicca tion de la tourbe a l'avantage, sur les sys tèmes ordinaires, de donner un meilleur ren dement, parce qu'il ne donne lieu à aucune perte, ni en matières, ni en produits colloï daux, et qu'il en résulte un produit bien supérieur en qualité et n'ayant nécessité -iii combustible, ni force motrice, ni main-d'aeuvre.
Ainsi qu'il a été dit au début, les matières telles que feuilles, herbes, mousses, champi gnons, rizômes et tourbes jeunes peuvent en même temps qu'elles sont transformées en charbon, donner des hydrocarbures bitumineux pour agglomérer et améliorer des menus de houille en remplacement des brais et des goudrons actuellement chers et difficiles à se procurer.
Ce résultat peut être obtenu comme suit: on amène ces matières aux abords des usines de traitement et on les entasse de façon à leur faire subir un commencement de décom position par fermentation.
Ensuite; on les prend au fur et à mesure des besoins et on les amène aux appareils de trituration pour les réduire à l'état de poudre ou pâte, c'est-à-dire prêtes pour le mélange avec les menas de houille.
De leur côté, les déchets, ou menus de houille, sont lavés pour les débarrasser des matières terreuses, puis séchés et broyés finement et régulièrement.
Après quoi,- ces menus broyés sont mé langés avec la poudre des susdites matières; feuilles, herbes etc., en volumes sensiblement égaux, ou bien avec environ '/s en poids de ladite poudre.
Le produit ainsi obtenu est ensuite dé versé dans des auges à vis, de dessiccation, chauffées extérieurement, où il se réchauffe et se dessèche complètement.
Après dessiccation, ledit produit passe à la presse confectionneuse dont il a été parlé, presse où, sous une pression énergique, il est transformé en briquettes de dimensions qu'on désire.
Après compression, les briquettes sont introduites, comme ci-dessus, dans le tube de transformation de l'installation représentée.
Pendant l'opération et par l'action de la chaleur et de la pression, les matières en traitement se sont transformées avec forma tion d'liy drocai-bui es bitumineux, qui ont pénétré et enrobé la partie charbon, formant ainsi l'agglomérant qui lie les particules entre elles, à Fétat de charbon interposé.
En abandonnant le secteur chaud, les matières ainsi transformées se sont solidifiées par l'action du froid et sortent du tube à l'état de charbon homogène, plus solide et plus résistant que le charbon aggloméré avec les brais et les goudrons. De plus, ce charbon a l'avantage de ne pas se désagréger sur les grilles, ni de dégager, à la combus tion, les fumées _ que dégagent les brais et les goudrons.
De même que les feuilles, herbes, mousses champignons etc., la vasculose du bois, ame née Ù, l'état de sciure peut servir d'agglomé rant pour les menus de houille de la façon su5-décrite, mais soir emploi est moins éco nomique que celui de ces matières, parce qu'elle est d'un prix plus élevé et qu'il cri faut davantage pour donner le même résultat..
Concernant les lig9nites compacts, ils sont toujours très chargés en matières étrangères eten pyrites sulfureuses qui les rendent impropres comme combustibles.
Ils peuvent être amenés à l'état de charbon parfait pour usages indus triels et domestiques: en les traitant comme il a été expliqué pour l'épuration préalable de la tourbe; les matières sulfureuses se séparent du charbon et s'immobilisent entre les chicanes des ca naux d'écoulement, tandis que le charbon est entraîné à l'usine de traitement, les pyrites recueillies étant lavées à nouveau pour les épurer et pouvant être vendues telles qu'elles, par exemple aux fabriques d'acide sulfurique;
en traitant le charbon recueilli et épuré comme on l'a vii quand il s'est agi de menus de houille, en se servant de feuilles, herbes, mousses etc., comme agglomérants pour la transformation en briquettes.
On peut obtenir ainsi un charbon possé dant toutes les qualités des meilleurs char bons de houille, brûlant sans dégagement de fumée et ne produisant pas de scories qui encombrent et se collent aux grilles et aux parois des fourneaux qu'elles détériorent ra pidement.
Process for the manufacture of fuel agglomerates using plants and materials of plant origin. The present invention relates to a process for the manufacture of combustible agglomerates using plants and materials of vegetable origin, according to which the materials intended to form the agglomerate, - put in divided form, are dried, then compressed and heated, in the compressed state, so as to cause carbonization of said vegetable matter and to obtain solid agglomerates of high calorific value.
The materials to be agglomerated can only be products of unprocessed plant origin or which have undergone only a slight transformation, such as, for example, leaves, herbs, mosses, mushrooms, young peat, rice, etc. They can also be constituted by such vegetable matter associated with coal or lignite menus, which they serve to agglomerate.
For the treatment of unprocessed vegetable matter or which has undergone only a slight transformation, such as wood, peat and so on, it is advantageous to proceed as follows: The material to be treated is divided by reducing it into small fragments, it is dried, heated so as to bring it to the first phase of its pyroligneous decomposition, then compressed and carbonized in the compressed state, the gaseous products resulting from the aforesaid pyroligneous decomposition as well as the usable by-products being preferably recovered.
It is good, when it comes to peat, to separate inorganic foreign matter, which can be done in the following way.It is first reduced to homogeneous sludge by suitable machines and, taking advantage of water as a vehicle and as a separator of foreign matter, the sludge is circulated in baffle channels; relatively light peat and lignite are carried away by the water and earthy impurities are stopped by the baffles; then pouring said sludge into porous filters or vessels to separate them from the water; the latter passes through the pores and a favorable felting is obtained for said peat without expenditure of labor, fuel and motive power.
The appended drawing shows schematically, by way of example, a form of execution of a clean installation. To enable plants and materials of plant origin to be transformed into charcoal, and established in accordance with the invention. .
The installation is shown seen from above, part in section at the height of a carbonization tube.
Using this installation, the process according to the invention can be carried out as follows: The ligneous materials, lignites or other materials to be processed which are quite hard,: have first reduced to the state of coarse sawdust by sawing devices, and other softer materials, such as peat, moss, leaves, etc., are similarly reduced to powder form by crushing devices suitable for this purpose.
The purpose of this first operation is to divide the particles of matter into very small fragments so as to facilitate, by desiccation, the rapid evacuation of the water they contain, to hasten their decomposition by a graduated heat, and then to allow their transformation into blocks of desired shapes and sizes, by wedge-pressure.
The materials, after their reduction to the state of sawdust or powder, are introduced, for example by means of a fan j and pipes (not shown in the drawing), into any drying apparatus (not shown in the drawing). ), having two or more compartments, separated from each other, forming distinct sections, communicating with each other and heated, to different degrees, by an auxiliary fireplace adjoining or independent of these compartments.
Indicating thermometers, placed on each section, allow the temperature of that section to be adjusted.
The first section, receiving the materials to be treated, is maintained at a temperature not exceeding <B> 150 </B> C so as to produce only the desiccation, without release of other products.
Under the effect of this temperature, the water of the constitution alone evaporates in the form of steams which are entrained in the open air, through a suitable exhaust chimney.
After having undergone complete desiccation, in the first section, at a temperature of about 150 C, the materials pass into the second section where the temperature is maintained at around 250 C.
Under the influence of this temperature, they begin their pyroligneous decomposition, to release the acidic oxygen compounds, carbonic acid, acetic acid and pyroligneous acid.
These products, which are released in the form of dry vapors still free from mixing with resinous and tarry products, will be conducted in recovery pipes such as the pipe g in the figure, this pipe being preferably cooled by a current. of cold air than a fan / r. circulates in the interior of a jacket i by twisting said recovery pipe y.
The vapors from the first decomposition will be collected in the condensing devices, to be then transformed into acetate of lime sold either in the raw state to the rectification plants, or rectified and distilled on site as the case may be, to remove all the residue. benefit of pyroligneous acid derivatives.
The non-condensable gases are recovered by ad hoc pipes (not shown) which lead them to the auxiliary furnace where, by their combustion, they produce the heat necessary to maintain the desired temperatures in the sections of the desiccator and in that of the carbonization furnace. without the need for other fuel.
Until now, before making blocks or briquettes with woody materials, we have been satisfied with a simple preliminary drying or heating approaching the exothermic reaction, with compression, without ever reaching decomposition, nor seek the recovery of oxygenated products born acids.
This resulted in the total loss of pyroligneous byproducts, additional expense for auxiliary fuel and a lack of adhesion of the materials, hence the need for foreign substances as a binder, because decomposition of the materials had not started or sufficiently advanced.
By operating on the contrary as described above, the materials, before their preparation into blocks or briquettes, are brought into full decomposition and in full exorthermic reaction, thus providing, by themselves once the operation has begun and without interruption , the heat necessary for their transformation and without the need for any foreign matter for their agglomeration.
On leaving the second section of the desiccator, where the pyroligneous decomposition had taken place, the materials have a dark brown color and, although their decomposition is advanced, they are not yet in the carbon state and retain their resinous and tarry products of constitution, the complete transformation of which will only be produced by carbonization.
In this state, and without undergoing cooling, they pass to compression.
The purpose of compression is not only to bring together the particles of matter in the state of extreme division, to reduce their volume and to make them solid bodies, but also to avoid heat losses and to allow the decomposition to continue without interruption during the various manipulations.
The materials, leaving the second section of the desiccator, are introduced into molds, of shapes and sizes desired according to the kind of blocks to be obtained, then subjected to an energetic pressure supplied by presses producing a good cohesion of materials.
This cohesion is facilitated by the agglutinating force of the resinous and tarry products contained in the materials, the compression of which increases the agglomerating effect.
After compression, the materials, transformed into blocks of more or less large dimensions, present a certain cohesion, but are still unfit for consumption, because their transformation is incomplete and their calorific value has not yet reached. its value, since carbides are only released at a higher temperature, under other conditions.
To make a good fuel with the qualities of a good mineral coal, they must undergo a final operation, that of carbonization.
Carbonization after compression is the continuation, without interruption, of the decomposition started in the second section of the desiccator and the final transformation into carbon, at a higher temperature and under intermittent pressure in a closed vessel.
So far the materials have only undergone part of their transformation, leaving only volatile oxygen products in free space, because they have remained at a temperature lower than that necessary for the release of the carburized compounds.
The carbonization furnace consists mainly of a metal tube, horizontal or vertical, continuously running, forming two sectors b and b1 without any solution of continuity, the length, height and section of which are determined by the production of the press, in such a way that the blocks or briquettes, introduced by one end and leaving the other, take the necessary time to travel through the tube and undergo the carbonization.
The first sector b, where the carbonization takes place, is surrounded, on all its faces, by a chamber c for the circulation of hot gases coming from the auxiliary furnace d of the desiccator in order to maintain a temperature of approximately 300 C in this sector, set by an indicating thermometer placed on this sector.
The second sector, which acts as a cooling chamber, is exposed to air. The inner section of the tube, in both sectors, is of dimensions exactly similar to the dimensions of the products, blocks or briquettes, to be carbonized, so as to obtain a perfect sealing of the tube, by the introduction of these products which takes place by means of a small auxiliary press e, whose base, hollowed out in the center for their passage, is connected to the tube by tightening bolts.
Between two blocks or briquettes is interposed a metal plate of the same dimensions as these, whose fields, in contact with the walls of the tube, form fins of communication and heat distribution, and which prevent the blocks or briquettes to deform and bind together under the action of the pressure of the press, when the material, at the time of transformation, is in the state of pasty fluid.
Under the influence of temperature around 300 C la. Decomposition of matter is rapidly accentuated and gives rise to carburized products which are denser than oxygenated products, such as hydrogen carbides, oleifying gases and a large number of liquid compounds, among which are the resinous and tarry compounds.
Under the action of the intermittent and repeated thrusts of the auxiliary loading press, and of the high temperature of the chamber r, these products become increasingly rich in carbon; not being able to escape, they penetrate all the ruasse brought to the pitiful state and completely charred.
The gases and the light products alone can escape through an evacuation nozzle formed for this purpose at the end of the carbonization tube and communicating with the second section of the desiccator, where they mix with the other products. volatiles oxy generated to be recovered at the same time as them.
As soon as a briquette is formed by the making press, it therefore passes to the small loading press e which introduces it forcefully into the carbonizing tube b and it then advances, gradually pushed by the other briquettes which are introduced after it; thus traversing the heated sector where it is transformed.
It then reaches the cooling sector 11 where the fluid carbides contract and solidify, and finally it exits at the end of the cooling tube, pushed by those returning to the opposite end of the carbonizing tube; and so on for all the other briquettes.
On leaving the tube, the briquettes are still very hot and are stacked as they are, without any risk of igniting in the open air.
The coals obtained in this way have all the qualities of mineral coals, with the additional advantages of giving off little or almost no smoke on combustion and of burning entirely without the production of slag.
The calorific value of these briquettes can be considerably increased by incorporating in the treated materials, during their first decomposition, heavy oil residues, or petroleum residues very rich in hydrogen carbides, almost unused at the production sites and therefore. of very minimal value.
As for the yield, we can say that it reaches the maximum, because, except the water of constitution of the treated materials which is evaporated in the open air, all the rest is used and transformed into coal and by-products. which are recovered, the matter itself providing the energy necessary for its transformation.
This is how we can transform all kinds of plants or materials of plant origin into charcoal.
As regards the preparation and purification of peat, in order to obtain with it a better quality charcoal, it is advisable to first rid it of the earthy matter which it contains, the proportion of which sometimes reaches 30 0; lo , and, in order to reduce the costs of desiccation, to reduce between 25 to 3 (0, '"(water the proportion of water that it can contain and which can reach up to 80%; then, we subjected to the treatment indicated above.
To carry out these two operations at once, one can operate as follows.
At the very places of peat extraction, one or more sludges are installed, for example of the type of tooth crushers, in which the peat is introduced as it is extracted, in order to divide it and bring it in the state of homogeneous mud.
Under each sludge trap is installed an open channel, of suitable dimensions and whose bottom is provided with cleats or baffles spaced from each other, for example two to three meters or more, over the entire length of said channel, which extends up to the treatment plant, more or less far from the bog.
Each sludge trap is fitted with a tube bringing the water necessary to convey the peaty mud through the channel to the plant.
During its journey in the canal, the peaty material, lighter than water and than earthy, silicate and calcareous materials, separates from the water and these materials, floats and is carried by the water up to the end of the channel.
The foreign matter falls to the bottom of the channel where it is stopped by the baffles, from where it is removed during the stops.
On arrival at the plant, the peat is stripped of the inorganic matter contained therein, but it must be cleared of all the water that drowns it. To this end, the supply channels are advantageously poured into porous terracotta vessels of suitable dimensions and of relatively narrow section, in which the water, leaving the peat, filters with extreme rapidity, through the pores of the vases, to then flow freely outside.
The peat then settles down by its own weight, producing a felting that improves the qualities expected of it. It dries up all the more quickly as the vessels which contain it are narrower and higher, and, after a stay of about 48 hours in the vessels,
it now contains only 25% to 30% water and is ready to be transformed into charcoal in the apparatus described above.
-Such a method of purifying and drying the peat has the advantage, over ordinary systems, of giving a better yield, because it does not give rise to any loss, either in matter or in products. colloidal, and that the result is a product much superior in quality and requiring -iii fuel, no driving force, or labor.
As was said at the outset, materials such as leaves, herbs, mosses, mushrooms, rices and young peats can at the same time as they are transformed into charcoal, give bituminous hydrocarbons to agglomerate and improve menus of. hard coal to replace the pitches and tars currently expensive and difficult to obtain.
This result can be obtained as follows: these materials are brought to the vicinity of the treatment plants and they are piled up so as to subject them to a start of decomposition by fermentation.
Then; they are taken as needed and brought to the crushing apparatus to reduce them to powder or paste state, that is to say ready for mixing with the coal menas.
For their part, the waste, or small coal, is washed to rid it of earthy matter, then dried and finely and regularly ground.
After which, - these ground menus are mixed with the powder of the aforesaid materials; leaves, herbs etc., in substantially equal volumes, or alternatively with about 1 / s by weight of said powder.
The product thus obtained is then poured into screw troughs, desiccation, heated externally, where it heats up and dries up completely.
After drying, said product passes to the making press of which it has been mentioned, a press where, under energetic pressure, it is transformed into briquettes of desired dimensions.
After compression, the briquettes are introduced, as above, into the transformation tube of the installation shown.
During the operation and by the action of heat and pressure, the materials in treatment are transformed with the formation of bituminous drocai-bui es, which penetrated and coated the coal part, thus forming the agglomerating which binds the particles together, in the state of interposed carbon.
By abandoning the hot sector, the materials thus transformed are solidified by the action of the cold and leave the tube in the state of homogeneous carbon, more solid and more resistant than the coal agglomerated with pitches and tars. In addition, this charcoal has the advantage of not disintegrating on the grates, nor of giving off, on combustion, the fumes given off by pitches and tars.
As with leaves, herbs, moss, mushrooms, etc., wood vascular disease, the sawdust state can serve as a binder for coal menus in the manner described above, but even less use is economical than that of these materials, because it is of a higher price and more is needed to give the same result.
Regarding the compact lig9nites, they are always very loaded with foreign matter and sulphurous pyrites which make them unsuitable as fuels.
They can be brought to the state of perfect coal for industrial and domestic uses: by treating them as explained for the preliminary purification of peat; the sulphurous material separates from the charcoal and becomes immobilized between the baffles of the flow channels, while the charcoal is carried along to the processing plant, the collected pyrites being washed again to purify them and can be sold as 'they, for example at sulfuric acid factories;
by treating the collected and purified charcoal as we have seen when it comes to small coal, using leaves, herbs, moss, etc., as binders for the transformation into briquettes.
It is thus possible to obtain a coal having all the qualities of the best good coal tanks, which burns without the release of smoke and does not produce slag which clutters and sticks to the grates and to the walls of the furnaces which they deteriorate rapidly.