CH203908A - Procédé de distillation, en continu, de matières combustibles carbonées, en particulier de matières cellulosiques, et appareil pour l'exécution de ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé de distillation, en continu, de matières combustibles carbonées, en particulier  de matières cellulosiques, et appareil pour     Feaécution    de ce procédé.    On sait que la décomposition     pyrogénée     des matières     cellulosiques    et notamment du  bois comporte trois phases. bien     distinctes:     <B>10</B> Phase de' O à 155   - Déshydratation  qui enlève l'eau d'imbibition et enlève com  plètement la sève du bois     traité.     



  20 Phase de     155      à 275 ',environ - Dé  composition     pyrogénée    de la cellulose hydro  lysable qui donne seulement des     distillats     aqueux et de l'acide carbonique.  



  <B>30</B> Phase de 275   à 420' environ - Dé  composition de la lignine qui engendre les  sous-produits de la distillation des bois: al  cools, cétones, acides organiques (acétique,       butyrique,    etc.) et des carbures condensables  sous forme de goudrons.  



       Au-dessus    de 420   environ, il ne se dé  gage plus que des gaz     permanents.     



  Il est connu que     pour    distiller des ma  tières cellulosiques telles que     grignons     d'olive, coques d'arachide, graines décorti-         quées,    sciure de bois,     tourbes,    etc., on em  ploie des fours rotatifs horizontaux qui ont  l'avantage, à la faveur du mouvement méca  nique, de brasser la matière en renouvelant  ses     surfaces.    de contact avec les parois chauf  fantes du four, mais ont l'inconvénient de  donner un distillat contenant l'ensemble des       produits    de     distillation    qui ont subi un  cracking partiel par leur     contact    avec la pa  roi chauffante du four,

   dans la partie de son       sommet.     



  D'autre part, il est également connu que  pour éviter, dans la distillation de ces mêmes  matières, une -décomposition     pyrogénée    par  tielle du distillat, on emploie, notamment  pour les     bois,    des cornues verticales mobiles,  munies d'une cheminée centrale par laquelle  les     sous-produits    s'écoulent par le bas vers  un     collecteur,    évitant ainsi que les produits de  la distillation ne viennent en contact avec  la paroi chauffante du four, mais ce mode  de     distillation    où la chaleur progresse lente-      ment de la périphérie     vei;s    le centre ne com  porte pas de brassage de la.     masse.     



  En outre. cette manière de procéder se  fait par opérations successives consistant à  substituer une charge totale de matière à celle  qui vient d'être traitée.  



  La présente     invention    se rapporte à un  procédé et à un appareil pour le mettre en       rouvre    qui permettent l'exécution en continu  de la, carbonisation de matières combustibles  carbonées et en particulier de matières cellu  losiques, avec.     brassage    de la.     masse        traitée     sans     l'apparition        des    phénomènes indésira  bles liés au traitement. dans les fours horizon  îaux et sans dépense de force motrice pour  l'obtention du brassage, ou avec une force  motrice très réduite.  



  Dans le procédé selon l'invention, on fait       parcourir    par gravité et en continu, à la. ma  tière première     prise    en menus morceaux, une  enceinte de traitement thermique dans la  quelle on fait circuler des gaz chauffants à  contre-courant en provoquant d'abord un  échange thermique indirect, c'est-à-dire sans  contact, entre les gaz à. leur     entrée    et la ma  tière à traiter, dans la partie de son parcours  située du côté de sa. sortie, puis un échange  thermique direct entre ces gaz ayant aban  donné une partie de leurs calories et la ma  tière première dans la partie de son parcours       située    du côté de son entrée, tout en impo  sant, à l'aide     d'obstacles    fixes.

   des change  ments de     direction        fréquents    à la.     matière     en cours de traitement, afin d'en déterminer  le brassage automatique sans dépense de  force motrice.  



  De préférence, on évacue     séparément    les  produits de distillation prenant naissance  dans la. zone d'échange thermique indirect,       e'est-â,-dire    dans la. zone la plus chaude, et  les produits de distillation engendrés dans la  zone de contact direct entre la. matière cellu  losique et les gaz chauffants.  



  L'appareil pour la. mise en     #uvre    de     ce     procédé comprend une enceinte close. dont  l'orientation ne diffère pas sensiblement de  la verticale, avec moyens pour introduire     par     le haut la matière à traiter et qui comporte,    à sa.     partie    inférieure. une cornue destinée à       être        léchée    extérieurement par des gaz de  chauffe admis ensuite dans l'enceinte. dans  sa. partie :

  située au-dessus de la cornue, par  des passages prévus à cet effet,     l'enceinte     étant     pourvue    intérieurement d'obstacles  fixes destinés à agir sur la. matière en cour  de     descente    pour la, brasser, ainsi que de  moyens d'évacuation séparée des produits ga  zeux engendrés dans la cornue et des gaz et  vapeurs présents dans l'enceinte au-dessus de  la cornue.  



  L'ensemble peut être muni d'une     cheminée     centrale partiellement perforée et autour de  laquelle est appliquée une spire métallique à  grande pente ayant pour but de créer par  simple gravitation un brassage de la matière,  qui roule sur elle-même. d'abord dans la tré  mie, puis dans la cornue en renouvelant ses  surfaces de contact avec la source de cha  leur.  



  L'ensemble du four fixe est de préférence       surmonté    d'une trémie d'alimentation dont  on peut régler le débit par un dispositif de  distribution quelconque et enfin. à la. base de  la     cornue    fixe, est installé un dispositif  d'extraction du produit carbonisé.  



  Au, dessin annexé. donné à, titre d'exem  ple, est     représentée.    une forme d'exécution de  l'appareil selon l'invention.  



  La figure unique la.     représente    schémati  quement. en coupe     verticale.     



       L'enceinte    est formée d'une     chambre        ej--          lindrique    verticale     B    et     d'une    cornue D re  liées     l'une    à l'autre par une paroi conique  percée     d'ouvertures    O.

   La. matière cellulo  sique à l'état divisé est introduite dans la  trémie de chargement<B>-4.</B> Cette trémie A est  pourvue d'un dispositif d'admission quel  conque rotatif ou autre, par exemple un cou  ple de     trappes    coulissantes a. avec chambre  intermédiaire permettant de régler l'alimen  tation de la chambre     B    au prorata du vide  produit par la. contraction de la. matière en  voie de traitement et par     l'extraction    des  produits     carbonisés    qui s'effectue en H dans  le bas.

        La matière introduite dans la chambre de  séchage B se trouve progressivement chauf  fée par son contact direct avec les gaz pro  venant de la combustion des foyers et péné  trant dans     cette    trémie par les orifices O. Elle  descend en suivant les spires hélicoïdales T  qui créent un brassage mécanique de 1a ma  tière.  



       Les    produits qui s'en dégagent     partent     par la cheminée intérieure perforée S pour  sortir par la conduite S' qui aboutit à un  condenseur (non représenté) sur lequel est  branché un ventilateur produisant une fai  ble dépression pour créer un tirage et en  traîner la vapeur d'eau et l'acide carbonique  provenant des deux     premières    phases du trai  tement des matières cellulosiques ainsi que  l'azote apporté par l'air servant à entretenir  la combustion.  



  La simple gravitation provoque le che  minement de la matière en traitement qui, en  arrivant en C dans la cornue D, se trouve en  contact avec la paroi chauffante de     cette    der  nière où elle se carbonise pour livrer en     E     le charbon produit. Ce charbon arrivant en  G est repris par la vis     transporteuse    H qui  l'entraîne vers le sas J, d'où le charbon re  froidi est     extrait.     



  Sur le parcours du charbon en H est éta  bli un dispositif concentrique de refroidisse  ment par circulation méthodique d'air, lequel  s'échauffe progressivement pour aller aux  brûleurs     K   <I>et</I> W<I>.</I>  



  La cheminée intérieure     S    de la chambre  B est perforée à     partir    du point P jusqu'à son  sommet, pour     permettre    l'évacuation des pro  duits qui se dégagent, produits qui s'éva  cuent par la     tuyauterie    S'.  



  Les produits provenant de la décomposi  tion de la lignine dans la cornue L s'évacuent  en descendant par la cheminée     centrale    per  forée pour s'écouler en R vers un     exhaus-          teur        après    avoir été lavés par émulsion avec  du goudron chaud. La cheminée centrale M  est fermée en N, .de manière que le distillat  goudronneux ne puisse être entraîné dans la  partie supérieure de la cheminée intérieure.  



  - La spire T fixée sur la cheminée cen-         trale    est inclinée vers. le bas, de la cheminée  vers la paroi     exérieure,    et établie de telle fa  çon que la pente des spires corresponde à la  nature de la matière traitée et que l'épaisseur  de la couche venant en contact avec la paroi       chauffante    corresponde à l'état physique de  la matière à ce stade du traitement et à sa  vitesse de pénétration par la chaleur. Cette  couche peut donc être aussi mince qu'on le  désire, puisqu'il suffit de donner plus de lon  gueur à l'aile de la spire en ne laissant entre  son extrémité et la paroi chauffante que       l'espace    qu'on veut.  



  Dans le cas où,     dans    une phase du traite  ment, la matière deviendrait collante, on aug  menterait considérablement la pente de la  spire dans     cette.    partie et même, si besoin est,  cette partie peut être munie d'un agitateur  commandé permettant de solliciter la des  cente du produit, soit par agitation de la  spire, soit autrement. Il convient de remar  quer que les trous des . cheminées. sont en  partie protégés contre un bouchage éventuel  par les spires de     l'hélice    T, .de sorte due,  dans les conditions les plus, défavorables,  l'évacuation des     produits    de la distillation  peut toujours     s'accomplir.     



  Il va de soi que l'appareil schématique  décrit     ci-dessus    est fourni à.     titre    purement       illusàratif    et que l'on peut, en pratique, en  modifier l'exécution sans pour cela sortir du  cadre de l'invention. Cet appareil peut être  construit aussi bien pour des installations  fixes que pour des installations     mobiles.     



  On voit immédiatement que, dans un ap  pareil tel que décrit ci-dessus, les deux pre  mières phases. de la décomposition     pyrogénée     dont on a parlé au début du présent mémoire  eut lieu par mise en contact direct de la ma  tière cellulosique avec une     source   <B>de</B> chaleur,  la troisième s'effectuant par chauffage indi  rect dans la cornue sous une couche d'une  faible épaisseur dont les surfaces sont sans  cesse renouvelées; on voit aussi que grâce à  la cheminée intérieure perforée, les produits  de la     distillation    sont évacués sans avoir subi  de décomposition     pyrogénée,    leur     @    chemi:e-      ment se faisant de la paroi chaude vers la  cheminée centrale.  



  L'appareil représenté     permet    une utilisa  tion complète des     calories    émises par le foyer,  en même temps qu'il permet la récupération  de la plus grande partie de la chaleur em  portée par le produit carbonisé     grâce    au re  froidissement de celui-ci avec de l'air qui, ré  chauffé, vient au foyer.  



  On peut ainsi réunir tous les avantages  des divers modes de distillation connus en en  supprimant les inconvénients.  



       Ce    mode de traitement s'adapte à toutes  les matières     susceptibles    d'être carbonisées.  Il suffit pour cela que la matière traitée soit  mise en état de division     suffisante.     



  Le même procédé de carbonisation peut  être adopté en forêt pour traiter les bois dé  chiquetés ou concassés sur place. Il suffit de  prévoir le four démontable, en parties pas  trop lourdes, pour, après épuisement d'un sec  teur d'abattage, remonter     ce    four dans un  autre secteur forestier.  



  On a ainsi la possibilité de     produire    sur       place    un maximum de charbon de bois épuré,  tout en récupérant des goudrons non décom  posés provenant de la troisième phase de la.  décomposition     pyrogénée.  

Claims (1)

1. REVENDICATIONS T Procédé continu de carbonisation de ma tières combustibles carbonées et en parti culier de matières cellulosiques, procédé selon lequel on fait parcourir par gravité et en continu, à la matière première prise en menus morceaux, une enceinte de trai tement thermique dans laquelle on fait circuler des gaz chauffants à contre- courant, en provoquant d'abord un échange thermique indirect entre les gaz, à leur entrée, et la matière à traiter, dans la partie de son parcours située du côté de sa sortie,

   puis un échange thermique direct entre ces gaz ayant abandonné une partie de leurs calories et la matière pre mière dans la partie de son parcours si tuée du côté de son entrée, tout en impo sant, à l'aide d'obstacles fixes, des change- ments;

   de direction fréquents à la. matière en cours de traitement, afin d'en détermi ner le brassage automatique sans dépense de force motrice. II Appareil pour l'exécution du procédé se lon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il comprend une enceinte close, dont l'orientation ne diffère pas sensible ment de la verticale, avec moyens pour introduire par le haut la matière à trai ter et qui comporte, à sa partie inférieure, une cornue destinée à être léchée exté rieurement par des gaz de chauffe admis ensuite dans l'enceinte, dans sa partie si tuée au-dessus de la.

   cornue, par des pas sages prévus à cet effet, l'enceinte étant pourvue intérieurement d'obstacles fixes destinés à agir sur la matière en cours de descente pour la brasser, ainsi que de moyens d'évacuation séparée des produits gazeux engendrés dans la cornue et des gaz et vapeurs présents dans l'enceinte au-dessus de la cornue. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication I, caracté risé par le fait qu'on évacue séparément les produits de distillation prenant nais sance dans la zone d'échange thermique indirect, c'est-à-dire dans la zone la plus chaude, et les produits de distillation en gendrés dans la zone de contact direct entre la matière traitée et les gaz chauf fants.

   2 Appareil selon la revendication II, carac térisé par le fait que les obstacles fixes sont constitués par au moins une spire d'hélice inclinée de haut en bas en allant du centre vers la périphérie et occupant dans l'enceinte et dans la cornue une posi tion s'écartant tout au plus peu de la posi tion centrale. 3 Appareil selon la revendication II,

   carac térisé par le fait que les obstacles fixes sont portés par une tubulure centrale perforée et pourvue d'une cloison dans la zone correspondant au haut de la cornue, de façon à être divisée en deux tronçons servant à l'évacuation séparée des pro duits gazeux.

   4 Appareil selon la revendication II, carac térisé par le fait qu'à la base de la cor nue est monté un dispositif d'évacuation des matières carbonisées, qui est com- biné à un échangeur de chaleur assurant le réchauffage de gaz âllant à des brû leurs qui chauffent la. périphérie de la cornue.