Procédé pour le traitement par la chaleur de matières divisées, par exemple de charbon avant agglomération, et appareil pour la mise en couvre de ce procédé. La présente invention comprend un pro cédé pour le traitement par la. chaleur de ma tières divisées, par exemple de charbon, avant agglomération, ce procédé se caractérisant par le fait que les matières divisées (cette déno mination englobe aussi bien les matières pul vérulentes que celles en grains ou en mor ceaux plus ou moins réguliers) sont amenées à se déplacer, avec dation simultanée-de bras sage, dans une capacité de forme allongée et de faible section transversale,
soumise à l'ac tion de la chaleur et divisée par des cloison nements en compartiments parcourus succes sivement par lesdites matières.
L'invention comprend aussi un appareil pour la mise en couvre -du susdit procédé, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte une capacité allongée, .de section annulaire, délimitée par deux éléments tubulaires con centriques- avec, entre eux, -des cloisons déli mitant des compartiments et percées de pas- sages de communication, et des moyens pour assurer le brassage et le passage de la matière d'un compartiment dans le suivant.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux appareils pour la mise en couvre du procédé suivant l'invention, utili sables particulièrement pour le chauffage de charbons, en vue de faciliter leur aggloméra tion par pression: La fig. 1 montre, schématiquement en coupe verticale, un appareil à capacité cylin drique unique.
La fig. 2 est une coupe selon 1a ligne II-II de la kg. 1.
Les fig. 8 à 6 représentent, en vue en plan, les cloisons séparant l'une de l'autre cinq des compartiments successifs du susdit appareil.
Les fig. 7 et 8, enfin, montrent respecti vement et schématiquement, en élévation (por tions en coupe) et en coupe horizontale, un appareil à plusieurs capacités pour le traite ment du charbon.
Il convient d'abord de rappeler que le chauffage des charbons à une certaine tem pérature, par exemple de l'ordre de 300 à 500 selon leur nature, permet d'amener ceux-ci à un état favorisant l'agglomération subséquente par compression (les pressions utilisées pouvant varier dans les plus lares limites et étant, notamment, de l'ordre de 500 kg par emû) sans qu'il y ait besoin de recourir à un .liant. La pratique a montré qu'il était difficile, à l'aide .des moyens usuels utilisés jusqu'à(. présent pour ledit traitement - moyens com prenant, notamment,
le chauffage d'une masse de charbon dans un four à une certaine température, puis le défournement de la. ma tière ainsi traitée et, enfin, la reprise de cette matière en vue de la compression -, d'obte nir des agglomérés de contexture toujours semblable. Les difficultés rencontrées parais sant dues notamment à des défauts d'homo généité dans le traitement et, aussi, au fait que la. matière, une fois défournée, se trans forme, notamment par oxydation des subs tances goudronneuses y contenues, dans le temps variable qui sépare, pour chacune des charges destinées à être comprimées, la sortie du four et la compression.
Pour remédier à ces inconvénients, on peut opérer le susdit traitement thermique dans des conditions telles que le chauffage puise s'effectuer de façon continue, c'est-à-dire que la, matière puisse être enfournée froide et être défournée chaude de façon continue, avec un brassage convenable contribuant à la faire progresser, de préférence de haut en bas (dans une direction verticale ou inclinée); on peut alors effectuer la. compression au fur et à mesure de la. sortie des matières chaudes.
On conçoit qu'on obtient ainsi l'homobé- néité de traitement et qu'on supprime l'inter valle de temps variable mentionné plus haut: il en résulte l'impossibilité, pour la matière traitée, de s'oxyder sensiblement, le traite ment préalable à la compression s'effectuant donc, pratiquement, en totalité à l'abri de l'air.
Le chauffage peut être effectué par exem ple: au moyen. (les appareils du genre de ceux qui vont être décrits ci-après. L'appareil suivant la fig. 1 comporte une capacité cylindtique 1 à axe vertical. dans laquelle est disposé un tube 2 d'acier ou sem blable supporté de manière à pouvoir être entraîné en rotation à relativement faible vi tesse (par exemple 4 ou 8 tours par minute) par un moteur 3 avec interposition d'une dé- in ultipli.cation appropriée.
Sur le tube ? sont fixées des pièces à ailettes 4 constituées chacune par un collier propre :i, être enfilé sur le tube 2 et portant, selon des plans radiaux régulièrement répartis autour de l'axe. un certain nombre d'ailettes rectan 2@alaires, par exemple huit, ainsi que rc,préserité par la fig. 2.
Entre chacune des pièces à ailettes est intercalée une cloison annulaire fixe 5 allant de la paroi de la capacité 1 jusqu'aussi près du tube ? qu'il est possible tout en permettant la rotation dudit- tulle, ces cloisons délimitant les eliarrbres élémentaires superposées ou compartiments, dont la hauteur peut être soit la, même pour toutes les chambres, soit va riable d'une chambre à l'autre, la hauteur de la première chambre étant, par exemple,
un peu inférieure < i, celle des autres.
Le., extrémités supérieure et inférieure de la capacité 1 sont fermées par des cloisons 6. 7 analo,,r,ues aux cloisons 5.
Chacune (les cloisons 5, 6 et 7 est pourvue d'une ouverture 8 ne régnant que sur une faible partie du développement circonféren- tiel desdites cloisons, par exemple correspon dant à, un secteur d'anneau circulaire d'angle au centre égal à l'angle séparant deux ailettes voisines de la, pièce 4. Cet angle est, clans l'exemple reprësenté sur les dessins, de 45 .
Toutes les cloisons 5, G et î étant prati quement identiques pour ce qui est de la forme et des dimensions de leur ouverture 8, chaque cloison est décalée anbulairement par rapport à la cloison voisine d'un angle tel que l'espace délimité par deux ailettes successives de la pièce 4 comprise entre ces deux cloisons ne communique jamais en même temps avec les ouvertures 8 de ces mêmes cloisons.
De préférence, le décalage en question, compté dans le sens inverse de la rotation du tube 2, a la valeur la plus faible possible pour laquelle la condition venant d'être énon cée soit réalisée, ce qui, en principe, conduit à adopter pour ce décalage une valeur égale à deux fois l'angle séparant deux ailettes voi sines de la pièce. 4. Le décalage est donc, dans l'exemple représenté sur les dessins, de 90 .
Au-dessus de l'ouverture 8 de la cloison supérieure 6 est disposée une trémie de char gement 9 et, au-dessous de l'ouverture 8 de la cloison inférieure 7, une goulotte de sortie 10 pour le charbon traité.
Sur la face externe du tube 2 est prévue une clavette longue 11 et, dans l'intérieur de chaque pièce 4, un logement pour cette cla vette. Ayant disposé le tube 2 dans l'intérieur de la capacité 1. et la cloison inférieure 7 étant supposée en place, on enfile les unes après les autres sur le tube 2 les pièces à ailettes .successives en disposant après cha cune d'elles d'abord un tube entretoise 12 propre à maintenir l'écartement des cloisons voisines, puis la cloison 5 devant se trouver au-dessus de la. pièce 4 déjà placée et enfin, la dernière pièce 4 étant glissée en place, on termine l'empilage par la cloison supérieure 6.
Ainsi, toutes les pièces à ailettes prennent leur place correcte en coulissant le long de la clavette 11.
Au susdit ensemble est adjoint un dispo sitif de chauffage et de réglage de la tempé rature, ce dispositif étant réalisé comme suit, avec recyclage: La capacité 1 est entourée d'une enveloppe calorifugée 13 laissant subsister, entre elle- même et la paroi de la capacité 2, un espace 14 dans lequel orx dispose des chicanes 15.
En dessous de cette enveloppe 13 est dis posée une boîte à fumée 16 communiquant librement avec le bas du susdit espace 14 et avec l'extrémité inférieure du tube 2. On a recours, pour alimenter en gaz chaud cette boîte à fumées, à un appareil de chauf fage approprié 17, par exemple à un brûleur à fines de charbon, relié à la boîte à fumées par un carneau 18.
A la partie supérieure de l'espace 14 est prévu un tuyau 19 pour la sortie des fumées, tuyau dans lequel aboutit un prolongement du tube 2 afin. que les. fumées sortant dudit tube se réunissent dans un tuyau commun 20 à celles sortant -de l'espace 14.
Ce tuyau 20 aboutit à un ventilateur 21 propre à refouler les fumées par un passage 22 se divisant en deux branches, dont l'une, 23, est une cheminée d'évacuation et .dont l'autre, 24, vient déboucher dans le susdit carneau 18.
<B>En</B> aval du venülateur 21 est prévu un registre 25 propre à régler la proportion, des fumées recyclées par la branche 24. Ce re gistre est -disposé sur la branche 24 et ac tionné manuellement. A ce registre est associé un second registre 26 disposé sur la branche d'évacuation 23, les Ceux registres étant con jugu6s de telle façon que l'un s'ouvre lorsque l'autre se ferme.
La commande du registre 25 ou des re gistres 25 et 26 sera cependant, de préférence, assurée automatiquement de telle manière que la température .des fumées entrant dans la boîte à fumées 16 soit maintenue constante.
A cet effet, il est prévu un :dispositif thermostatique comportant une prise :de tem pérature 27 dans le carneau 18, -en aval :du débouché dans ce carneau -de la branche 24, connectée à un système moteur .approprié 28.
Il va de soi que tous autres moyens peu vent -être prévus pour le réglage .des tempé ratures -de traitement. C'est ainsi que, au lieu de disposer un régulateur à l'entrée des fu mées, à la base des fours,, on pourrait le dis poser à la. sortie, notamment dans le carneau 20; ce régulateur agirait, par exemple,thermo- statiquement sur tous registres ou autres or ganes influençant le débit des fumées. On pourrait .d'ailleurs agir concurremment sur ce débit à l'entrée et à la sortie des four.
I1 peut. enfin être intéressant de prévoir, à divers niveaux dans la capacité 1, .des con duits pour l'évacuation des. gaz ou vapeur, dégagés au cours du traitement, par exemple:
à la partie supérieure de ladite capacité. un conduit 29 pour l'évacuation de la vapeur d'eau, grâce à quoi cette vapeur ne restera pas mélangée à la masse continuant: à descen- dre dans le four -et ne gênera pas son agf;
lo- mération ultérieure par la pression, ainsi que cela. se produit dans les appareils antérieure ment utilisés ou proposés, et, éventuellement, au droit de certaines des chambres élémentaires délimitées par les cloisons 5, des conduits 30 , 8000, M"', etc_ pour l'évacuation des produits volatils les quels peuvent être ensuite condensés dans des appareils 31 , 31 , 3100o appropriés. De préférence, bien entendu, ces conduits seront agencés (le façon à être décalés par rap port aux ouvertures 8.
Enfin, en ce qui concerne les dimensions à, adopter pour un appareil du genre de celui venant d'être défini et, en particulier, les diamètres du four, il est bien entendu qu'il sera aisé à l'homme de l'art de les calculer au mieux, en fonction notamment de la tem pérature à atteindre à la sortie dudit appareil et du temps de chauffage t, c'est-à-dire du temps de traversée des matières depuis le haut jusqu'au bas de chaque four.
Supposant, par exemple, qu'on désire ob tenir un temps de chauffage de 10 minutes pour une température à atteindre de l'ordre de 300 à 500 , on pourrait adopter des dimen sions telles que les suivantes:
EMI0004.0034
épaisseur <SEP> de <SEP> l'espace <SEP> annulaire: <SEP> de <SEP> l'ordre <SEP> de <SEP> ? <SEP> à <SEP> 3 <SEP> cm:
<tb> hauteur <SEP> la <SEP> du <SEP> four: <SEP> de <SEP> l'ordre <SEP> de <SEP> \? <SEP> à <SEP> 3 <SEP> m:
<tb> diamètre <SEP> intérieur <SEP> du <SEP> tube <SEP> ?: <SEP> de <SEP> l'ordre <SEP> de <SEP> 10 <SEP> cm;
<tb> diamètre <SEP> extérieur <SEP> du <SEP> tube <SEP> 1: <SEP> de <SEP> l'ordre <SEP> de <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 20 <SEP> cm.
La hauteur des pièces à ailettes pourra être elle-même de l'ordre de quelques centi mètres, le nombre desdites pièces variant sui vant la hauteur h; leur nombre pourra être pris, par exemple, entre 20 et 70.
Quant à la vitesse de rotation des ailettes, elle sera notamment de 3 à 6 tours par mi nute.
Mais il est bien entendu que ces diverses valeurs ne sont données qu'à titre d'exemple et qu'il est aisé à l'homme de l'art de les mo difier dans les plus larges limites, suivant le but. à atteindre.
Le fonctionnement peut se résumer de la façon suivante: La matière contenue dans la trémie 9 remplit successivement les alvéoles situés entre les ailettes successives de la. première pièce à ailettes et cette dernière entraîne en rotation le contenu desdits alvéoles jusqu'à, ce qu'ils passent en regard de l'ouverture 8 de la cloison 5 située immédiatement sous ladite première pièce à ailettes.
Le contenu de chaque alvéole de cette pièce passe alors dans un alvéole de la deuxième pièce à ailettes et, le même proces sus se reproduisant. de proche en proche, les matières à traiter cheminent lentement de haut en bas du four.
Le brassage résultant du mouvement de rotation des pièces- à, ailettes renouvelle cons tamment: la. couche de matière qui se trouve au contact de la paroi interne (les tubes entre toises 1 ?. Or, c'est par cette paroi que la plus -grande partie de la. chaleur de chauffage est transmise à, la. matière à traiter. Ainsi le chauffage de ladite matière est réalisé de façon très homogène.
Le:s hydrocarbures qui se dégagent au fur et à. mesure du traitement sont amenés à pé nétré r intimement la. matière, notamment du fait de la. légère surpression qui règne dans chaque capacité l., longue et étroite. et, cela, sans que lesdits hydrocarbures ne s'échappent en proportion notable à la. partie supérieure. Par contre, la. vapeur peut s'échapper en 29. La pratique montre, comme déjà indiqué plus haut, qu'on peut atteindre des temps de chauffage de l'ordre de 10 minutes, voire moindres.
Au fur et à mesure de la sortie de l'appa reil, le charbon traité est distribué à une ou plusieurs presses, où il est immédiatement comprimé, et, cela, dans .des conditions idéales et toujours immuables puisque, grâce à la marche continue, il n'existe pas de temps mort de déchargement et que, par suite, le charbon ne subit aucune altération ou oxyda i.ion après son traitement dans les fours.
Enfin on conçoit .que, en, faisant varier la vitesse de rotation du tube 2 ou le décalage des cloisons 5, on puisse agir avec une grande souplesse sur la vitesse de progression, à tra vers le four, de la matière à traiter.
Avantageusement on groupe en une ou plusieurs batteries un certain nombre de fours tels que celui venant d'être décrit; un tel groupement permet notamment, pour un débit de matières déterminé à réaliser, de ré partir ce débit en autant de fours élémentaires qu'on. le désire, cela de manière à pouvoir adopter pour chacun d'eux les caractéristiques optima., eu égard à la température de chauf fage et à la vitesse de circulation à obtenir. Des engrenages 48, 44, 45 (fig. 7 et 8) assu rent l'entraînement en rotation simultané des divers fours.
Par ailleurs, on a ainsi la possibilité, dans le cas où l'on désire traiter un mélange de plusieurs charbons différents, d'alimenter plusieurs fours ou groupes de fours respecti- vem,ent à l'aide -des divers charbons consti tuants, et .d'opérer le mélange à la sortie.
Dans ce cas, il pourra être indiqué d'adop ter; pour ces divers fours ou groupes de fours, des traitements thermiques différents, cela par exemple: soit, dans le cas où l'on a recours à une même source de chaleur pour les divers fours, en, agençant l'ensembl.e de façon que les calo ries agissant de diverses manières sur ces fours, éventuellement en faisant comporter à certains d'eux, comme supposé ci-après, un calorifuge sur une partie de leur hauteur: soit en agissant sur le brassage;
soit en agissant sur la vitesse -de circula tion de la matière, ou .du fluide chauffant, etc. ; soit en agissant sur la longueur des fours; soit .de toute autre manière.
S'il s'agit, par exemple, de procéder au traitement thermique de charbon maigre et de charbon gras, pour former un mélange à un état physique convenant à l'agglomération par pression (voire ans liant, les produits dégagés par le charbon gras tenant lieu de liant), ledit mélange étant par exemple encore fait dans des proportions de l'ordre de 10 de charbon gras et<B>90%</B> de charbon maigre, on peut avoir recours à une installation com prenant, notamment, neuf fours tubulaires 1, groupés comme représenté fig. 7 et 8, l'un de ces tubes (celui du milieu) étant alimenté en charbon gras et les autres en charbon maigre.
Le combustible -est donc introduit à la partie supérieure par des trémies telles que 9', 92 (l'une servant au charbon maigre, l'autre au charbon .gras); il chemine ensuite dans les divers fours 1, de la façon qui a été indiquée plus haut, et, après s'être échauffé dans ce parcours, il est déversé dans une trémie récep trice 40, pour être de préférence immédiate ment comprimé.
Le chauffage -de la matière, dans son par cours., s'effectue, ainsi qu'indiqué plus haut, par :des gaz chauds circulant à la fois à l'inté rieur des fours, où ils pénètrent, par exemple, par des orifices 41, et à l'extérieur, .dans une enceinte 13 qui peut être unique (mais non nécessairement) et qui est cloisonnée par des chicanes 15 assurant un parcours des gaz en zigzag dans les chambres 14, selon les, flèches.
Sur la fig. 7, on .a supposé que, pour mo dérer l'action thermique sur le four .central la matière devant, par exemple, en sortir à une température de l'ordre de 300 .au lieu de 400 pour les autres fours -, on faisait com porter audit four, à sa base, une enveloppe calorifuge 42. Mais il est bien entendu qu'on pourrait opérer le mélange des charbons maigres et des charbons gras: avant l'introduction dans l'appareil.