FR2934032A1

FR2934032A1 - Procede de combustion pour la conversion de bois humide en flux gazeux caloporteur a haut potentiel energetique

Info

Publication number: FR2934032A1
Application number: FR0804058A
Authority: FR
Inventors: Clerc De Bussy Jacques Marie Yves Le
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-01-22

Abstract

Ce procédé de combustion s'applique au bois humide tel que le « bois vert » qui contient au moins 35% d'eau. Fonctionnant sous dépression le foyer du convertisseur s'établit horizontalement. Il est essentiellement constitué : - d'un lit de combustion, dont la surface demeure en position fixe, qui repose sur le combustible lui-même en cours d'approvisionnement sous-jacent. - d'un échangeur de température, situé au-dessus du dit lit, dont les éléments verticaux et parallèles sont des lames en alumine entre lesquelles s'écoulent les produits issus de la combustion, tandis que dans leur plan médian sont insérés de petits canaux empruntés à contre-courant par le comburant devant être pulsé à température élevée sur la surface du lit constitué de braises afin d'y provoquer une intense incandescence (10 Kw/h par dm2). Selon l'invention les pyroligneux émis en deçà du dit lit sont contraints de le traverser pour y subir le cracking provoquant leur complète combustion. La dite conversion peut aussi s'appliquer à des bois secs préalablement rehumidifiés, bois contenant des produits de traitement susceptibles de subir le cracking selon le présent procédé.

Description

La présente invention constitue un complément se rattachant aux deux précédent:; Brevets 0402298 et 0508947 du même auteur. Des exposés et revendications contenues dans ces textes, il ressort qu'un certain nombre d'acquis concernant la technique de la conversion thermique de bois humide fragmenté en flux caloporteur ont été démontrés lors des nombreuses expérimentations qui se sont succédées. On entend par bois humide un bois imprégné d'eau tel le bois vert contenant le plus souvent entre 35et 45% de sève, ou encore le bois sec devant subir une fragmentation avant d'être immergé puis essoré afin de retenir plus de 35% d'eau.

Ces faits, pour l'essentiel, résultent de l'exploitation de l'échangeur de température réalisé en alumine conçu à cet effet, (planche unique Fig.1) échangeur intégré au brûleur et dont les caractéristiques ont été décrites et revendiquées dans les Brevets cités. Ce-t échangeur, qui prélève l'énergie nécessaire au foyer du brûleur en action lui- même, élève fortement la température du comburant qui le traverse avant qu'il ne soit pulsé dans sa chambre de combustion. Cette disposition efficace permet la combustion à température élevée du bois humide malgré sa forte teneur en eau (35 à 45 %). Le bois vert imprégné de sève est un combustible aussitôt disponible en quantités importantes. Il est principalement issu des exploitations forestières. Il peut aussi faire l'objet d'une production en taillis à courte rotation capable de fournir 40 tonnes à l'hectare de bois vert en moyenne rapportée à l'année. Il devra préalablement faire l'objet d'une fragmentation mais ne devra pas être soumis à séchage avant sa conversion thermique selon l'invention. Le bois sec hors d'usage constitue un potentiel énergétique important. En application de la présente invention il devra, au préalable, être soumis au déchiquetage. Les fragments seront ensuite flottés pour éliminer d'éventuels corps étrangers lourds. Cette immersion leur permettra en outre d'incorporer au moins 35 % d'eau. D'autre part dans ces deux documents furent aussi précisés : I Les capacités d'obtention d'une température de combustion supérieure à 1000°C dans la chambre de combustion du brûleur équipé du dit échangeur et d'y développer une puissance d'environ 10 Kw/h par dm2 de sa surface active.

II Les rôles bénéfiques dus aux interventions de l'eau dans le processus. Citons notamment : sa participation sous forme de vapeur à l'extraction et au transfert immédiat des cendres dès leur formation ; et sa dissociation proportionnée intervenant à partir de 1000°C. Celle-ci joue, par l'endothermie qui l'accompagne, le rôle de régulateur de la température qui s'établit dans le foyer du brûleur à un niveau qui permet d'éviter l'agglomération des cendres par vitrification. Cette dissociation produit en corollaire du gaz à l'eau qui augmente le potentiel thermique que transmet le flux caloporteur produit. Tous ces faits sont exposés et revendiqués dans les deux Brevets précédemment cités. Cependant si le processus aboutissant à la combustion du bois humide a été décrit, il n'en fut pas de même quant à l'exposé du principe lui-même qui aboutit à ce type de combustion à haute température capable de produire une combustion propre et sans fumée du bois humide avec émission d'un flux caloporteur dont le potentiel énergétique élevé est exploitable, avec comme seul contrainte, l'élimination des cendres qu'il transporte. Au préalable il est utile de rappeler les caractéristiques très particulières attachées la combustion du bois : De composition proche de la cellulose, il contient environ 40% d'oxygène.

Des pyroligneux , s'échappent à l'occasion de la montée progressive de la température du bois, il s'agit d'un mélange de gaz et vapeurs à plus ou moins faibles potentiels énergétiques. - Après cette distillation demeure du charbon de bois. De pouvoir calorifique supérieur à 6000Kcal/Kg, il brûlera sous forme de braises (à température élevée si le comburant utilisé a été au préalable fortement préchauffé). La spécificité du brûleur compact adapté à ce type de combustion lui confère simplicité et efficacité. Il fonctionne sous légère dépression destinée à diriger le flux caloporteur produit. Selon le mode de réalisation préféré schématiquement représenté (planche unique Fig 2), la combustion ascendante dans le brûleur spécifique proposé selon l'invention se déroule selon un axe vertical. Le bois vert l'approvisionne en source (2) c'est-à-dire par le dessous, à vitesse réglée de telle sorte que lors du fonctionnement du

brûleur le sommet (3) de l'approvisionnement se perpétue à hauteur fixe. Ce sommet qui constitue le lit de combustion (4) se présente sous forme d'une surface horizontale semblable, parallèle et à quelque distance de celle qui constitue la base active de l'échangeur (5), celle à partir de laquelle sont pulsés les jets de comburant préchauffés (6). Ce lit de braises repose donc sur le bois lui-même, tandis que les cendres qui s'y forment sont aussitôt enlevées par le flux caloporteur en formation ; Le volume de la chambre de combustion (9) du brûleur est matérialisé par la distance qui sépare ces deux surfaces, (4) et (5). Procédé, aboutissant à la combustion complète et rapide du bois humide dans le brûleur objet des Brevets 0402298 et 0508947, caractérisé en ce qu'il comporte les deux phases essentielles que sont : d'une part l'établissement d'un lit de combustion (4) constitué de braises fortement incandescentes résultant de leur conjonction avec les jets de comburant préchauffé (7) à température élevée ; et d'autre part, sous-jacent et à l'approche du dit lit, du bois humide s'échauffant (8) se dégagent vapeur d'eau et pyroligneux contenus, qui du fait de la dépression (12) appliquée à l'enceinte du brûleur devront nécessairement franchir le dit lit (4), ces derniers pour y subir le cracking avant de pénétrer dans la chambre de combustion (9) pour la complète mise en combustion des gaz combustibles qui en résultent. Procédé caractérisé en ce que les produits de traitements, souvent inclus dans les bois de récupérations devant constituer le combustible à convertir en énergie thermique par le dit brûleur, y subissent les effets du dit cracking en même temps que les pyroligneux qui les accompagnent. La vapeur d'eau, partiellement dissociée dans le foyer du brûleur intervient pour tempérer par son endothermie la montée en température et constituer, en corollaire du 25 gaz à l'eau en instance de reconstitution. Le flux caloporteur (10) ainsi constitué quittera la chambre de combustion (9) en traversant l'échangeur (11) en vue d'un premier prélèvement énergétique destiné à préchauffer le comburant avant que puisse être réalisée l'exploitation du potentiel énergétique qu'il contient. 30 Procédé, destiné à faciliter les manutentions du bois vert et à accroître son pouvoir calorifique, caractérisé en ce qu'un lubrifiant, de préférence d'origine végétale lui est ajouté, addition effectuée dans la limite de sa capacité d'absorption.

Ce lubrifiant, qui peut être de l'huile végétale, augmente le pouvoir calorifique du combustible ainsi préparé ce qui se traduit dans le brûleur par une augmentation de la teneur en gaz à l'eau du flux caloporteur produit. Le risque de la remontée en combustion en aval du brûleur reste inexistant du fait de la teneur élevée en eau du bois humide utilisé comme combustible.. L'approvisionnement des chaufferies en bois vert légèrement huilé pourra être réalisé en flux tendu en employant, pour le transport, des bennes mélangeuses assurant l'homogénéité de la préparation.

Claims

REVENDICATIONS1 - Procédé, aboutissant à la combustion complète et rapide du bois humide dans un brûleur caractérisé en ce qu'il comporte les deux phases essentielles que sont : d'une part l'établissement d'un lit de combustion (4) constitué de braises fortement incandescentes résultant de leur conjonction avec les jets de comburant préchauffé (7) à température élevée ; et d'autre part, sous-jacent et à l'approche du dit lit, du bois humide s'échauffant (8) se dégagent vapeur d'eau et pyroligneux contenus, qui du fait de la dépression (12) appliquée à l'enceinte du brûleur devront nécessairement franchir le dit lit (4), ces derniers pour y subir le cracking avant de pénétrer dans la chambre de combustion (9) pour la complète mise en combustion des gaz combustibles qui en résultent.
2 - Procédé selon la première revendication caractérisé en ce que les produits de traitements, souvent inclus dans les bois de récupérations devant constituer le combustible à convertir en énergie thermique par le dit brûleur, y subissent les effets du dit cracking en même temps que les pyroligneux qui les accompagnent.
3 - Procédé, destiné à faciliter les manutentions du bois vert et à accroître son pouvoir calorifique, selon la première revendication, caractérisé en ce qu'un lubrifiant, de préférence d'origine végétale lui est ajouté, addition effectuée dans la limite de sa capacité d'absorption.