Installation pour carboniser le bois. La présente invention a pour objet une installation pour carboniser le bois, caracté risée en ce qu'elle comporte un four présen tant un manteau calorifugé.
Le dessin annexé représente schématique ment:, à titre d'exemples, deux formes d'exé- eution de l'installation faisant l'objet. de l'invention.
Fig. 1 est une vue en. coupe verticale de la première forme d'exécution.
Fig. 2 est une vue en coupe axiale du four que, comporte la deuxième forme d'exé cution de l'installatÏon.
L'installation représentée sur 1a fig. 1 comprend un four 1 présentant, un manteau calorifugé 2 de forme cylindrique et Tepo- sant directement sur le sol. Dans l'exemple représenté, on suppose qu'il s'agit d'un four relativement petit qui est composé d'une seule cloche. Dans le cas d'un four de plus grandes dimensions, on pourrait; avoir plusieurs vi roles superposées. avec joints de sable entre elles.
Dans le four et à la base de celui-ci se trouve un champignon perforé 3 reposant sur le sol -et à l'intérieur- duquel débouchent des conduits d'amenée d'air 4 venant du bas. C'est sur le champignon 3 que reposera en partie la charge de bois à carboniser intro duite dans le four par un orifice .de recharge prévu à sa partie supérieure et normalement fermé par un couvercle calorifugé 5'. L'en trée de chacun des conduits d'amenée d'air 4 débouche directement dans l'atmosphère et peut être fermée de manière étanche par un chapeau 4', .dont le bord plonge dans une par tie annulaire 4", de manière à constituer un joint hydraulique. La mise en. place des cou vercles, 4' permet d'éteindre le four.
Les gaz et vapeurs produits dans le four sortent de celui-ci à sa partie supérieure par un conduit calorifugé<B>6</B> débouchant à la par tie inférieure .d'une branche ascendante 7 d'une cheminée disposée verticalement. Cette branche .ascendante -est calorifugée de ma nière à maintenir la colonne de gaz et va peurs montant à ,son intérieur à une tempé rature aussi élevée que possible.
A sa partie
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supérieure, <SEP> la <SEP> branche <SEP> ascendante <SEP> 7 <SEP> commu nique <SEP> avec <SEP> une <SEP> branche <SEP> descendante <SEP> 8 <SEP> lui
<tb> faisant <SEP> suite. <SEP> Cette <SEP> branche <SEP> descendante, <SEP> qui
<tb> pourrait <SEP> avoir <SEP> la. <SEP> forma. <SEP> de <SEP> n'importe <SEP> quel
<tb> condenseur, <SEP> est <SEP> constituée <SEP> ici <SEP> par <SEP> un <SEP> certain
<tb> nombre <SEP> de <SEP> paires <SEP> de <SEP> tubes <SEP> disposés <SEP> à <SEP> l'inté rÏeur <SEP> l'un <SEP> de <SEP> l'autre. <SEP> Le <SEP> tube <SEP> intérieur <SEP> de
<tb> chaque <SEP> paire <SEP> est <SEP> désigné <SEP> par <SEP> 9 <SEP> et <SEP> le <SEP> tube <SEP> exté rieur <SEP> par <SEP> 10.
<SEP> Les <SEP> différents <SEP> tubes <SEP> intérieurs
<tb> 9 <SEP> débouchent <SEP> librement <SEP> dans <SEP> l'atmosphère
<tb> par <SEP> leur <SEP> partie <SEP> inférieure. <SEP> A <SEP> leur <SEP> partie
<tb> supérieure, <SEP> ces <SEP> différents <SEP> tubes <SEP> intérieurs <SEP> dé bouchent <SEP> dans <SEP> un <SEP> conduit <SEP> de <SEP> sortie <SEP> commun
<tb> 1.1 <SEP> et, <SEP> de <SEP> là, <SEP> dans <SEP> l'atmosphère <SEP> par <SEP> un <SEP> cha peau <SEP> de <SEP> cheminée <SEP> 12.
<SEP> Les <SEP> différents <SEP> espaces
<tb> annulaires <SEP> compris <SEP> entre <SEP> les <SEP> tubes <SEP> 9 <SEP> et <SEP> 10
<tb> des <SEP> différente,- <SEP> paires <SEP> de <SEP> tubes <SEP> débouchent
<tb> à <SEP> leur <SEP> partie <SEP> supérieure <SEP> dans <SEP> un <SEP> espace <SEP> com mun <SEP> 13 <SEP> dans <SEP> lequel <SEP> débouche <SEP> également <SEP> la
<tb> partie <SEP> supérieure <SEP> de <SEP> la. <SEP> branche <SEP> ascendante
<tb> 7. <SEP> Ces <SEP> espaces <SEP> annulaires <SEP> communiquent
<tb> également <SEP> entre <SEP> eux <SEP> à <SEP> leur <SEP> partie <SEP> inférieure
<tb> où <SEP> se <SEP> trouve <SEP> prévue <SEP> une <SEP> sortie <SEP> 1-1 <SEP> pour <SEP> les
<tb> produit,- <SEP> condensés.
<SEP> La <SEP> branche <SEP> ascendante <SEP> 7
<tb> et <SEP> la <SEP> branche <SEP> descendante <SEP> 8 <SEP> sont <SEP> réunies <SEP> en
<tb> un <SEP> ensemble <SEP> vertical <SEP> reposant <SEP> sur <SEP> le <SEP> sol <SEP> au
<tb> moyen <SEP> d'une <SEP> pointe <SEP> 15 <SEP> et <SEP> maintenu <SEP> par <SEP> des
<tb> haubans <SEP> 16.
<tb> Le <SEP> fonctionnement <SEP> de <SEP> l'installation <SEP> repré senté,e <SEP> est <SEP> le <SEP> suivant:
<tb> Le <SEP> four <SEP> étant <SEP> chargé <SEP> de <SEP> bois <SEP> et <SEP> le <SEP> feu
<tb> étant <SEP> allumé <SEP> à <SEP> sa <SEP> partie <SEP> inférieure, <SEP> ce <SEP> bois
<tb> carbonise <SEP> et <SEP> des <SEP> gaz <SEP> et <SEP> vapeurs <SEP> sortent <SEP> du
<tb> four <SEP> par <SEP> le <SEP> conduit <SEP> 6.
<tb> Le <SEP> manteau <SEP> calorifugé <SEP> ? <SEP> a <SEP> pour <SEP> double
<tb> effet, <SEP> d'une <SEP> part, <SEP> d'éviter <SEP> les <SEP> déperditions
<tb> de <SEP> chaleur <SEP> et <SEP> de <SEP> réduire <SEP> ainsi <SEP> le <SEP> poids <SEP> du
<tb> combustible <SEP> brûlé, <SEP> et, <SEP> d'autre <SEP> part, <SEP> d'éviter <SEP> la
<tb> condensation <SEP> des <SEP> produits <SEP> volatils <SEP> autant <SEP> que
<tb> possible <SEP> avant <SEP> qu'il.
<SEP> n'aient <SEP> atteint <SEP> le <SEP> som met <SEP> de <SEP> la <SEP> cheminée. <SEP> Du <SEP> même <SEP> coup, <SEP> on <SEP> dimi nue <SEP> aussi <SEP> la <SEP> dilution <SEP> des <SEP> produits <SEP> conden sables <SEP> de <SEP> la <SEP> distillation <SEP> dans <SEP> les, <SEP> produits <SEP> in condensables <SEP> du <SEP> fait <SEP> de <SEP> la. <SEP> diminution <SEP> des
<tb> gaz <SEP> brûlés. <SEP> et, <SEP> par <SEP> suite, <SEP> on <SEP> augmente <SEP> le <SEP> ren dement <SEP> de <SEP> la <SEP> condensation, <SEP> toutes <SEP> autres
<tb> choses <SEP> égales <SEP> d'ailleurs.
<SEP> La <SEP> quantité <SEP> des <SEP> va peurs <SEP> condensables <SEP> perdues <SEP> est <SEP> en <SEP> effet <SEP> égale
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en <SEP> poids <SEP> au <SEP> produit <SEP> du <SEP> poids <SEP> des <SEP> vapeurs
<tb> contenues <SEP> dans <SEP> un <SEP> m'' <SEP> de <SEP> produits <SEP> inconden sables, <SEP> à <SEP> la <SEP> température <SEP> de <SEP> sortie, <SEP> par <SEP> le
<tb> nombre <SEP> de <SEP> m3 <SEP> des <SEP> produits <SEP> incondensables
<tb> dégagés <SEP> par <SEP> le <SEP> four. <SEP> Ces <SEP> produits <SEP> inconden sables <SEP> sont <SEP> formés <SEP> par <SEP> l'ensemble <SEP> des <SEP> gaz
<tb> dégagés <SEP> par <SEP> la <SEP> distillation <SEP> du <SEP> bois <SEP> et <SEP> des
<tb> gaz <SEP> brûlés. <SEP> Ce <SEP> sont.
<SEP> ces <SEP> derniers <SEP> qui <SEP> sont
<tb> diminués <SEP> par <SEP> le <SEP> calorifugage.
<tb> Le <SEP> calcul <SEP> et <SEP> l'expérience <SEP> montrent <SEP> que
<tb> l'on <SEP> réduit <SEP> le <SEP> poids <SEP> des <SEP> gaz <SEP> brûlés <SEP> dans <SEP> le
<tb> rapport <SEP> de <SEP> 85 <SEP> à <SEP> 50 <SEP> en <SEP> munissant <SEP> le <SEP> four
<tb> d'un <SEP> manteau <SEP> isolant:
<SEP> le <SEP> poids <SEP> des <SEP> produits
<tb> volatils <SEP> emportés <SEP> par <SEP> les <SEP> fumées <SEP> après <SEP> 1e
<tb> condenseur <SEP> n'est <SEP> donc <SEP> plus <SEP> que <SEP> de <SEP> 50f <SEP> 85, <SEP> soit
<tb> <B>,59%</B> <SEP> des <SEP> produits <SEP> que <SEP> l'on <SEP> perdrait <SEP> en
<tb> l'absence <SEP> de <SEP> manteau <SEP> calorifugé.
<tb> Le <SEP> poids <SEP> A <SEP> de.s <SEP> produits <SEP> volatils <SEP> de <SEP> la.
<tb> distillation <SEP> du <SEP> bois <SEP> est <SEP> une <SEP> quantité <SEP> fixe <SEP> pour
<tb> un <SEP> poids <SEP> donné <SEP> de <SEP> bois. <SEP> Si <SEP> l'on <SEP> désigne <SEP> par
<tb> B <SEP> le <SEP> nombre <SEP> de <SEP> m' <SEP> de <SEP> gaz <SEP> incondensables,
<tb> et <SEP> par <SEP> <I>P <SEP> = <SEP> f <SEP> (t)</I> <SEP> le <SEP> poids <SEP> par <SEP> m3 <SEP> de <SEP> produit:
<tb> volatils <SEP> emportés, <SEP> fonction <SEP> de <SEP> la. <SEP> tension <SEP> des
<tb> vapeurs <SEP> à <SEP> la <SEP> température <SEP> t, <SEP> le <SEP> poids <SEP> C <SEP> des
<tb> produits <SEP> de <SEP> la <SEP> condensation <SEP> est <SEP> donné <SEP> par <SEP> la
<tb> relation.
<tb> <I>C=A-B.P</I>
<tb> On <SEP> voit <SEP> que <SEP> C <SEP> est <SEP> nul <SEP> lorsque <SEP> le <SEP> produit
<tb> B <SEP> . <SEP> P <SEP> est <SEP> égal <SEP> à <SEP> A.
<SEP> On <SEP> voit <SEP> aussi <SEP> que, <SEP> pour
<tb> une <SEP> même <SEP> valeur <SEP> de <SEP> P, <SEP> c'est-à-dire <SEP> de <SEP> la
<tb> température <SEP> de <SEP> sortie <SEP> du <SEP> condenseur, <SEP> C
<tb> agrandit <SEP> quand <SEP> B <SEP> diminue.
<tb> Les <SEP> gaz <SEP> et <SEP> vapeurs <SEP> venant <SEP> du <SEP> conduit <SEP> 6
<tb> s'élèvent <SEP> dans <SEP> la <SEP> branche <SEP> ascendante <SEP> 7 <SEP> et <SEP> des cendent <SEP> dans <SEP> les <SEP> différents <SEP> espaces <SEP> annu laires <SEP> compris <SEP> entre <SEP> les <SEP> tubes, <SEP> 9 <SEP> et <SEP> 10.
<SEP> En
<tb> effet, <SEP> ces <SEP> tubes <SEP> 9 <SEP> et <SEP> 10 <SEP> constituent <SEP> des
<tb> échangeurs <SEP> de <SEP> chaleur <SEP> entre <SEP> l'air <SEP> qui <SEP> s'élève
<tb> à <SEP> l'intérieur <SEP> des <SEP> tubes <SEP> 9 <SEP> au <SEP> fur <SEP> et <SEP> à <SEP> mesure
<tb> qu'il <SEP> s'échauffe <SEP> grâce <SEP> à <SEP> la <SEP> chaleur <SEP> qu'il <SEP> re çoit <SEP> des <SEP> gaz <SEP> et <SEP> vapeurs <SEP> circulant, <SEP> dans <SEP> l'espace
<tb> annulaire <SEP> correspondant. <SEP> Ces <SEP> gaz <SEP> et <SEP> vapeurs
<tb> en <SEP> se <SEP> refroidissant <SEP> ont <SEP> donc <SEP> tendance <SEP> à <SEP> des cendre, <SEP> ce <SEP> qui <SEP> assure <SEP> le <SEP> tirage <SEP> de <SEP> la <SEP> chemi née.
<SEP> On <SEP> réalise <SEP> par <SEP> cette <SEP> disposition <SEP> l'écart
<tb> minimum <SEP> de <SEP> température <SEP> pendant <SEP> le <SEP> refroi dissement <SEP> et <SEP> l'on <SEP> évite <SEP> ainsi <SEP> les <SEP> condensations
<tb> vésiculaires <SEP> qui <SEP> produisent <SEP> des <SEP> fumées. Les gaz refroidis à la base du condenseur peuvent être renvoyés par une cheminée cen trale, en concourant ainsi à la condensation, ou bien. ils peuvent être repris à la base du condenseur pour être envoyés soit dans une chambre de dépôt, soit dans un condenseur finisseur.
Le four étant à feu intérieur, il, peut uti liser comme combustible soit une partie du coke de bois, qu'il produit, soit les gaz et va peurs se dégageant :du bois. Il; Convient donc de pouvoir brûler à volonté le coke ou les vapeurs. Comme on recherche de ne pas dé truire les produits volatils, il faut donc brû ler le coke produit.
On y arrive grâce au dis positif de répartition de l'air constitué par le champignon perforé 3 qui permet de don ner à l'air arrivant dans le four une vitesse assez petite pour que la température ne s'élève pas au-dessus de 500 environ pour éviter 1a formation d'oxyde de carbone. Ce sont ensuite les gaz chauds dépourvus d'oxy- gêne, qui échauffent la masse :
du bois sans pouvoir alors produire l'oxydation cataly tique, la température devant être assez basse pour ne pas que l'acide carbonique se trans forme en oxyde de carbone.
Dans une variante, la combustion du charbon pourrait aussi se faire dans un petit foyer ou gazogène disposé en avant du four, dont les gaz brûlés .sont amenés et pénètrent seuls dans le four.
On peut opérer par recharges successives à mesure que le bois diminue de volume dans le four, de manière à tirer parti de toute la capacité du four pour produire en une seule cuite le maximum de charbon.
Le manteau 2 du four est démontable de manière à pouvoir être enlevé après cuisson et réduire ainsi le temps de refroidissement. Les différents éléments de l'installation: four, conduit 6, branche ascendante 7 et branche descendante 8, de la cheminée sont facilement démontables de manière à per mettre le transport et le montage en forêt de cette installation.
Le manteau calorifugé :du four peut être intérieur ou extérieur. Dans les petits fours, il esse extérieur, comme c'est le cas sur la fig. 1. Dans- les fours de plus grandes dimen sions, il peut être intérieur et constitué par une couche de briques empilées à sec contre la face intérieure de la tôle du four.
Dans les fours :de dimensions moyennes (fig. 2), le manteau interne es:t constitué par des briques 17 disposées dans la moitié infé rieure du four seulement, que l'on ne démonte pas au défournement, la partie supérieure du manteau étant extérieure :et constituée par une couche de sable 18- disposée entre deux parois cylindriques: en tôle, comme dans le cas de la fig. 1.
La partie supérieure du manteau est démontable au même titre que la partie supérieure du four.
Les manteaux extérieurs peuvent être oonstitués par une Ceinture en tôle mince maintenue à 40 mm environ de la paroi du four, l'espace annulaire ainsi formé entre cette ceinture et cette paroi étant rempli de sable qui recouvre également le .dessus :du four et le couvercle, comme, on le voit sur la fi,-. 2.
On voit également que, dans le cas de la fig. 2, le champignon est remplacé par un fond creux 19 amenant l'air à la base du four grâce à des canaux 20. Cette disposition sera utilisée de préférence lorsque, pour une raison :ou une autre, :on ne pourrait pas creu ser dans le sol pour placer les! conduits 4 montré .sur la fig. 1. Des bouchons. non, re,- présentés permettent de fermer de manière étanche les canaux 20 pour éteindre le four.
Les installations décrites présentent l'avantage :de permettre de condenser le maxi mum de produits sans l'emploi d'appareil mécanique ni de circulation d'au. Elles pré sentent un appareil absolument automatique à. la sortie du four, qui peut être conduit en forêt sans donner lieu à aucune autre main- d'oeuvre supplémentaire que celle nécessaire pour assurer la vidange des: liquides.