OA18430A - Charbon issu du recyclage de déchets organiques et son procédé de fabrication - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un processus de fabrication permettant d'avoir du charbon à partir de résidus organiques. Ce processus se présente comme suit : les déchets ménagers sont triés pour en récupérer la partie organique. Cette partie organique est broyée, séchée puis vannée. Le résidu organique obtenu après vannage est carbonisé. On y ajoute un agglomérant et on le transfère par la suite dans un moule pour la cuisson. En fin de cuisson, le produit est refroidi et conditionné.

Description

DESCRIPTION DE L’INVENTION

Charbon issu du recyclage de déchets organiques et son Procédé de fabrication

L'invention concerne un processus de fabrication permettant d’avoir du charbon à partir de résidus organiques ainsi qu’à partir de plantes à haute teneur en matière sèche (MS).

Le charbon est un combustible solide riche en carbone. Il est généralement obtenu à partir de la matière organique végétale. Il est utilisé principalement comme combustible de propulsion ou comme combustible de cuisson. On distingue le charbon de terre ou houille et le charbon de bois.

Le charbon de terre ou houille est une roche sédimentaire combustible composée essentiellement de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ce sont les observations au microscope d’Hutton et de Link, vers 1840, qui ont permis la découverte de la composition du charbon.

Il se forme sur plusieurs millions d'années à partir de l’accumulation de débris végétaux qui vont sédimenter et carboniser progressivement à la suite d'une modification graduelle des conditions de température et de pression.

Les propriétés physiques et chimiques du charbon dépendent donc essentiellement du « lithotype », qui reflète le degré de carbonisation du charbon (le « rang » du charbon); Plus le rang est élevé, plus sa teneur en eau est faible et sa teneur en carbone est forte, plus son pouvoir calorifique est important.

Selon la teneur en carbone, la profondeur et la température du gisement, Il en existe plusieurs catégories ;

• les charbons de rangs inférieurs ont une faible teneur en carbone ;

• le lignite est composé de 50 à 60% de carbone ;

• les sous-bitumineux sont constitués entre 60 et 70% de carbone ;

• les charbons de hauts rangs sont composés à plus de 70% de carbone et sont souvent désignés par le terme de « houille » ;

• les bitumineux sont composés de 70 à 90% de carbone. Ils peuvent être utilisés comme « charbon-vapeur », c'est-à-dire comme combustible pour produire de la vapeur, ou

comme « charbon à coke » que l'on carbonise dans un four chauffé à 1 OOO’C à l'abri de l’air pour produire du coke ;

• l'anthracite a encore une qualité supérieure puisqu'il est composé à plus de 90% de carbone.

Pour que le charbon se forme, il faut des conditions géologiques particulières. Une très grande quantité de débris végétaux doit s'accumuler dans une couche d'eau peu profonde et faible en dioxygène (environnement de type tourbière), ce qui permet à une partie de la matière organique d'échapper à l'action des décomposeurs.

Le charbon de bols est, quant à lui, un combustible obtenu en carbonisant du bois en atmosphère contrôlée par pyrolyse (en l'absence d'oxygène).

Le procédé permet d'extraire du bois, par élévation de la température, les fractions liquéfiables (acide pyroligneux), gazéifiables, l’humidité et toute matière végétale ou organique volatile, afin de ne laisser que le carbone et quelques minéraux. La structure micro et nanoporeuse de. ce charbon lui confère des qualités particulières.

Historiquement, la carbonisation était réalisée par des charbonniers directement en forêt au plus près de la ressource en bois. Les lieux où s'établissaient cette activité étaient appelés charbonnières ou carbonneries.

La fabrication en est décrite dans le Précis illustré de mécanique en 1894 de la manière suivante :

« Le charbon de bois provient de la carbonisation du bois brûlé sans air pendant un certain temps. Cette opération se fait à l'emplacement même où on coupe le bois, c'est-à-dire dans la forêt. Les morceaux de bois sont mis debout et inclinés, entassés les uns sur les autres en formant une circonférence de 3 à 6 mètres environ de diamètre et une hauteur d'environ 2,50 à 3 mètres, en laissant un trou au centre et en hauteur pour y mettre le feu. Puis on le referme totalement et on met une couche de terre ou de gazon sur toute la surface pour éviter les courants d'air. Il brûle dans cette position pendant quinze jours ou trois semaines suivant la qualité du bois. Lorsqu’il est suffisamment brûlé, on remet une nouvelle couche de terre sur toute la surface pour l'étouffer complètement et on le laisse refroidir, puis on démonte le tout. Le bois étant assemblé et le feu y étant, il prend le nom de fourneau et demande à être surveillé nuit et jour. »

La présente invention est relative au charbon de bois

Au cours du XIX^e siècle est apparu des procédés Industriels de fabrication du charbon de bois. Ce sont des enceintes métalliques et des meules de diverses formes, faciles d'usage utilisés comme fours. Ils ne fonctionnent pas en vase clos. Certains sont amovibles afin d'être utilisés sur place en forêt. Ils permettent la récupération des sous-produits comme le goudron et les gaz.

Ce sont également les appareils Dromart, Moreau, Pierce, etc.

L’appareil Moreau a été mis au point aux environs de 1875 : « il se compose d’une cage en forme de dôme composée de plaques de fortes tôles montées sur un bâti en fonte. La partie supérieure se termine par une cheminée munie d'un couvercle mobile ; la partie inférieure est ouverte et la cage se pose simplement sur une aire préparée comme pour une meule ordinaire »

Le procédé Pierce permet de chauffer le four en utilisant les gaz produits lors d'une précédente carbonisation. Dés que la vapeur a cessé de se dégager, on met en marche l'aspirateur et envoie les gaz dans le condenseur, d'où ils reviennent chauffer un four voisin. ».

La carbonisation de 100 kg de bois dans ce type de four permet d'obtenir 25 kg de charbon de bols, 0,75 kg d'alcool méthylique, 1 kg d'acide acétique, 4 kg de goudron de bois, 45,95 kg d'eau et 23 kg de gaz combustible.

La production industrielle est de plus en plus effectuée dans des fours.

Le charbon de bois brûle sans flamme et ne produit pas de fumée. Il peut donc être utilisé à l'intérieur d'une pièce (ou grotte) bien aérée (attention au dioxyde de carbone), sans l'utilisation d'une cheminée. Il permet aussi de ne pas se faire repérer à cause des flammes et de la fumée. Il permet de chauffer à plus haute température que le bois, par exemple pour travailler le métal.

C'est un matériau inerte pratiquement imputrescible qui peut être stocké indéfiniment. Il est facile à partager, doser et manipuler. Le charbon de bois non brûlé après cuisson, peut être légèrement mouillé ou étouffé pour être réutilisé une autre fols.

Les aliments grillés au charbon de bois ont meilleur goût La différence est très sensible au palais: en brûlant, le bois dégage toutes sortes de gaz qui épicent désagréablement le meilleur des mets.

Pour maintenir une durée de combustion constante et uniforme, il est nécessaire d'en utiliser une grande quantité ; ses résidus de cendre sont très volatiles ce qui peut gâcher les aliments.

Cependant, Il est établi que l’utilisation du bois sous forme de charbon gaspille les 4/5 de sa valeur calorifique. La production de charbon de bois provoque donc un gaspillage énorme de bois et son usage systématique accélère la déforestation.

Un des enjeux contemporains est d'en limiter la production ou d’éviter les rejets dans le milieu naturel et d'utiliser des matières qui n'augmentent pas la pression sur les forêts tropicales et primaires notamment.

La présente Invention a pour but de produire un charbon en utilisant des matières autres que le bois afin de préserver l’écosystème et participer à l’entretien de l’environnement.

Conformément à l’invention, ce but est atteint par le traitement de déchets ménagers organiques, de résidus agricoles et agro-industriels et de cultures à haut teneur de MS pour produire du charbon.

Le processus d’obtention de ce charbon se présente comme suit : les déchets ménagers sont triés pour en récupérer la partie organique. Cette partie organique est broyée, séchée puis vannée. Le résidu organique obtenu après vannage est carbonisé dans un carbonisateur. On ajoute ensuite un agglomérant au produit carbonisé obtenu et on le transmet dans un moule pour donner la forme voulue de morceau de charbon avant de passer au chauffage pour sécher les morceaux. En fin de séchage, le produit est refroidi et conditionné.

Processus de fabrication de charbon de résidus organique, conformément à l’invention présente plusieurs avantages, notamment le recyclage des déchets organiques et l’assainissement de l'environnement ainsi que l'obtention d’un charbon plus ferme.

L’invention est décrite ci-aprés avec référence au processus de fabrication joint à cet effet selon lequel :

La première étape consiste à trier, broyer, sécher puis vanner les résidus organiques. Les résidus organiques sont alors séparés des résidus minéraux après quoi, la taille des particules 5 organiques sont réduites par broyage, homogénéisation et déshydratation.

La seconde étape consiste à mettre le contenu dans un carbonisateur dans le but de faire avoisiner le taux de carbone à 100%.

Le rendement de cette carbonisation est d'environ 35% à partir de matières organiques dont le taux d’humidité est de l’ordre de 20%.

îo La troisième étape consiste à ajouter un agglomérant dans le produit obtenu et à le mettre dans un moule pour le formage suivi de séchage.

Après le séchage, le contenu est refroidi et conditionné.

Claims (4)

1. REVENDICATIONS

   1- Charbon Issu du recyclage des déchets organiques et son procédé de fabrication, caractérisés en ce que le charbon est obtenu à partir des déchets ménagers organiques, des résidus agricoles et agro-industriels et de cultures à haute teneur de matière sèche suivant un procédé en plusieurs étapes consistant à séparer les résidus organiques des résidus minéraux, carboniser les résidus organiques, agglomérer, former et sécher les résidus organiques carbonisé.
2. 2- Procédé de fabrication de charbon issu du recyclage de la matière organique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce procédé comporte une étape qui consiste à trier, broyer pour homogénéiser, sécher pour déshydrater puis vanner les résidus pour séparer la partie organique des résidus minéraux.
3. 3- Procédé de fabrication de charbon issu du recyclage de la matière organique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ce procédé comporte une étape qui consiste à carboniser la matière organique homogénéisée, déshydratée et sans minéraux jusqu'à un taux de carbone avoisinant les 100%.
4. 4- Procédé de fabrication de charbon issu du recyclage de la matière organique selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que ce procédé comporte une étape qui consiste à ajouter un agglomérant dans le produit issu de la carbonisation puis à le mettre dans un moule pour lui donner la forme souhaitée et le faire sécher.

   ABREGE DESCRIPTIF

   Charbon Issu du recyclage de déchets organiques et son Procédé de fabrication

   L'invention concerne un processus de fabrication permettant d’avoir du charbon à partir de résidus organiques.

   Ce processus se présente comme suit : les déchets ménagers sont triés pour en récupérer la partie organique. Cette partie organique est broyée, séchée puis vannée. Le résidu organique obtenu après vannage est carbonisé. On y ajoute un agglomérant et on le transfère par la suite dans un moule pour le formage. En fin de formage, le produit est séché et conditionné.

   ΓΉ~

   PLANCHE UNIQUE

   Fabrication de charbon de résidus organiques

   Schéma des étapes du process

   Paquets de charbon