LU87120A1 - Procede de preparation de briquettes combustibles traitees,sans fumee - Google Patents

Description

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__ Λ "7 Λ 9πΠ GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG

Brevet Ν' V / ': _ * .

Monsieur le Ministre du 28 janvier.....1988 de l’Économie et des Classes Moyennes — Service de la Propriété Intellectuelle

-...............................-......... 1 IP LUXEMBOURG

Demande de Brevet d’invention ...........................................................................................................................................................................................................................................................................................-...... (i) I. Requête

Petrofina.........(u.ü. ).......Limited./ Petrofina......House, 1 Ashley.....Avenue, ( 2)

Ep sorti,........Surrey KT18.......5AD, Grande-Bretagne, représentée par

Monsieur Jean Waxweiler, 55 rue des Bruyères, Howald, agissant en qualité de mandataire ^ dépose(nt) ce vingt-huit.....janvier mil neuf cent quatre-vingt-huit.............................................. ( 4) à 15,00...........heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg: 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant:

Procédé......de.......préparation......de......briquettes.......combustibles.....-traitées , ( 5) sans.......fumé©,..........................................................................................................................................................................................................................

2. la description en langue f rançaise........................................................de l’invention en trois exemplaires; 3. .........................../.........................................planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le ...28 . 01.1983 ............. _ ; 5. la délégation de pouvoir, datée de............................................................................................................... le............................................................................. ..... ; 6. le document d’ayant cause (autorisation); déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont): ( 6)

Peter Richard McCrainor,......63.....Starbold Crescent,.....Knowle, Solihull, W. Midlands,

Grande-Bretagne ; Peter Bewick Caplin, c/o Daylong Design, Shop 5, Biraam Gourt, 100 Oorlett Drive, Birnara 2196, Johannesburg, Transvaal, Afrique du Sud; James William Middlemas, IÖ Highlands Avenue, ieâthérïand Stïrrey ΚΓ22 8BNN, 'Graridé^rëtàghe; Geraint Ëeès,......MorawëH,......54.....Rëhôbohh Rbad,.....Pive Roads, Llanelli,

Dyfed,.....Wales; Grande-Bretagne ;.....EètIo Angelîni, 95avenue des'Coccinelles, B-1050 Bruxelles.....................................................................................................................................................................................................-.................·.................................................

revendique(nt) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de ( 7) ..............................brevet..................................................................................................déposée(s) en (8)......Grande-Bretagne.........................................

le (9) 28 janvier 1987 sous le N° (10) ?...? ^ ... ................................................................................

au nom de (11)........Petrofina......(ü .K. )........Limited..........................................................................................................................................

élit(élisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg.....................................

55......rue......des......Bruyères,.......Howald........................................................................................................ (12) sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d'invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, avec ajournement de cette délivrance àJ 1A.......................N/j....................................................................................................................................mois. (13)

Le cféfSXatK/ mandataire:............................... ......................................... (14) \ Π. Proces-verbal de Dépôt

La susdite demande de hrevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété ImeJJ^^ife^Ü^b^bourg, en date du: 28.01.1988 f » . \\ Pr. le Ministre de l’Économie et des Classes Moyennes, v » à .I.5./.Q.0...........heures I | / 1 p. d.

\ 5). J Le chef du service de la propriété intellectuelle, f/fQ / A68007__ U EXPLICATIONS RELATIVES AU FORMULAIRE DE DÉPÔT.

(1J s'il y a lieu "Demande de certificat d'addition au brevet principal, à la demande de brevet principal No............du............”-(2) inscrire les nom. prénom, profession adresse du demandeur, lorsque celui-ci est un particulier ou les dénomination sociale, forme iuridiaue, adresse du siège social, lorsque le demandeur est une personne morale - (31 inscrire REUENOICftTIQN DE PRIORITÉ Dépôt de Io demande de brevet en Grande-Bretagne (jU 28 janvier 1987 SOUS le numéro 8701866 f

MEMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI D'UNE DEMANDE DE BREVET D'INVENTION AU GRAND-DUCHE DE LUXEMBOURG

par; Petrofina (U.K.) Limited

Petrofina House, 1 Ashley Avenue Epsom, Surrey KT18 5AD Grande-Bretagne po«.ri Procédé de préparation de briquettes combustibles traitées, sans fumée.

ft *

La présente invention concerne un procédé de fabrication de briquettes de combustible durcies, produisant peu de fumée, à partir de particules de matière carbonée solide combustible, en particulier de 5 particules de charbon telles que fines, menues de criblage d'anthracite, etc.

De nombreux procédés sont connus pour agglomérer des particules de matière carbonée dans une presse à briquettes à l'aide de liants. Il est sauvent nécessaire 10 de soumettre les agglomérés obtenus ou "briquettes vertes" à un traitement de durcissement destiné à améliorer leurs caractéristiques physiques et/ou chimiques, et/ou à. un traitement a.nti-fumee destiné à réduire le dégagement de fumee lors de leur combustion.

Ί5 Les briquettes produisant peu de fumee sont ici définies par référence à la norme britannique 3841.

La technologie d'agglomération courante pour la fabrication de briquettes de charbon est généralement basée sur l'utilisation de trois liants principaux, 20 employés séparément ou ensemble, bien que de nombreux autres liants soient connus dans la technique. Ces trois liants sont le bitume provenant du raffinage de pétrole brut; le brai ou asphalte artificiel; et le 1ignosulfonate d'ammonium ou lessive de sulfite usée, qui 25 est un sous-produit de l'industrie du papier.

L'utilisation de bitume ou de brai comme liant est une technique bien au point, pratiquée par plusieurs

V

t 2 fabricants, qui est généralement associée à utie opération de durcissement au four, où les briquettes vertes subissent le traitement anti-fumée à dés températures modérées dans une atmosphère oxydante, 5 L'utilisation de lignosulfonate d’ammonium comme liant n’est pas aussi généralement appliquée aux briquettes à base d'anthracite destinées au marché des combustibles sans fumée, mais on connaît dans la technique des procédés qui consistent * à inclure un 10 traitement de durcissement au four dans une atmosphère dont la teneur en oxygène est voisine de la quantité stoechiométrique ou s'approchent des Conditions de réduction. Une limitation de la teneur en oxygène était nécessaire pour contrôler ou limiter la possibilité 15 d'oxydation rapide et de réactions exothermiques qui conduiraient à une combustion incontrôlable des briquettes au cours du traitement et, en conséquence, à une perte et à un endommagement du produit et de l'installation. Toutefois, cette limitation nécessaire de 20 l'oxygène pendant le traitement de durcissement d'agglomérés dans lesquels le liant est un lignosulfonate entraîne plusieurs inconvénients. Lorsqu'on opère dans une atmosphère s'approchant des conditions de réduction, le soufre du lignosulfonate est transformé en mercaptans, 25 en acide sulfhydrique et en d'autres composés délétères et toxiques qui posent un problème de pollution.

Par contraste avec cela, le procédé de la présente invention a pour but de fabriquer des briquettes durcies préparées à partir de matière carbonée particulaire et de 30 lignosulfonate servant de liant, qui présentent les caractéristiques physiques et de combustion de produits de haute qualité. La présente invention a aussi pour but de fournir un procédé pour la fabrication de briquettes caractérisées par une valeur calorifique élevée. Un autre 35 but de l'invention est de fournir un procédé qui évite la , .ai · fr 5 formation de produits délétères pendant le traitement de durcissement.

D'après la présente invention, un procédé pour la production de briquettes de combustible durcies, formées 5 à partir de matière carbonée particulaire et de lignosulfonate servant de liant, consiste à durcir les briquettes vertes dans un four en présence de gaz circulants contenant un pourcentage élevé d'oxygène et de vapeur surchauffée, le soufre issu de ce. liant étant 10 oxydé et hydrolysé exothermiquement à la " température de durcissement, avec formation d'acide sulfurique qui est dissocié endothermiquement en cas d'élévation de la température, cette dissociation endothermique fournissant le moyen d'établir un équilibre thermique dans la zone de 15 durcissement, le faible excès de chaleur qui reste étant éliminé sous forme de chaleur sensible dans les gaz circulants.

De préférence, les briquettes vertes sont durcies dans un four en présence de gaz circulants ayant une 2.Ö forte teneur en oxygène, conjointement avec de la vapeur surchauffée, donnant une température intérieure des briquettes qui se situe entre 210’C et 335°C.

D'après l'une des formes de réalisation de l'invention, les gaz circulants et la vapeur surchauffée 25 sont produits par traitement des effluents gazeux provenant du four de durcissement dans une unité de combustion à lit fluidisé.

Il a été découvert de façon inattendue que le durcissement de briquettes de combustible produites avec 30 un lignosulfonate servant de liant pouvait être réalise en utilisant une atmosphère riche en oxygène pendant le durcissement, dans un four à température modérée, sans risque d'oxydation incontrôlée avec les dégâts résultants dus au feu, mais aussi en obtenant l'avantage décisif de 35 l'élimination de sous-produits gazeux délétères. En outre, les briquettes durcies présentent des 4 caractéristiques améliorées en ce qui concerne la i résistance à l'eau, la résistance physique et la combustion.

L'agglomération de la matière carbonée particulaire, 5 telle que le charbon et, plus précisément, des fines d'anthracite, des menues de criblage d’anthracite ou autres matières carbonées similaires, est effectuée en utilisant comme liant un lignosulfonate, plus précisément le lignosulfonate d'ammonium. Le lignosulfonate est un 10 sous-produit du procédé au sulfite, appliqué pour la production de pâte à papier dans l'industrie du bois, par réaction de bisulfite sur le bois. La qualité du lignosulfonate dépend de la source de lignine, des conditions de traitement, ainsi que de la distribution 15 résultante et de la valeur moyenne du poids moléculaire. En général, les briquettes de charbon sont fabriquées par utilisation de lignosulfonate d'ammonium dans une proportion de 4 à 10¾ sur la base du poids de fines de charbon, mis en oeuvre sous forme de dispersion dans 20 l'eau. Le lignosulfonate d'ammonium est fourni ordinairement sous forme d'une dispersion dans l'eau à 50% en poids. Il est connu dans la technique que la quantité d'eau dans le mélange résultant ne doit pas être excessive au moment du pressage des briquettes.

25 Dans la forme de réalisation préférée, le charbon et le liant sont mélangés intimement, un éventuel excès d'eau est éliminé et le mélange est pressé à une température qui peut varier entre 40’C et 100"C, de préférence entre 60°C et 85°C.

30 Les briquettes obtenues ou briquettes vertes sont ensuite soumises à un traitement de durcissement. D'après la présente invention, les briquettes vertes sont durcies en présence de gaz circulants ayant une forte teneur en oxygène, conjointement avec de la vapeur surchauffée, ce 35 qui améliore les caractéristiques des briquettes en ce qui concerne la résistance à l'eau, la résistance 5 physique et la àombustian, Cette atmpsphère de durcissement produit l'oxydation du soufre provenant du liant lignosulfonate, avec formation d'oxydes de soufre* principalement de SO3. Dans la forme de réalisation 5 préférée de la présente invention, l'effluent gazeux du traitement de durcissement est envoyé dans une unité de combustiun à lit fluidisé. De préférence, ce générateur de gaz chauds à lit fluidisé est chauffé au charbon et a une température de service d' environ 850*C. H' importe 1U quels moyens appropriés pour éliminer les oxydes de soufre peuvent être utilisés dans cette unité de combustion. Par exemple, des substances finement divisées qui absorbent les dérivés du soufre peuvent être ajoutées au charbon dans l'unité à lit fluidisé. Ces additifs, par 15 exemple la chaux vive ou un calcaire broyé, réagissent non seulement avec le SOz produit par la combustion du charbon, mais aussi avec le SQa entraîné par l'effluent gazeux de la zone de duscissement à travers le lit fluidisé, avec production de sulfate de calcium et de 20 sulfite de calcium qui peuvent être extraits du lit. En conséquence, le procédé de la présente invention est en mesure de permettre une réduction importante de la quantité d'oxydes de soufre qui sont évacués par la cheminée de l'usine.

25 Une autre caractéristique du procédé préféré de la présente invention est que la vapeur surchauffée est produite dans l'unité à lit fluidisé à partir de la vapeur libérée des briquettes vertes chauffées qui sont introduites en continu dans le four de durcissement.

30 Dans l'exècuti on du procédé de’ la forme de réalisation préférée de la présente invention, l'effluent gazeux émanant du four de durcissement est recyclé dans l'unité à. lit fluidisé chauffée au charbon, avec production de gaz chauds conjointement avec la vapeur 35 surchauffée. Ces gaz chauds et la vapeur surchauffée sont renvoyés dans le four de durcissement qui est également » * i 6 κ alimenté d'un excèë d'air. L'atmosphère du four est généralement maintenue à un taux d'oxygène non inférieur à 14% en volume, de préférence non inférieur à 17% en volume. Une atmosphère aussi riche en oxygène accélère, 5 en combinaison avec la température de durcissement du four réactif, l'oxydation du soufre provenant du liant lignosulfonate, pour produire SÜ3. La réaction d* oxydation dans le four de durcissement est considérée comme catalysée. Le SOa est finalement hydrolysé par la 10 vapeur surchauffée. Tel qu'il est ici utilisé, le terme "hydrolyse" représente la réaction de SOs»· avec la vapeur surchauffée pour donner de l'acide sulfurique. Cette réaction d'hydrolyse est exothermique et la réaction de durcissement ne dépend pas totalement du . transfert de 15 chaleur à partir des gaz chauds circulants.

Un avantage technique important du procédé de la présente invention est que le soufre provenant du liant lignosulfonate est oxydé en SO3, alors que les procédés connus jusqu'ici, utilisant une atmosphère se rapprochant 20 d'une atmosphère réductrice, produisent de l'acide suifhydrique, des mercaptans, de l'oxysulfure de carbone et d'autres composés délétères.

Dans une forme de réalisation préférée, les oxydes de soufre sont éliminés de l'effluent final dirigé vers la 25 cheminée de l'usine par épuration des gaz par voie humide, accompagnée d’addition d'agents de neutralisation, par exemple d'hydroxyde de sodium, d'oxyde de calcium, de carbonate de sodium.

Un autre avantage technique du procédé préféré est 30 qu'un équilibre thermique est établi dans le four de durcissement. Sans vouloir pour autant s'attacher à une quelconque théorie, on peut considérer comme soutenable que cet équilibre résulte de réactions exothermiques et endothermiques. L'oxydation du soufre provenant du liant . 35 des briquettes se produit à une température de 210"C à 240“C. Le SOa produit est ensuite hydrolysé par la vapeur »

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7 surchauffée, avec formation de HzSOa, à des températures de 210*C à 290*C. Ces deux réactions exothermiques favorisent la réaction de durcissement dans le lit. A des températures dépassant une valeur de seuil de 29G'C, il 5 se produira une dissociation du HsSCU et cet effet endothermique donne lieu à un équilibre thermique contrôlable, en opérant dans une gamme de température comprise entre 290*C et 335*C.

En mettant à profit cette hydrolyse de SOa et cette 10 dissociation de H2SO4 respectivement exothermique et . endothermique à température contrôlée, il est possible, dans le procédé préféré, d'établir essentiellement un exotherme à moins de 290 *C pendant la plus grande part du durcissement, en fait 75% de la durée de durcissement. 15 Pendant la période finale de durcissement, on laisse la température s'élever au-dessus de 290*C, sans dépasser 335*C, ce qui fait que 1' exotherme et 1'endotherme sont approximativement équilibrés et qu'on évite une forte montée de la température avec le danger d'incendie qui en 20 résulte. Pendant le stade final, la température plus élevée assure un maximum d'oxydation du soufre qui reste dans les briquettes, ce qui donne une robuste matrice de carbone qui agglomère les fines des briquettes et conduit à une résistance mécanique élevée et à une forte 25 résistance à l'eau.

L'excès d'air, qui donne lieu à une atmosphère d'oxydation totale dans le four de durcissement, constitue aussi, avec l'azote associé dans l'air d'alimentation, un véhicule de chaleur sensible très 30 important et très efficace, En outre, il est possible de maîtriser une éventuelle élévation accidentelle de température pendant la période de durcissement en faisant varier le débit d'air. Du fait que l'atmosphère du four est généralement maintenue à un taux d'oxygène non 35 inférieur à 14%, de préférence non inférieur à 17%, mais non supérieur à 20%, une addition variable d'air ne peut 8 pas influer sur le ‘taux d'oxydation, mais ·,fournira le moyen d'évacuer de la chaleur du lit de briquettes.

Les exemples qui suivent illustrent le procédé de la présente invention, mais ne sont pas destinés à limiter 5 la portée de la présente invention.

Exemple, 1

Des menues de criblage d'anthracite ont été séchées de manière à réduire leur teneur en humidité à une valeur comprise entre 2% et 4%, et envoyées à travers un étage 10 de broyage et de tamisage, pour obtenir une granulométrie variable ne dépassant pas 3 mm de grosseur maximale des particules.

La matière séchée a été transportée à partir du séchoir à une température de 85X à 100°C. Le liant de 15 1ignosulfonate d'ammonium, sous forme de dispersion à 50% dans l'eau, a été injecté sous l'action de vapeur surchauffée, de manière à converger avec un rideau en chute libre de l'anthracite calibré. La quantité de liant était de 5% sur la base du poids d'anthracite. Puis le 20 mélange a été envoyé dans un agitateur mécanique chauffé à la vapeur, afin d'achever le mélange et de déshydrater partiellement le mélange dans la vis de transport vers la presse.

La teneur en eau du mélange à son entrée dans le 25 dispositif mélangeur était de 10% en poids, se composant de 4% d'eau fixée à l'anthracite séché, plus 6% d’eau provenant de la dispersion de liant. La chaleur sensible provenant de l'anthracite chaud, additionnée de la chaleur sensible provenant de la vapeur surchauffée 50 injectée dans le mélangeur, était suffisante pour éliminer l'eau en excès, de telle manière que la teneur en eau de la matière intimement mélangée, dirigée vers la presse, ne dépassaât pas 8% en poids.

A la suite du pressage, la quantité de soufre 55 résiduel dans les briquettes non durcies était de 8% en poids.

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Le durcissement *au four a été effectué en trois étages, divisés en zones à des fins de contrôle.

Le premier étage était un étage de préchauffage, dans lequel les briquettes vertes étaient chauffées afin 5 d'évaporer l'humidité contenue après le pressage et afin ç d'élever la température des briquettes à. la température de réaction pour l'oxydation du liant. Le préchauffage a élevé la température des briquettes vertes de 65 “C à 210*C. L'étage était divisé en trois zones couplées, 10 recevant des gaz chauds à des températures variant progressivement d’environ 130*C dans la première zone à 170*C et à 210*C environ dans la troisième zone. L'effluent gazeux de ces zones, à 130*C environ, était envoyé dans l'étage ou zone de prérefroidissement, c'est-15 à-dire le troisième étage du traitement.

Le deuxième étage ou étage de durcissement était divisé en quatre zones qui étaient réglées, par addition de gaz chauds, suivant un profil des températures variant typiquement de 250’C, 260'C, 25CTC à 240^0. Mais en même 20 temps, de l'air supplémentaire était ajouté de façon à maintenir l'oxygène à un taux non inférieur à 17% dans toutes les zones de durcissement, mais aussi de façon à régler progressivement les températures des briquettes, typiquement de 220’C, 250‘C, 275"C à 300°C. Dans les deux 25 zones finales de l'étage de durcissement, de l'air supplémentaire était injecté, de façon à fournir une quantité d'air supérieure à ce qui est nécessaire pour régler le taux d'oxygène à 17% au moins, eu égard au fait que 1'exotherme obtenu exige une quantité supplémentaire 50 de gaz pour refroidir le lit de briquettes par élimination de chaleur sensible.

La source de gaz chauds, pour les zones de préchauffage et de durcissement, était disponible à des températures variant de 800"C à 950"C : ces gaz étaient 55 envoyés dans les zones du four pour s'y mélanger avec les i t\ t «

1C

gaz en circuit fermé, de façon à régler aux niveaux Indiqués la température des gaz à l'entrée des zones.

L'effluent gazeux mélangé des zones de durcissement, envoyé dans un collecteur commun, était à une température 5 de 230*C.

Le troisième étage ou étage de prérefroidissement, qui recevait l'effluent gazeux de l'étage de préchauffage à 130*C environ, rejetait un effluent gazeux dans le collecteur commun d'effluent gazeux à une température 10 variant entre 230*C et 260*C.

La température des briquettes à la sortie du troisième étage, ou étage de prérefroidissement, était abaissée de la température finale de durcissement (300°C) jusqu'à une température variant entre 240*C et 26Q'C.

15 Puis les briquettes ont été refroidies à 100°C par passage à travers l'étage de refroidissement par soufflage d'air, avant de poursuivre leur chemin vers l'installation transporteuse de distribution.

Les propriétés des briquettes traitées, mesurées une 20 semaine après le durcissement, sont indiquées dans le tableau qui suit. Le shattertest (résistance au bris par chute) et l'essai au tambour (résistance à l'abrasion) ont été menés conformément à la norme britanique 1016, partie 13. Les mesures de résistance à l'écrasement ont 25 été effectuées en plaçant une briquette en forme d'oreiller entre une plaque statique et une plaque mobile parallèle, la direction de la force de compression étant perpendiculaire aux plaques.

v 11 ’j

Xabiieau

Poids (g) 40

Voluie (il) 34

Nasse voluuique apparente (g/«l) 1,17 5 Teneur en eau (X en poids) 2,8 Résistance moyenne à l'écrasement (kg) 165 Ecart type (30 briquettes) (kg) 27,2 Résistance au bris par chute % au-dessous Briq,survivantes (t passant un taeis de 5 m après) de 5 an intactes à 75* 10 1x6 H (1,8e) 1,5 83,5 2x6 H (1,8·) 2,1 68,6 3 x 6 ft (1,8 r) 2,4 60,5 4 X 6 ft (1,8 *) 3,0 53,1 Résistance à l'abrasion après 25 tours 50 tours 15 (X passant un tanis de 5 ai) 8,7* 17,2*

Produits volatils (X en poids) 9,5* (BS 1016 Part,3)

Teneur en soufre (X en poids) 1,1

Masse volumique en vrac 43 lb/ft3 (690 kg/m3) L'air supplémentaire de dilution délivré au four de 20 durcissement était refoulé séparément par un ventilateur et commandé par des valves individuelles adjointes à chaque zone du four dans la section de durcissement. Cela concerne en fait la dernière des zones de préchauffage, outre les quatre zones de durcissement.

25 L'effluent gazeux qui était recyclé à travers une unité de combustion à lit fluidisé était refoulé par ventilateur dans le lit fluidisé à une température de 240°C, Ces gaz étaient en outre complétés par de l'air comburant refoulé séparément par ventilateur dans l'unité 30 de combustion à lit fluidisé, ou un dégagement supplémentaire de chaleur était obtenu par alimentation directe de l'unité de combustion en charbon.

D'après cette forme de réalisation de l'invention, le procédé de durcissement consiste essentiellement à 35 traiter l'effluent gazeux du four de durcissement dans 12 une unité de combustion à lit fluidisé, et·* à recycler dans le four de durcissement les gaz qui contiennent une forte proportion de vapeur surchauffée, à savoir plus de 12% en poids, mais pas plus de 20% en poids. Après 5 addition d'air de dilution à ces gaz circulants, il est formé une atmosphère fortement oxydante dans le four de durcissement. Cette atmosphère accélère l'oxydation en S03 du soufre contenu dans le liant lignosulfonate et l'hydrolyse de SOa en HzSQ*. Ces réactions exothermiques, 10 combinées à la dissociation endothermique de HssSOa, permettent le contrôle de la température de durcissement. Exemple 2

Des menues de criblage d'anthracite lavées ont été séchées, afin de réduire leur teneur en humidité à moins 15 de 1%, puis ont été envoyées à travers un broyeur, afin d'obtenir une granulométrie variable, ne dépassant pas 3 mm.

La matière séchée et broyée a été envoyée dans un mélangeur, l'atteignant à une température d'environ 20 115°C. Le liant 1ignosu1fonate d'ammonium, sous forme de dispersion à 50% dans l'eau, a été injectée sous pression à une température d'environ 70"C. La quantité d'émulsion de liant était de 13% sur la base du poids total du mélange.

25 Puis le mélange a été envoyé à travers un dispositif d'évaporation où la chaleur sensible provenant de l'anthracite chaud a été utilisée pour éliminer 11exc§s d'eau, de telle sorte que la teneur en eau de la matière intimement mélangée, envoyés vers la presse, ne dépassât 30 pas 5,5% en poids.

Les briquettes vertes ont été transportées, â une température d'environ 75^0, dans un four de durcissement à trois étages, divisé en huit zones à des fins de contrôle.

55 Le premier étage était l'étage de préchauffage, dans lequel les briquettes vertes ont été chauffées pour 15 fr éliminer l'humidité qu'elles contenaient' après le pressage, et pour élever la température des briquettes à la température convenant pour l'oxydation du liant. Le préchauffage a élevé la température des briquettes vertes 5 de 75*C à 210*0. L'étage était divisé en trois zones recevant des gaz chauds à des températures moyennes croissant progressivement d'environ 130*0 dans la première zone a environ 210'G dans la troisième zone. L'effluent gazeux des deux premières zones, à. 130*0 10 environ, était envoyé dans l'étage de prérefroidissement ou zone 8, c'est-à-dire dans le troisième étage de traitement.

Le deuxième étage ou étage de durcissement était divisé en quatre zones qui étaient réglées, par addition 15 de gaz chauds, suivant un profil des températures moyennes des gaz variant typiquement de 23G°C, 250*0, 250*0 à 240*0. En même temps, de l'air supplémentaire était ajouté afin de maintenir l'oxygène à un taux d'environ 18% dans toutes les zones de durcissement. Dans 20 les deux zones du milieu de l'étage de durcissement, de l'air supplémentaire était injecté, afin de donner une quantité d'air supérieure à ce qui est nécessaire pour régler le taux d'oxygène à 17% au moins, car 1'exotherme obtenu nécessitait une quantité de gaz supplémentaire 25 pour refroidir le lit de briquettes par enlèvement de chaleur sensible.

La source de gaz chauds, pour les zones de prèchauffage et de durcissement, était disponible à des températures variant de 750*C à 850’C : ces gaz étaient 50 envoyés dans les zones du four pour s'y mélanger avec les gaz en circuit fermé, de façon à régler aux niveaux indiqués la température des gaz à l'entrée des zones.

L'effluent gazeux mélangé des zones de durcissement, envoyé dans un collecteur commun, était à une température 35 d'environ 230*0.

%

U

Le troisième étage ou étage de prérefroidissement, qui recevait l'effluent gazeux de l'étage de préchauffage à 130*C environ, rejetait un effluent gazeux dans le collecteur commun d'effluent gazeux à une température 5 variant de 23CTC à 26CTC.

Puis les briquettes ont été refroidies à ÎOCTC par passage à travers l'étage de refroidissement par soufflage d'air, avant de poursuivre leur chemin vers l'installation transporteuse de distribution.

10 Les propriétés des briquettes traitées, mesurées quelques semaines après le. durcissement et.un stockage à l'extérieur, sont indiquées ci-après.

Masse moyenne des briquettes : 42 g à la réception 39,3 g à l'état sec 1 5 Masse volumique apparente : 694 kg/ra3 à la réception 648 kg/m3 à l'état sec Résistance moyenne à—1 'écrasement. : 177,8 kg

Ecart type (20 briquettes) : 27,2 kg

Teneur en cendres : 5,3 % en poids (à l'état sec) 20 Produits volatils : 9,5% en poids (à l'état sec)

Soufre : 1,21% en poids (à l'état sec)

Essai au tambour (résistance à l'abrasion) (% cumulé) (BS 1016, partie 13) 25 tours 50 tours 25 + 30 mm 79,5 56,8 + 25 mm 84,7 61,1 + 20 mm 86,7 73,0 + 15 mm 90,0 77,8 + 1Q mm 91,8 82,1 50 + 5 mm 93,8 85,3 - 5 mm 6,4 14,7

Shattertest (résistance au bris par chute) (BS 1016, partie 13) (% cumulé)

Survivantes (+ 40 mm) Débris Débris 55 moyens de - de 5 ram

Chute 1 84,7 14,4 0,9

Chute 2 77,5 21,0 1,5

Chute 3 65,8 31,8 2,4

Chute 4 60,7 35,5 3,8 β 15

Le procédé de la présente invention met''à profit le liant lignosulfonate en tant que source de soufre pour les réactions d'oxydation et d'hydrolyse. En d'autres termes, le procédé utilise une phase de traitement qui 5 posait précédemment un problème concernant la décharge dans l'atmosphère, et cette phase devient un avantage pour produire des briquettes de haute qualité et réduire le problème d'environnement lié à la décharge dans 1 ' atmosphère.

10 L’invention a été décrite à propos de formes de réalisation particulières, mais des modifications peuvent y être apportées par l'homme de l'art sans qu'il s'écarte pour autant de la portée que l'on doit donner à 1'invention.

Claims (8)

1.- Procédé de fabrication de briquettes de combustible durcies, produisant peu de fumée, comprenant les étapes qui consistent : 5 <a> à former des briquettes vertes à partir d’une matière carbonée particulaire et d’un lignosulfonate qui est utilisé comme liant; et (b) à durcir les briquettes vertes dans un four en présence de gaz circulants contenant un fort pourcentage 10 d’oxygène et de la vapeur surchauffée, le soufre qui provient du liant étant oxydé et hydrolysé exotherraiquement à la température de durcissement, avec formation d’acide sulfurique qui est dissocié exothermiquement dans le cas d’une élévation de 15 température au-dessus d’une valeur de seuil, cette dissociation endotherm!que produisant un équilibre thermique dans la zone de durcissement, un faible excès de chaleur qui subsiste éventuellement étant éliminé en tant que chaleur sensible dans les gaz circulants. 20 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel le durcissement des briquettes vertes est effectué dans un four en présence de gaz circulants qui présentent une forte teneur en oxygène, conjointement avec de la vapeur surchauffée, à une température intérieure des briquettes 25 de 21CPC à 335”C.

3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les gaz circulants et la vapeur surchauffée sont • » * 17 additionnés d' air et sont obtenus par traitement de l'effluent gazeux du four de durcissement dans une unité de combustion à. lit fluidisé.

4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel 5 l'unité de combustion à. lit fluidisé contient des substances qui réagissent avec les oxydes de soufre.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'effluent gazeux du four, qui contient une humidité émanant des briquettes vertes et 10 des oxydes de soufre produits à partir du liant llgnosulfonate dans le four, est introduit dans une unité de combustion à lit fluidisé chauffée au charbon, dans laquelle ladite humidité produit de la vapeur surchauffée, les gaz résultant de ce traitement dans le 15 lit fluidisé étant recyclés dans le four de durcissement, four de durcissement qui est muni de moyens d'alimentation en gaz contenant de l'oxygène.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la teneur en oxygène dans le four de 20 durcissement est d'au moins 14% en volume.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la teneur en oxygène dans le four de durcissement est comprise entre 17 et 20% en volume.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 7, dans lequel la teneur en vapeur surchauffée des gaz circulants est comprise entre 12% et 20% en poids.

9. Briquettes de combustible durcies, produisant peu de fumée, fabriquées par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.