Procédé et appareil pour fabrication de combustibles agglomérés. La présente invention est relative à l'ob tention d'un aggloméré combustible nouveau à partir de substances végétales, applicable à tous usages domestiques et industriels et en particulier à l'usage d'appareils gazogènes. Le combustible obtenu est d'aspect brillant, agréable à la vue, de densité supérieure à celle de l'eau, de manutention propre, ne ta chant pas, de grande résistance à l'écrasement et au choc, ne produisant pas de déchets aux manipulations de chargement et de décharge ment durant les transports.
L'invention permet d'utiliser comme ma tière première non seulement du bois, mais des végétaux de toutes sortes tels que feuilles, fibres, herbes, enveloppes de grains, etc. et en général toutes matières contenant de la cellu lose.
Le procédé selon la présente invention est caractérisé par le fait qu'on amène lesdites substances par apport de chaleur extérieure à l'abri de l'oxygène et sous une pression sensi- blement égale à la pression atmosphérique à une température telle que la réaction exother mique est amorcée, et qu'avant qu'un dégage ment appréciable des hydrocarbures. ne se soit produit, on arrête l'apport de chaleur et on soumet lesdites substances ainsi partiellement carbonisées et se trouvant encore s sensiblement à la température obtenue à la fin du traite ment thermique précité,
à une pression élevée ,sans addition de liant.
Notamment, dans le cas où les substances végétales à traiter sont en gros morceaux, l'ap port de chaleur extérieure peut être réparti en deux temps: dans le premier temps,, ces substances perdent la presque totalité,de l'eau et des produits pyroligneux.
Ce premier ap port de chaleur est arrêté dès qu'apparaissent les vapeurs goudronneuses. La matière, après un léger refroidissement dû à une cause exté rieure est alors ramenée par un nouvel apport de chaleur extérieure à une température voi sine de celle qu'il avait atteint au cours du premier temps de chauffage et on fait suivre ce chauffage de l'agglomération sous pression.
Entre les deux opérations de chauffage, on procède avantageusement au broyage de la matière traitée si celle-ci était en morceaux trop gros au début du chauffage.
Dans le but d'améliorer les qualités de réactivité ou combustibilité du produit fini on petut ajouter des sels alcalins tels que, par exemple, des sels de sodium, tels que le car bonate de soude, qui, au moment de la com bustion, favorise cette dernière.
La présente invention comprend également un appareil pour la réalisation du procédé précité, constitué par une enceinte comportant des moyens pour déplacer lesdites substances d'une manière continue à travers l'enceinte. des moyens pour produire une élévation de température de ces substances et un d ispositif pour comprimer en agglomérés la substance partiellement carbonisée sous forte pression à la sortie de l'enceinte.
De préférence, l'enceinte est constituée par deux fours séparés, la matière sortant du pre mier four passait à travers un broyeur avant de pénétrer dans le second four.
La présente invention a enfin pour objet l'aggloméré combustible obtenu conformément aut procédé précité et présentant un aspect extérieur lisse et brillant, n'absorbant pas l'eau, ne s'oxydant pas à l'air et présentants une densité supérieure à 1.
A titre d'exemple seulement, on va décrire ci-après un mode particulier de réalisation. en se référant au dessin annexé.
Dans cet exemple, le procédé est divisé en quatre phases bien distinctes les unes des a utres et dans l'ordre suivant: Précarbonisation - Broyage - Carboni sation finale - Compression.
Première phase: précarbonisation.
On charge par le moyen de la trémie 1 les végétaux préalablement préparés à la gros- seur voulue pour circuler librement dans le four de précarbonisation 2, tournant ou non et recevant la chaleur nécessaire, directement ou indirectement. par un foyer auxiliaire quelconque.
La précarbonisation a lien à l'abri de l'air, à des températures modérées et variant de 200 à 350 , suivant les matières traitées et leur état hygrométrique.
Les températures sont indiquées par pyro mètres placés aux endroits voulus.
Sous l'influence de la chaleur, l'eau de constitution s'échappe tout d'abord, à l'état de buée, par le conduit 3, ensuite viennent les pyroligneux légers, se dégageant sous forme de vapeurs, pouvant être récupérées, ou non, suivant le cas, pour servir à toutes fins utile.
Vers la fin de l'opération de clauffage, la réaction exothermique s'amorce, les calories q lu elle dégage t s'ajoutent, à celles, apportées par la source de chaleur extérieure. On arrête l'apport de chaleur extérieure dès qu'appa- raisserA les premières vapeurs goudronneuses.
A ce moment, la matière est a l'état de charbon roux, tirant sur le brun et prête pour la deuxième phase ou broyage. Les hydrocar bures qu'elle contient sont pour la plupart ra mollis.
Lorsque les matières à traiter, telles que sciure, plantes, feuille, herbes, graines, en veloppes de graines et en général toute les matières cellulosiques sont à l'état menu, l'opération de traitement thermique peut se faire en une seule phase; cependant, le résul tat final, au point de vue rendement et rqua- lité, est moins bon que par le traitement tlher- mnique en deux phases.
Deuxième phase: broyage.
En sortant dut four de précarbonisation 2, la matière, quoique brime, n'est; pas encore à l'état de charbon proprement dit. mais elle se trouve à un état<B>de</B> < lé.agrégation ries fibre, a<B>a</B> ssez avaneé pour cil permettre le broyage facile.
Elle tombe, par déversement, dans le broyeur 4 qui la réduit en poudre, lui donne de l'liornogénéité et facilite par son extrême division les opérations suivantes:
en même temps. la matière se trouve refroidie. ce qui arrête hi, réaction exothermique. Au moment de la chute de la matière dans le broyeur 4, on l'additionne ou non, à volonté et suivant l'usage auquel le chaarbon sera destiné, d'une proportion variable de sels alca lins tels que des sels de sodium, qui favorisent le développement de certains gaz et intensi fient la réactivité du charbon.
Dans certains cas, il peut être intéressant d'incorporer aux végétaux des charbons miné raux, tels que houilles et lignites et aussi des tourbes, pour faire un charbon mixte.
Dans ces cals, après avoir déterminé le pourcentage des éléments à incorporer, on les mélange intimement aux végétaux soit avant, pendant, ou après broyage; cependant, il est préférable de faire l'opération pendant le broyage, car le mélange est plus intime. Le processus de traitement reste de même, après ces mélanges, que pour les végétaux seuls. Troisième phase: carbonisation finale.
Par son passage dans le broyeur 4 et l'élé vateur 5, la matière en traitement subit un refroidissement causant un arrêt brusque de la réaction exothermique, arrêt favorable au rendement en poids du charbon et à la forma tion de certains gaz combustibles.
Le four 6, qui reçoit la matière de l'élé vateur 5, a polur but de la ramener, par un apport de chaleur extérieur modéré en champ clos, au réamorçage d'urne deuxième réaction exothermique atténuée, qui achève la carboni sation finale.
Sous l'action de cette deuxième évolution exothermique atténuée, il y a réaction des hydrocarbures sur le carbone libre, sans entraî nement ni pertes de ceux-ci, ainsi que cela a lieu dans une carbonisation d'une seule phase et sans arrêt. Il y a par suite meilleur rende ment en poids de charbon et en gaz plus riche.
La chaleur 1utile pour le four 6 est fournie par le foyer auxiliaire et la chaleur perdue fdu four 2). Quatrième phase: compression.
A la sortie du four 6, la matière chaude, à l'état de charbon, tombe dans un distribu- teur qui alimente une presse i comportant des moules de formes voulues, où elle est comprimée.
Sous l'action de la pression à chaud, il y a rupture d'équilibres. L'état de la matière se modifie complèteinent, pour former un corps solide, homogène, d'une densité supérieure à celle de l'eau, d'une combustion parfaite et possédant une activité remarquable.
L'on obtient ainsi un aggloméré de char bon qui présente des caractéristiques très dis tinctes des agglomérés ou des, combustibles jusqu'ici employés. Son aspect extérieur est lisse et brillant. Il est homogène dans toutes ses parties, n'absorbe pas l'eau et ne s'oxyde pas à l'air, même au bout d'une longue durée. Sa densité est comprise entre 1 et 1,4 et même peut atteindre jusqu'à 1,6.
Method and apparatus for manufacturing agglomerated fuels. The present invention relates to the obtaining of a new combustible agglomerate from plant substances, applicable to all domestic and industrial uses and in particular to the use of gas generators. The fuel obtained has a shiny appearance, pleasing to the eye, has a density greater than that of water, clean handling, not singing, high resistance to crushing and impact, not producing waste to loading and unloading operations during transport.
The invention makes it possible to use as raw material not only wood, but plants of all kinds such as leaves, fibers, herbs, grain husks, etc. and in general any material containing cellulose.
The method according to the present invention is characterized by the fact that said substances are brought by supply of external heat away from oxygen and under a pressure substantially equal to atmospheric pressure at a temperature such that the exothermic reaction. is initiated, and before any appreciable release of hydrocarbons. has occurred, the supply of heat is stopped and said substances thus partially carbonized and still lying substantially at the temperature obtained at the end of the aforementioned heat treatment, are subjected,
at high pressure, without addition of binder.
In particular, in the case where the plant substances to be treated are in large pieces, the external heat input can be divided into two stages: firstly, these substances lose almost all of the water and products. pyroligneous.
This first supply of heat is stopped as soon as the tarry vapors appear. The material, after a slight cooling due to an external cause is then brought by a new supply of external heat to a temperature similar to that which it had reached during the first heating time and this heating is followed by the agglomeration under pressure.
Between the two heating operations, the treated material is advantageously crushed if the latter were in pieces that were too large at the start of the heating.
In order to improve the reactivity or combustibility qualities of the finished product, alkali salts such as, for example, sodium salts, such as sodium carbonate, which, at the time of combustion, promote the latter.
The present invention also comprises an apparatus for carrying out the aforementioned method, consisting of an enclosure comprising means for moving said substances in a continuous manner through the enclosure. means for producing a rise in the temperature of these substances and an ispositif for compressing the partially carbonized substance into agglomerates under high pressure at the outlet of the enclosure.
Preferably, the enclosure is formed by two separate furnaces, the material leaving the first furnace passed through a mill before entering the second furnace.
A final subject of the present invention is the combustible agglomerate obtained in accordance with the aforementioned process and exhibiting a smooth and shiny exterior appearance, not absorbing water, not oxidizing in air and exhibiting a density greater than 1.
By way of example only, a particular embodiment will be described below. with reference to the accompanying drawing.
In this example, the process is divided into four very distinct phases from one another and in the following order: Precarbonization - Grinding - Final carbonization - Compression.
First phase: precarbonization.
The plants previously prepared to the size desired to circulate freely in the precarbonization furnace 2, rotating or not and receiving the necessary heat, directly or indirectly, are loaded by means of the hopper 1. by any auxiliary fireplace.
Precarbonization takes place away from the air, at moderate temperatures varying from 200 to 350, depending on the materials treated and their hygrometric state.
The temperatures are indicated by pyro meters placed at the desired locations.
Under the influence of heat, the water of constitution escapes first of all, in the vapor state, through line 3, then come the light pyrolignants, being released in the form of vapors, which can be recovered, or not, as the case may be, to be used for all purposes.
Towards the end of the heating operation, the exothermic reaction begins, the calories which it releases are added to those provided by the external heat source. The external heat input is stopped as soon as the first tarry vapors appear.
At this point, the material is in the state of red coal, turning brown and ready for the second phase or grinding. The hydrocarbons it contains are mostly softened.
When the materials to be treated, such as sawdust, plants, leaves, herbs, seeds, seed coats and in general all the cellulosic materials are in a small state, the heat treatment operation can be done in a single phase; however, the end result, in terms of yield and quality, is poorer than with the two-phase thermal treatment.
Second phase: grinding.
On leaving the precarbonization oven 2, the material, although bruised, is not; not yet in the state of coal proper. but it is in a state of <B> </B> <aggregation of the fibers, <B> has </B> enough forward to allow easy grinding.
It falls, by pouring, into the crusher 4, which reduces it to powder, gives it the homogeneity and facilitates by its extreme division the following operations:
at the same time. the material is cooled. which stops hi, exothermic reaction. When the material falls into the crusher 4, it is added or not, at will and according to the use for which the chaarbon will be intended, a variable proportion of alkaline salts such as sodium salts, which promote the development of certain gases and intensify the reactivity of coal.
In certain cases, it may be advantageous to incorporate mineral coals, such as coal and lignite, and also peat, in the plants to make mixed coal.
In these calluses, after having determined the percentage of the elements to be incorporated, they are intimately mixed with the plants either before, during, or after grinding; however, it is best to do the operation while grinding, as the mixture is more intimate. The treatment process remains the same, after these mixtures, as for the plants alone. Third phase: final carbonization.
As it passes through the crusher 4 and the elevator 5, the material being treated undergoes cooling causing an abrupt stop of the exothermic reaction, a favorable stop to the yield by weight of the coal and to the formation of certain combustible gases.
The furnace 6, which receives the material from the elevator 5, has the aim of bringing it, by a moderate external heat input in a closed field, to the re-initiation of the second attenuated exothermic reaction, which completes the final carbonization.
Under the action of this second attenuated exothermic evolution, there is a reaction of the hydrocarbons on the free carbon, without entrainment or loss of the latter, as this takes place in a carbonization of a single phase and without stopping. There is therefore a better yield by weight of coal and richer gas.
The heat 1 useful for the oven 6 is supplied by the auxiliary hearth and the waste heat ffrom the oven 2). Fourth phase: compression.
On leaving the oven 6, the hot material, in the carbon state, falls into a distributor which feeds a press i comprising molds of desired shapes, where it is compressed.
Under the action of hot pressure, there is a break in equilibrium. The state of matter changes completely, to form a solid, homogeneous body, of a density greater than that of water, of perfect combustion and possessing remarkable activity.
A good char agglomerate is thus obtained which has very distinct characteristics from the agglomerates or fuels used hitherto. Its exterior appearance is smooth and shiny. It is homogeneous in all its parts, does not absorb water and does not oxidize in the air, even after a long time. Its density is between 1 and 1.4 and even can reach up to 1.6.