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.