Procédé et installation pour le traitement de la tourbe. Cette invention a pour objet un procédé et une installation pour le traitement de la tourbe, procédé dans lequel on obtient, entre autres, la destruction de l'hydrocellulose et l'élimination hors de la tourbe des sables et des matières incombustibles capables de dan- ner naissance à des cendres lors de la com bustion.
On n'a pas 1e plus souvent tenu compte dans le passé de la teneur en matières incom bustibles capables de produire des cendres de la tourbe. Or l'expérience prouve que si, dans les foyers domestiques, la teneur en matières incombustibles capables de produire des cen dres peut atteindre sans inconvénient un cer tain pourcentage, elle doit par contre être très limitée dans les gazogènes. Ici, en effet, la for mation des mâchefers résultant de la fusion de ces matières incombustibles constitue un très gros inconvénient. C'est elle surtout qui empêche l'utilisation normale de la tourbe dans les gazogènes.
Les tourbes sont pour la plupart très riches en matières incombusti- bles de ce genre, et ne peuvent donc être uti lisées comme source de carburants soit à l'état de tourbe crue, soit à l'état de tourbe torré fiée, semi-carbonisée ou cokéfiée. Aussi n'a-t on utilisé jusqu'ici comme sources de carbu rants que les tourbes qui ont une très faible teneur en matières incombustibles productrices de cendres et a-t-on laissé inexploitées celles dont la teneur en ces matières est élevée. C'est là une perte considérable de richesse na turelle.
Le procédé et l'installation formant l'objet de la présente invention ont été conçus pour permettre @de tirer parti -de cette richesse. La solution industrielle qu'ils apportent est sim ple et permet de traiter toutes les tourbes quelle que soit leur teneur en matières pro- ductrices de cendres.
Par la destruction de l'hydrocellulose de la tourbe et l'élimination des matières incombustibles, la teneur en ma gères incombustibles productrices de cendres est ramenée à un. taux très bas, ce qui aug mente le pouvoir calorifique des tourbes et permet leur emploi à l'état torréfié, semi- carbonisé ou cokéfié.
Le procédé suivant l'invention est caracté risé en ce qu'il comprend un broyage-défi- brage faisant intervenir simultanément un brassage dans un sens et des jets d'eau en sens inverse, de manière à dissocier la tourbe sans pulvériser ses matières solides et à dis soudre et entraîner par le liquide son hydro- cellulose, ensuite un épierrage et un dessa- blage avec élimination des matières produc trices de cendres, enfin un égouttage.
L'installation suivant l'invention est ca ractérisée par la disposition en succession d'un broyeur-défibreur avec action conjuguée et inverse d'organes brasseurs et de jets d'eau, d'un épierreur, d'un séparateur perforé pour l'élimination des sables et matières incom bustibles productrices de cendres et d'un égouttoir.
Cette installation peut être exécutée soit sous la forme d'une installation fixe, soit sous la forme d'une installation transportable, par exemple sur une voie ferrée.
Les dessins annexés représentent, deux formes d'exécution de l'installation suivant l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation partiel lement coupée de l'ensemble de l'installation, supposée fixe, formant la, première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudi nale du broyeur-défibreur formant l'élément d'entrée de la tourbe dans l'installation.
La fig. 3 est une vue en coupe transver sale de ce broyeur-défibreur.
La fig. 4 est une vue en plan du dessus de l'installation représentée en fig. 1.
La fig. 5 est une vue en élévation de bout avec coupes partielles montrant l'échelonne ment en hauteur de divers éléments constitu- tifs de l'installation.
La fig. 6 est une vue en élévation longi tudinale avec un arrachement montrant l'es- soreur à tablier filtrant sans fin.
La fig. 7 est une vue en plan du dessus correspondant à la fig. 6. La fig. 8 est une vue en élévation de l'en semble de l'installation, supposée transpor- table, formant la deuxième forme d'exécution de l'invention.
Comme représenté en particulier dans les fig. 2 et 3, le broyeur-défibreur comprend une cuve allongée 1 à profil courbe en tôle ou matière équivalente pourvue d'un couvercle 2 pivotant autour de gonds 3 et immobilisable en position fermée par un dispositif tel que 4. A l'une de ses extrémités, le couvercle 2 est muni d'une trémie 5 pour l'introduction de la tourbe ou autre matière brute à traiter. A son autre extrémité, la cuve 1 est munie d'un conduit 6 par lequel cette matière sort de la cuve après traitement. Dans des cous sinets 7, encastrés dans les flasques termi naux 8 peut tourner un arbre longitudinal 9 pourvu. à ses deux extrémités, de bagues d'ar rêt 10 et équipe de deux poulies de commande contiguës 11: l'une fixe, l'autre folle, de type ordinaire.
De distance en distance dans sa longueur, l'arbre 9 est garni de moyeux 12 à espace- ntents décroissants et à pourtour alvéolé. Dans les alvéoles de ces moyeux 12 sont emboîtées les extrémités de bras radiaux 13 constitués avantageusement par des tronçons de câbles dont l'extrémité peut être ou non frettée ou par des org-anes équivalents dotés de souplesse en tous sens, de manière à éviter les cailloux ou autres corps durs se trouvant au sein de la, matière en cours de broyage. Dans l'inté rieur de la cuve 1 et en bas débouchent rune série de tubulures 14 branchées sur un tuyau 15 d'addnetion d'eau.
Ces tubulures 14 sont destins à projeter dans la cuve 1 en sens inverse du mouvement fies bras 13 des jets d'eau sous pression pour compléter l'action de ce., bras 13 qui tournent dans le sens indiqué par la. flèche f en fig. 3. Ces jets .d'eau pro jetés au sein de la matière brassée dans la.
cuve ont pour rôle de remplacer les bras fixes général,entent montés dans les broyeurs-défi- breurs de type ordinaire et d'effectuer un tra vail analogue mais sans broyer la, partie de la matière que le liquide ne dissocie pas. Cette disposition obvie aux inconvénients des broyeurs qui broient sans distinction toutes les matières qui passent dedans, ce qui, dans l'exemple de la tourbe, augmenterait les diffi cultés de l'élimination ultérieure des matières incombustibles productrices de cendres.
Cette disposition obvie également, au moins en par tie, à l'usure que causent les matières dures riches en sables siliceux.
L'ensemble brasseur y compris les coussi nets 7 est maintenu en place par le couvercle 2. Il suffit de relever celui-ci pour dégager le mécanisme qu'on peut enlever en bloc, par exemple à l'aide d'un palan en vue du net toyage ou d'une réparation.
Le broyeur-défibreur ainsi constitué dis socie intégralement la tourbe sans que les ma tières solides qu'elle contient soient pulvéri sées. Sous l'action des bras rotatifs et des jets d'eau agissant en sens inverse de ces bras, la tourbe brassée en présence d'un excès d'eau est débarrassée de son hydrocellulose qui est dissoute et entraînée par les eaux résiduaires.
A titre de variante et de préférence, des bras figes pourraient être prévus dans le broyeur-défibreur entre des bras rotatifs ri gides placés dès l'entrée de ce broyeur et des tinés à broyer les mottes de tourbe.
Dans l'installation fige que montre la fig. 1, la tourbe broyée et défibrée ainsi qu'il vient d'être dit et sortant par le conduit 6 tombe sur une grille épierreuse 16 inclinée en pente douce au-dessous de ce conduit. Cette grille 16 est située au-dessus de la partie su périeure d'une batée qui est constituée par une grande cuve verticale 17 en forme de vasque analogue à celles utilisées par les or pailleurs. Cette cuve 17 est munie de tubu lures à débit réglable débouchant, tangentiel lement et obliquement vers le haut, comme figuré en 18.
Le rôle de ces tubulures, qui sont réunies à la canalisation d'adduction d'eau, est de produire dans la cuve 17 des jets d'eau capables d'imprimer à la partie menue de la tourbe qui a traversé la grille épierreuse 16 un tourbillonnement giratoire pour l'entraîner vers la périphérie pendant que les sables ou petits cailloux qui ont passé à travers la grille 16 restent par inertie au centre de la cuve 17 pour en être évacués par une goulotte 19 prolongeant sa partie infé rieure et munie d'une vanne réglable 20.
Ces sables et petits cailloux sont recueillis dans un silo sous-jacent 21 dans lequel s'élève un tuyau 22 formant trop-plein raccordé à la ca nalisation d'eau 23. Cette canalisation aboutit à une cuve 23a et la circulation -de l'eau dans le sens indiqué par les flèches s'opère sous l'action d'une pompe 23b.
Si des particules de tourbe sont passées dans l'eau d'essorage, elles sont récupérées par la réutilisation de cette eau recueillie dans la cuve 23a. Les gros cailloux ou autres corps durs qui ont été interceptés par da grille supé rieure 16 de la batée sont recueillis dans un silo 24 placé à proximité. La batée ici décrite est supposée fixe, mass elle pourrait être ani mée d'un mouvement rotatif et conjuguée avec une arrivée d'eau tangentielle à .débit réglable.
La tourbe -désormais dessablée et entraînée contre la paroi périphérique de la cuve 17 de la batée est projetée dans un séparateur 25 à pente réglable et constitué par un canal com portant une sorte d'échelle formée .de bar reaux 26 plus ou moins espacés (de section ronde, carrée, rectangulaire ou autre) et main tenus entre deux longerons 27 formant un ensemble pouvant pivoter autour,d'un axe 28 situé à son extrémité d'aval.
L'extrémité op posée de cet ensemble est suspendue à un organe tel qu'une chaîne 29 faisant partie d'un dispositif ;de relevage figuré schémati quement en 30 (fig. 1) et commandé manuel lement ou mécaniquement. En relevant ainsi l'échelle, les sables légers entraînés hors de la batée et qui se sont déposés entre les bar reaux 26 peuvent être évacués rapidement par un courant d'eau qu'on fait arriver dans le canal du séparateur 25 et précipités par une trappe 31 dans une gouttière inclinée 32 dé bouchant dans le silo à sables 21.
Par ce traitement complémentaire, toutes les matières incombustibles productrices -de cendres que contient la tourbe sont complè tement éliminées. Au-dessous de l'embouchure de sortie du séparateur 25 est placé un moulin 33 étudié pour assurer un broyage fin ou pulvérisation de la tourbe en présence d'un excès d'eau. Ce moulin peut être avantageusement un broyeur à noix actionnées par des poulies 34 (fig. 4). L'eau évite l'engorgement des noix broyeuses.
L'hydrocellulose qui n'aurait pas été éliminée dans le broyeur-défibreur est supprimée dans ce moulin.
En sortant du moulin 33 par une goulotte 35, la tourbe broyée tombe dans un récipient 36 dont le fond 37 porte une matière filtrante appropriée 38 maintenue entre une grille su périeure 39 et une grille inférieure 40. Le récipient 36 forme un égouttoir ou bassin fil trant dont le rôle est d'éliminer le plus possi ble de l'eau qui se trouve dans la tourbe avant le passage de celle-ci dans l'élément suivant de l'installation. Cette eau ainsi éliminée par filtration à travers la matière filtrante 38 est évacuée par une tubulure 41 pourvue d'un robinet 42; elle tombe dans un entonnoir 43 relié par un tuyau 44 à la canalisation 23. A l'extrémité inférieure du récipient 36 est placée une vanne coulissante 45 donnant accès à un conduit 46 desservant l'essoreur placé en aval.
L'essoreur est constitué essentiellement par un tablier sans fin à. claire-voie mobile dans 'In bâti à flasques 47 délimitant une ca pacité reliée par un conduit 48 commandé par une vanne 49 au conduit 46 venant du bassin filtrant 36. Ce tablier peut être formé d'une toile métallique à mailles 50 ou d'une étoffe de coton au matière analogue à brosse trame garnie d'au moins une couche de matière fil trante poreuse telle que de l'éponge artifi cielle, du coton bourré, de la peau de cha mois, etc.
La toile métallique 50 est entraînée en passant autour d'un rouleau menant 51 et d'un rouleau mené 52 montés respectivement sur des arbres 53, 54 portant, à l'une de leurs extrémités (fig. 6 et 7), des pignons 55, 56 réunis par une chaîne sans fin 57. Les arbres 53 et 54 sont munis de bagues d'arrêt 58 et l'arbre menant 53 porte deux poulies 59: l'une fixe, l'autre folle, assurant sa commande de la manière ordinaire.
Le tablier sans fin garni de la matière filtrante 60 a un trajet représentant un triangle isocèle à angles arrondis et à sommet dirigé vers le bas. Le brin supérieur de ce tablier reçoit la tourbe qui lui arrive par le conduit 46. Ce tablier chemine entre des rou leaux inférieurs 61 assurant son assise et des rouleaux supérieurs 62 qui pressent sur lui. Ces rouleaux supérieurs sont réunis par vue courroie sans fin 63 formant un harnais à action élastique assurée par des ressorts presseurs 64.
La tension de la toile sans fin 50 est assurée par un galet 65 porté par une chape pivotante 66 et uni rouleau intermé diaire 67.
Sur l'arbre menant 53 est calée à son extrémité opposée à celle qui porte les pou lies de commande 59 une poulie de renvoi 68 sur laquelle passe une courroie 69 qui passe également sur une poulie de renvoi plus petite 70 calée sur un arbre 71 portant une brosse 72 disposée de manière à frotter contre la matière filtrante 60 qui garnit le tablier sans fin au fur et à mesure qu'elle passe à la hau teur de cette brosse. Celle-ci fait ainsi office d'organe débourreur.
La commande est étu diée de manière que le tablier filtrant sans fin et: la brosse 72 tournent dans le sens des aiguilles d'une montre, ainsi que représenté par les flèches<B><I>f</I></B> et<I>f"</I> dans la fig. 6.
La tourbe déjii débarrassée .de la majeure partie de l'eau qu'elle contient et venant de l'égouttoir tombe sur le brin supérieur du tablier filtrant qui l'entraîne avec lui. La tourbe passe ainsi entre les rouleaux 61, 62 qui compriment entre eux le tablier et la. couche de tourbe pulvérisée qu'il supporte.
Par suite de la pression exercée par les rou leaux, l'eau eonten ue dans la tourbe pénètre dans la, ma,tii-re filtrante 60. Dès que celle-ci a.
franchi ces rouleaux, elle se dilate, ce qui provoque une succion qui complète l'essorage. L'eau, qui traverse la matière filtrante et qui tombe, repasse en contre-courant à travers la partie descendante du brin inférieur du ta blier qui est située en deça du rouleau feu- deur 67. Cette eau nettoie ainsi automatique ment le tablier. Le brin inférieur est ainsi comprimé par le rouleau et le galet tendeur, ce qui en exprime le reste de l'eau qui s'y trouve.
Par conséquent, à la naissance du brin supérieur du tablier, la matière filtrante 60 est toujours bien propre pour une nouvelle opération d'essorage de la tourbe. La brosse 72 placée à l'extrémité d'aval du brin supé rieur du tablier puisse, à même celui-ci, la tourbe déjà en partie décollée par l'infléchis sement de ce tablier autour de son rouleau menant 51, et la projette dans une cuve qui la déverse dans un séchoir formant le dernier élément de l'installation fixe.
Cette cuve intermédiaire 73 (fig. 5) est pourvue d'un fond incliné 74 et d'une ouver ture fermée par une porte coulissante 75. Cette porte donne accès à un séchoir constitué par un récipient vertical 76 à fond tronconi que 77 se prolongeant par une buse 78. La partie supérieure du récipient 76 est munie d'une porte 79 à fermeture hermétique desti née à être refermée après l'introduction d'une certaine charge de tourbe déversée par la porte 75. La partie inférieure du récipient 76 est pourvue d'une porte de déchargement 80 également à fermeture hermétique, par exem ple à coulisse comme représenté. En travers de la capacité du récipient 76 sont placées deux grilles espacées inclinées 81, 82 entre lesquelles se trouve une matière filtrante convenable 83.
La grille inférieure 82 est supportée par des consoles 84. La partie supé rieure du récipient 76 est raccordée à une tubulure 85 pour l'insufflation d'air chaud. La buse inférieure 78 sert à l'aspiration de cet air chaud provenant de toute source con venable et destiné à assurer le séchage. L'air chaud est, de préférence, aspiré par dépres sion de haut en bas par la buse 78 et tra verse la tourbe qui se trouve sur la grille 81; il l'amène ainsi au degré définitif de siccité requis.
La deuxième forme d'exécution de l'ins tallation, qui est représentée dans la fig. 8, est étudiée pour pouvoir être transportée faci lement d'un endroit à un autre et comprend à cet effet un chariot 100 monté sur quatre paires de roues 102 destinées à rouler sur les rails 103 d'une voie ferrée pourvue de tra verses 104. Sur le chariot 100 est installé un moteur 105, tel par exemple qu'un moteur électrique. Un arbre de commande principal 106, actionné par le moteur 105, tourne dans des paliers 107. Cet arbre 106 est commandé par un renvoi 108. Un second renvoi 109 actionne une pompe 110 pour la circulation du liquide dans l'appareil par l'intermédiaire d'une tuyauterie 111. Un troisième renvoi 112 actionne une poulie double montée sur l'arbre 113 d'un broyeur-défibreur 114 repo sant sur le chariot 100 près d'une de ses extrémités.
A ce broyeur-défibreur (dont la construction est analogue à celle décrite en regard des fig. 2 et 3) donne accès une trémie 115 par laquelle on introduit la tourbe ou matière analogue à traiter.
Au-dessous du broyeur-défibreur 114 pourvu d'une tubulure d'évacuation 116 se trouve une grille épierreuse inclinée 117 sur montant un bac 118 dans lequel la tourbe défibrée exempte de pierres tombe au fur et à mesure .de son broyage-défibrage.
Au-dessus des longerons du chariot 100 se dressent des paires de montants 119, 120. La paire de, montants 119 supporte l'extrémité haute du séparateur, tandis que la paire de montants 120 supporte, d'une part, la partie basse de ce séparateur et, d'autre part, le sommet -d'un élévateur destiné à puiser la tourbe défibrée dans le bac 118 et à la faire remonter pour la idéverser dans le séparateur.
L'élévateur est constitué ici, à titre d'exemple d'exécution, par une chaîne 121 garnie de goide)hs 122 et passant sur des roues 123, 124. L'axe ,de la roue supérieure 124 est implanté dans les montants latéraux 120 et porte une poulie d'actionnement 1.25 sur la quelle passe une courroie,demi-croisée 126 qui passe par ailleurs sur une poulie 127 calée sur l'arbre 106.
Un dispositif de -débrayage de type connu peut être prévu.
Près du sommet des .montants verticaux 120 est fixée une auge 128 destinée à rece voir la tourbe défibrée élevée par les godets 122 au fur et à mesure que ceux-ci culbutent au sommet de la course. Cette auge 128 se prolonge par une boulotte 129 dont l'extré mité distributrice amincie est supportée par une patte 130 avec dispositif de réglage 131. Cette patte est fixée sur le flasque latéral du canal longitudinal 132 du séparateur. Le fonctionnement de celui-ci s'opère, dans cette forme d'exécution, automatiquement.
Le séparateur automatique comprend un tablier sans fin 133 à surface rugueuse ou velue garnie à intervalles réguliers de sail lies telles que des barreaux transversaux 134. Le tablier 133, dont le brin supérieur travail lant longe le fond 132a du canal 132, est entraîné à ses deux extrémités par des tam bours 135, 136. Le tambour 135 est calé sur un arbre 137 tourillonné dans les montants 119 et portant une poulie d'actionnement 138 commandée par urne courroie demi-croisée 139 à partir d'une poulie 140 montée sur l'arbre 106 actionné par le moteur 105. Un dispositif de débrayage est prévu. La tension du tablier 133 est ajustée au moyen d'un rou leau 141 supporté par un bras 142 solidaire d'une lyre ajourée 143 que traverse un boulon de serrage 144 implanté dans le flasque du canal 132 du séparateur.
Celui-ci présente une certaine déclivité de gauche à droite (en re gardant la fig. 8), c'est-à-dire de son extré mité d'entrée à son extrémité de sortie. Cette déclivité ainsi que le niveau peuvent être réglés à volonté au moyen de dispositifs à boulons 145 dont chacun est implanté dans un des montants 120 et traverse un ajour 146 formant coulisse de réglage pratiqué dans ce montant.
Le fonctionnement du séparateur com porte l'action d'un courant d'eau. Le courant d'eau est créé par une goulotte inclinée 147 alimentée par une tubulure 148 raccordée à la tuyauterie 111 desservie par la pompe 110. L'embouchure avantageusement épanouie de la goulotte 147 est commandée par un registre- vanne 149. La, position angulaire et l'empla cement de cette goulotte 147 peuvent être modifiés au moyen d'un dispositif de ser- sage à boulons 150 grâce à un ajour 151 for- mant coulisse pratiqué dans le flasque du canal 132 du séparateur.
Les goulottes 129 et l47 par lesquelles la tourbe défibrée et le liquide (par exemple de l'eau) sont étalés sur le tablier du séparateur sont orientées en sens inverse, et le déversement de la tourbe sur le tablier s'opère en contre-courant, la direction de progression du tablier étant figu rée par la flèche f"". Cette disposition est à préférer.
A son extrémité d'aval, le séparateur com porte une trémie 152 de déversement de la tourbe dessablée et, un peu en deçà de cette trémie, une buse 153 d'évacuation des sables et impuretés analogues séparés de la tourbe par l'action du séparateur et rassemblés dans un conduit 153a. Le bec de la trémie 152 débouche dans la cuve 154 d'un moulin ou broyeur fin de construction semblable à celle qui a été décrite plus haut.
Ce moulin est supporté par des poutrelles-consoles 155 bou lonnées aux montants 120 et étayées par des contrefiches 156 rivées aux longerons du cha riot 100. L'actionnement ries organes rotatifs du moulin 154 est assuré par une poulie 157 sur laquelle passe une courroie 158 entraînée par un gradin de la poulie 125. Grâce à cette disposition, le moulin 154 reçoit également son énergie du moteur 105 monté sur le cha riot.
Au-dessous du moulin 1.54 est représenté un wagonnet 159 roulant sur des rails 160 et dont la benne <B>161</B> comporte sur ses parois et dans ses fonds perforés 163 et 164 des dispositifs égouttoirs et filtrants 162. Grâce à ces dispositifs, la tourbe définitivement broyée à, l'état de finesse requise qui tombe dans la benne 161 du wagonnet 159 peut s'y égoutter soit sur place, soit pendant son transport jusqu'au wagon, silo ou autre récipient des tiné à la recevoir, soit encore en passant sous une presse apte à comprimer le contenu de la benne.
La benne ou le wagonnet est muni avan tageusement de doubles parois perforées ou à maille: garnies de substance filtrante ou encore pourvue" de barreaux verticaux ou horizontaux ou obliques, de manière à agir à la façon des claies d'un pressoir vinicole pour égoutter la tourbe ou autre matière traitée soit par gravité, soit par pression.
La voie ferrée 160 sur laquelle peut rouler le wagonnet 159 est représentée ici s'étendant perpendiculairement à la voie ferrée 103 sur laquelle peut rouler le chariot 100. Ces deux voies peuvent être diversement orientées en fonction des conditions d'exploitation: situa tion du gisement de tourbe, nature du sol, profil du terrain, etc. L'écartement des rails peut varier aussi. Pour des motifs de conve nance, l'écartement des roues 102 du chariot 100 peut être le même que celui d'un réseau ferré pour lui permettre d'être incorporé à des rames de véhicules parcourant ce réseau.