Procédé pour la fabrication d'agglomérés combustibles à partir de matières carbonifères. L'invention est relative à un procédé pour la fabrication d'agglomérés combustibles à, partir de matières carbonifères, telles que, par exemple, menus de houilles, lignites, tourbes, poussières de coke etc.
Suivant l'invention, on dessèche, en la chauffant, une masse combustible capable de dégager .des hydrocarbures à haute tempéra ture, on presse ensuite aussitôt la. matière desséchée et chaude sous forme de comprimés, et on expose lesdits comprimés, en espace clos dont les parois enserrent ces comprimés, à un chauffage qui provoque un dégagement et une modification des hydrocarbures et per met la transformation des matières de départ en agglomérés solides .de grande compacité et homogénéité.
En supposant qu'on veuille par exemple fabriquer .des agglomérés avec des menus de charbon, on peut procéder comme suit, en se .servant en partie de l'installation représentée à titre d'exemple au dessin annexé.
On prend soit des menus capables de dé gager suffisamment d'hydrocarbures par dis- tillation sèche, ou bien, si la matière première disponible était .apte à dégager soit trop (menus trop gras)., soit pas assez d'hydrocar- bures (menus trop maigres), on mélange des menus de charbon gras et maigres suscep tibles de fournir un ensemble de menus ca pable de dégager les quantités désirables d'hydrocarbures.
Au besoin, on débarrasse les menus d'un excès de matières inorgani ques indésirables de façon qu'ils n'en cfln- tiennent pas plus de 10 %. Cette épuration peut être obtenue, soit par voie sèche, soit par voie humide.
Pour le traitement d'épuration par voie sèche, on peut opérer, par exemple, comme suit: Les menus à traiter sont introduits dans des broyeurs à projection déplaçant de grands volumes d'air et en sortent à un de gré de finesse et d'homogénéité afin de bien séparer les particules de charbon des corps étrangers. Les matières ainsi broyées sont reprises par des ventilateurs qui les dirigent dans un couloir ph is .ou moins long suivant qu'on veut obtenir une épuration plus ou moins parfaite.
Le fond du couloir est muni, sur toute sa longueur, de trémies cyclones qui recueillent les produits suivant leur ordre de densité, les séparant ainsi bien nettement les uns des autres. Les particules de char bon étant plus légères que les particules cal caires, siliceuses et pyriteuses, se déposent clans les trémies les plus éloignées où elles sont prises par des élévateurs, par exemple par des chaînes à. godets, ou par des aspira teurs, qui les amènent dans des appareils des siccateurs quelconques appropriés. Certains charbons, comme les libnites contenant beau coup- :de pyrites sulfureuses, abandonnent ces pyrites pendant l'opération et ces dernières sont recueillies pour être vendues aux usine: produisant l'acide sulfurique.
Pour le traitement par voie humide, qui se prête surtout à. l'épuration des tourbes, on peut opérer, par exemple, comme suit: Comme pour le traitement pour la, voie sèche, les pro duits à traiter sont broyés finement et régii- 1ièrement par le même genre de broyeur, sous lesquels sont installés des canaux en bois fermés sur trois côtés, dont la la.rceur est. égale à la largeur de grille de, sortie des broyeurs et la longueur de 100 à 500 m, ou plus, mais jamais inférieure à, 100 m.
Lorsque l'emplacement ne permet, pas l'installation d'une grande longueur, les canaux font re tour sur eux-mêmes, jusqu'à l'obtention de la. longueur voulue en observant la même pente partout.. L'extrémité supérieure des canaux est munie de conduites d'amenée d'eau. Le fond des canaux en bois porte des tasseaux ou laines de chocs espacés de deux mètres au plus les uns des .autres. Les ca naux sont installés en pente douce d'environ 0.015 m par mètre. A la sortie des broyeurs, les matières tombent d'elles-mêmes dans les canaux en bois et sont entraînées par les eaux.
Les particules de charbon, lignites ou tourbes divisées par le broyage .des corps étrangers qu'elles renfermaient étant plus lé gères que ces corps, flottent en surface et se séparent graduellement -des impuretés dans leur parcours au long des -canaux en bois. Ces impuretés se déposent plus 011 moins rapidement selon leur densité, au fond des canaux en bois entre les tasseaux ou lames de chocs, qui les retiennent prisonnières, leur enlèvement a lieu pendant les temps d'arrêt.
Lorsque les matières arrivent à l'extrémité inférieure des canaux en bois, elles sont épu rées de tous les corps plus lourds que les mo lécules de carbone, mais elles sont gorgées d'eau dont il faut. les débarrasser économique ment.
A cet effet, on fait déverser les canaux en bois dans des récipients en terre poreuse cuite, formant filtres, où elles abandonnent une grande partie d-# leur eau (essorage) sans subir de perte.: en matières carbonées.
.près essorage, les matières sont reprises par des élévateurs, par exemple par des chaîiic- à godets qui les conduisent dans des dessicca- teurs à. air chaud, où elles perdent l'hiinii.dité qu'elles contiennent.
Ces -deux modes d'épuration décrits ci dessus sont donnés ù titre indicatif, comme préparations premières pour éliminer les ma tières étrangères, mais il est bien entendu que l'on pourrait employer tous autres modes d'épuration.
Les menus de charbon ou les mélanges de divers menus de charbon graet niaigre étant ainsi débarrassés de la plus grande partie des matières étrangère: sont ensuit intimement mélangé; ensemble. Si on trai tait des menu:
(le charbon gras seul. on obtiendrait après la transformation des ag glomérés très flambant, de bonne cohésion et brûlant facilement, mais d'une durée moin dre à la combustion que les agglomérés ob tenus par un mélange de menus de charbon gras et de .menus de charbon maigre.
Si, au contraire, on traitait de,; menus de charbon maigre seuls, comme les anthraciteux, ne con tenant pas d'éléments bitumineux, on obtieil- draït des produits de peu de consistance, d'allumage .difficile et ne brûlant qu'en masse.
Pour obtenir un produit: de bonne coiii- position, de bonne cohésion, s'allumant fa eileiiient et ne s'effritant pas lors de la. com bustion, il convient de mélanger (les menus de charbon bras et des menus de charbon maigre dans clés proportions variant de 30 à 70 %a.
Par exemple, un mélange de 30 % de menus de charbon gras et de 70 % de menus de charbon maigre anthraciteux don nera un produit brûlant presque sans flamme; un mélange de 40 % de menus gras et de 60 % de menus maigres donnera un produit brûlant à flamme courte; un mé lange de 50 % de menus gras et de 50 % de menus maigres donnera un produit brûlant à. flamme demi-longue; un mélange de 70 de menus gras et de 30 % de menus maigres donnera un produit brûlant à flamme longue.
En ce qui concerne les lignites, au cas où ils ne seraient pas capables de dégager la quantité désirable d'hydrocarbures, on peut encore recouiîr au procédé du mélange des lignites plutôt relativement "gras" avec des lignites plutôt "pauvres": Pour les tour bes on peut encore, au besoin, suivre le sys tème :des mélanges et alors on mélange de la tourbe clé fond limoneux relativement plus gras (c'est-à-dire -capable de dégager relative ment plus d'hydrocarbures) avec de la tourbe clé surface plus jeune relativement maigre (c'est-à-dire capable de dégager moins d'hy drocarbures que la tourbe @de fond).
Les matières carbonifères, une fois mé langées comme il vient d'être -dit, sont prêtes A-tre transformées en briquettes. A cet ef fet, elles sont prises, à. la sortie des appa reils dessiccateurs, clone à l'état chaud, par exemple par des chaînes à godets ou par des aspirateurs, :
et introduites clans des trémies les distribuant dans une presse a telle que celle représentée au dessin, propre @à permet tre d'obtenir des comprimés -de forme et di mensions qu'on -désire, ces comprimés étant appelés à être transformés ensuite en bri quettes solides.
Cette presse est suffisam ment puissante non seulement pour donner des pressions énergiques assurant aux com primés une fois temninés une cohésion suf fisante pour permettre leur maniement. mais encore pour bien rapprocher les grains chaud de la matière, ce qui prépare la modification des liv drocarbures et opposé un .obstacle à leur évasion prématurée pendant la modifi cation qui sera l'ceuvre du traitement- sup plémentaire qui attend. lesdits comprimés.
Une série de comprimés est ensuite pas sée dans une presse auxiliaire b, voir le des sin, attenant à la presse a et introduisant à force chaque comprimé, au fur et à mesure de sa confection, dans un couloir tubulaire. Celui-ci, \de même section que les comprimés produits par la presse a. attenant à la presse auxiliaire b est constitué par un tube mé tallique dont la première partie c est ex posée à une chaleur d'environ 800 C et dont la seconde partie d est soumise à l'action de l'air froid, par simple exposition à l'air libre, à.
laquelle peut s'ajouter l'effet d'un ventila teur, afin d'activer le refroidissement des comprimés transformés en briquettes et la fixation des hydrocarbures modifiés dans la, masse desdites briquettes. La durée néces saire pour la transformation .des comprimés (encore fragiles) en briquettes solides, est d'environ soixante minutes, chauffage et re froidissement compris; cette durée corres pond au temps nécessaire pour la modifica tion des hydrocarbures sous l'influence com binée @de la chaleur et de la. pression.
Le chauffage de la portion c :du tube précité est assuré par un foyer e dont les gaz de combustion passent dans une chambre de circulation f ménagée dans le massif de maçonnerie f autour -du tube c.
Les comprimés sont séparés les uns des autres quand on les introduit .dans le tube c, d, par clés plaques métalliques propres à s'appliquer sur lesdits comprimés et dont les parois latérales peuvent glisser le long des parois du tube.
Pendant le parcours ales comprimés dans la portion chauffée c du tube, il se produit une modification dans la masse des compri més, modification dont on ne connaît que le bon effet et non pas le détail, mais qui pour rait être devinée par l'hypothèse que les hydrocarbures commencent à se -dégager. su bissent un cracking, passent à l'état visqueux et, ne pouvant pas s'échapper, s'incorporent intimement aux particules de charbon, ce pendant que lesdits comprimés, grâce à la présence des plaques séparatrices, ne risquent pas de se déformer ni de se lier entre eux, lesquelles plaques, en outre, répartissent la chaleur.
Pendant le parcours des comprimés dans la partie de refroidissement d, les hydrocar bures se solidifient pour former avec les particules de charbon un tout parfaitement homogène. Les comprimés ainsi traités sor tent successivement de la partie de tube -de refroidissement d, poussés par ceux qui les suivent et peuvent être dès lors livrés à .la consommation.
Pendant l'opération, certaines matières vo latiles se dégagent sous forme de vapeurs flondensables et de gaz ineondensables par un orifice c ménagé dans le tube précité. Le mélange de vapeurs et de gaz est conduit dans une chambre en passant par un tube qui le refroidit et lui permet d'abandonner les vapeurs condensables clans un tuyau de récupération g, tandis que les gaz qui res- l:ent se rendent par un tuyau h dans le foyer e où ils sont brûlés pour fournir la chaleur nécessaire aux opérations successives.
Les vapeurs condensables sont récupérées égale ment et traitées .par distillation pour en re tirer les divers produits qui les composent et; dont la nature varie suivant que l'on traite des menus de houille, de lignites ou de tourbes.
Les agglomérés ainsi obtenus sont homo- @-ènes dans toutes leurs parties; ils brûlent régulièrement, sans coup de feu ni fumée: ils ne .produisent pas de déchets, lors de leur manipulation; ils résistent aux chocs et sous les charges et ils se conservent, malgré les intempéries, sans se déliter et sans perdre < lacune de leurs qualités.
Process for the manufacture of fuel agglomerates from carboniferous materials. The invention relates to a process for the manufacture of fuel agglomerates from carboniferous materials, such as, for example, coal, lignite, peat, coke dust, etc.
According to the invention, a combustible mass capable of liberating hydrocarbons at high temperature is dried by heating it, and is then pressed immediately. desiccated and hot material in the form of tablets, and said tablets are exposed, in a closed space whose walls enclose these tablets, to heating which causes release and modification of the hydrocarbons and allows the transformation of the starting materials into solid agglomerates. very compact and homogeneous.
Assuming that one wishes for example to manufacture .des agglomerates with coal menus, one can proceed as follows, using in part the installation shown by way of example in the accompanying drawing.
We take either menus capable of releasing enough hydrocarbons by dry distillation, or else, if the available raw material was able to release either too much (menus too fatty), or not enough hydrocarbons ( menus too lean), menus of fatty and lean charcoal are mixed which may provide a set of menus capable of releasing the desirable quantities of hydrocarbons.
If necessary, excess unwanted inorganic material is freed from the menus so that they do not contain more than 10%. This purification can be obtained either by the dry route or by the wet route.
For the treatment of purification by the dry route, one can operate, for example, as follows: The menus to be treated are introduced into projection mills displacing large volumes of air and exit therefrom at a discretion of finesse and homogeneity in order to separate the carbon particles from foreign bodies. The materials thus crushed are taken up by fans which direct them in a ph is. Or shorter corridor depending on whether a more or less perfect purification is desired.
The end of the corridor is equipped, over its entire length, with cyclone hoppers which collect the products in their order of density, thus separating them clearly from one another. Since the char particles are lighter than the calcareous, siliceous and pyritic particles, they settle in the most distant hoppers where they are taken by elevators, for example by chains. buckets, or by aspirators, which bring them into any suitable drying apparatus. Some coals, such as libnites containing a lot of sulfurous pyrites, abandon these pyrites during the operation and the latter are collected to be sold to factories producing sulfuric acid.
For wet processing, which is especially suitable for. The purification of peat can be carried out, for example, as follows: As for the treatment for the dry process, the products to be treated are finely and regularly ground by the same type of crusher, under which are installed wooden channels closed on three sides, the width of which is. equal to the grid width of, outlet of the crushers and the length of 100 to 500 m, or more, but never less than, 100 m.
When the location does not allow the installation of a great length, the channels revolve around themselves, until the. desired length observing the same slope everywhere. The upper end of the canals is provided with water supply pipes. The bottom of the wooden channels carries cleats or impact wools spaced at most two meters from each other. The channels are installed on a gentle slope of approximately 0.015 m per meter. On leaving the crushers, the materials fall by themselves into the wooden channels and are carried away by the water.
The particles of coal, lignite or peat divided by the grinding .des foreign bodies which they contained being lighter than these bodies, float on the surface and gradually separate-impurities as they travel along the wooden channels. These impurities are deposited more 011 less quickly depending on their density, at the bottom of the wooden channels between the cleats or impact blades, which hold them captive, their removal takes place during downtime.
When the material arrives at the lower end of the wooden channels, it is drained of all bodies heavier than the carbon molecules, but it is saturated with the water it needs. get rid of them economically.
For this purpose, the wooden channels are poured into porous terracotta containers, forming filters, where they abandon a large part of their water (dewatering) without undergoing any loss of carbonaceous matter.
After spinning, the materials are taken up by elevators, for example by bucket chains which lead them into desiccators. hot air, where they lose the inheritance they contain.
These -two methods of purification described above are given as an indication, as raw preparations for removing foreign matter, but it is understood that all other methods of purification could be used.
The menus of charcoal or the mixtures of various menus of graet niaigre charcoal being thus freed of most of the foreign matter: are then intimately mixed; together. If we were dealing with menus:
(fatty charcoal alone. After the transformation, we would obtain very flamboyant agglomerates, of good cohesion and easily burning, but of less duration on combustion than the agglomerates obtained by a small mixture of fatty charcoal and. lean coal menus.
If, on the contrary, we were dealing with ,; Small amounts of lean coal alone, like anthracites, not containing bituminous elements, one obtains products of little consistency, difficult to ignite, and burning only in mass.
To obtain a product: of good coiii- position, of good cohesion, igniting easily and not crumbling during the. com bustion, it is advisable to mix (the menus of arm charcoal and menus of lean charcoal in key proportions varying from 30 to 70% a.
For example, a mixture of 30% fatty charcoal menus and 70% charcoal lean charcoal menus will give an almost flameless burning product; a mixture of 40% fat menus and 60% lean menus will give a short flame burning product; a mixture of 50% fat menus and 50% lean menus will give a burning product to. half-long flame; a mixture of 70 fat menus and 30% lean menus will give a long flame burning product.
As regards lignites, in the event that they are not able to release the desirable quantity of hydrocarbons, one can still use the process of mixing rather relatively "fatty" lignites with rather "poor" lignites: bes we can still, if necessary, follow the system: mixtures and then we mix peat with a relatively fatty silty bottom (that is to say -capable of releasing relatively more hydrocarbons) with relatively lean, younger surface peat (i.e. capable of releasing less hydrocarbons than bottom peat).
The carboniferous materials, once mixed as it has just been said, are ready to be transformed into briquettes. For this purpose, they are taken at. the outlet of the desiccant apparatus, cloned in the hot state, for example by bucket chains or by vacuum cleaners,:
and introduced into hoppers distributing them in a press such as that shown in the drawing, suitable for making it possible to obtain tablets of the desired shape and dimensions, these tablets being called upon to then be transformed into bri solid quets.
This press is powerful enough not only to give energetic pressure, ensuring that the tablets, once terminated, have sufficient cohesion to enable them to be handled. but again to bring the hot grains closer to the material, which prepares the modification of the hydrocarbons and opposes an obstacle to their premature escape during the modification which will be the work of the additional treatment which awaits. said tablets.
A series of tablets is then not dried in an auxiliary press b, see the des sin, adjoining the press a and forcibly introducing each tablet, as it is being made, into a tubular passage. This, \ of the same section as the tablets produced by the press a. adjoining the auxiliary press b consists of a metal tube, the first part of which c is exposed to a heat of about 800 ° C. and the second part of which is subjected to the action of cold air, by simple exposure in the open air, at.
which can be added the effect of a ventila tor, in order to activate the cooling of the tablets transformed into briquettes and the fixing of the modified hydrocarbons in the mass of said briquettes. The time necessary for the transformation of the tablets (still fragile) into solid briquettes is about sixty minutes, including heating and cooling; this time corresponds to the time required for the modification of the hydrocarbons under the combined influence of heat and water. pressure.
The heating of the portion c: of the aforementioned tube is provided by a hearth e, the combustion gases of which pass into a circulation chamber f formed in the masonry block f around the tube c.
The tablets are separated from one another when they are introduced into the tube c, d, by means of metal plates suitable for being applied on said tablets and the side walls of which can slide along the walls of the tube.
During the passage of the tablets in the heated portion c of the tube, a modification occurs in the mass of the tablets, a modification of which only the good effect and not the details are known, but which could be guessed by the hypothesis that the hydrocarbons begin to escape. undergo cracking, go into a viscous state and, not being able to escape, become intimately incorporated into the carbon particles, while said tablets, thanks to the presence of the separating plates, do not risk deforming or to bind together, which plates, moreover, distribute the heat.
During the course of the tablets in the cooling part d, the hydrocarbons solidify to form a perfectly homogeneous whole with the carbon particles. The tablets thus treated successively exit the cooling tube part d, pushed by those who follow them and can therefore be delivered for consumption.
During the operation, certain veil materials are released in the form of flondensable vapors and ineondensable gases through an orifice c formed in the aforementioned tube. The mixture of vapors and gas is led into a chamber passing through a tube which cools it and allows it to leave the condensable vapors in a recovery pipe g, while the remaining gases pass through a pipe h in the hearth e where they are burnt to provide the heat necessary for the successive operations.
The condensable vapors are also recovered and treated .by distillation to extract the various products that compose them and; the nature of which varies depending on whether we are dealing with coal, lignite or peat menus.
The agglomerates thus obtained are homo- @ -enes in all their parts; they burn regularly, without gunfire or smoke: they do not produce waste during handling; they are resistant to shocks and under loads and they are preserved, in spite of bad weather, without breaking down and without losing any of their qualities.