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Procédé pour la fabrication de briquettes de combustibles
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La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de briquettes de combustibles.
On connaît de nombreux procédés pour transformer en briquettes les matières carbonées telles que les charbons fins ou les cokes, en utilisant différentes techniques et différents liants.
Par exemple, les documents GB 2203165A, EP 252332A, DE 3335240/1/2-A, DE 33114764A et EP 0135785B décrivent tous des procédés pour la fabrication de briquettes de combustibles en utilisant des liants à base d'alcool polyvinylique (PVA). On peut également ajouter différents autres liants tels que amidon et mélasse.
Les documents GB 2196643A, WO 84/04534A, GB 2201423A, GB 2189806A, DE 3136163A et DE 3227395A décrivent tous des procédés pour la production de briquettes de combustibles solides en utilisant du lignosulfonate.
Ces procédés sont généralement peu satisfaisants pour les raisons suivantes : (a) il peut être difficile de purifier les émissions gazeuses du procédé ; (b) les liants sont relativement coûteux ;
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(c) le contrôle du procédé est techniquement difficile ; (d) la résistance mécanique et la résistance aux intempéries des briquettes terminées ne sont pas toujours acceptables.
Les documents UK 2213830A, DE 3940103A, EP 368041A et DE 3641999A décrivent tous les procédés de briquetage utilisant des liants organiques, et en particulier de l'amidon.
Il existe également dans ce cas un problème propre à ces procédés classiques vu que la résistance des briquettes aux intempéries n'est souvent pas satisfaisante et que les briquettes doivent être conservées au sec.
On a également proposé d'utiliser des bitumes (GB 2155491A et GB 2185755), du goudron (GB 1, 020, 098) ou de la gomme guar (WO 88/00232) comme liants. Une fois encore, ces procédés ne sont pas complètement satisfaisants.
Il existe donc un besoin de disposer d'un procédé amélioré pour fabriquer des briquettes de combustibles.
L'invention a pour but de proposer un tel procédé amélioré.
Conformément à la présente invention, il est prévu un procédé pour fabriquer des briquettes de combustibles, qui comprend le mélange de matières carbonées telle qu'une matière à base de charbon avec 10% en poids au maximum d'une composition de liant comprenant de l'amidon et un agent réticulant de l'amidon, ce mélange étant ensuite briqueté.
Dans un mode de réalisation préféré de
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l'invention, l'agent réticulant de l'amidon est du sulfamate d'ammonium ou du phosphate d'ammonium.
L'amidon peut être par exemple de l'amidon de mais, de l'amidon de froment ou de l'amidon de pomme de terre.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la composition de liant est préparée en faisant réagir in situ, en une étape de procédé, de l'amidon gélatinisé avec le sulfamate à température élevée, afin de former du sulfamate d'amidon.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le procédé comprend les étapes consistant à broyer la matière à base de charbon ou de coke jusqu'à une granulométrie inférieure à 5 mm, à sécher le charbon fin jusqu'à une teneur en humidité inférieure à 1,5% en poids, à mélanger le charbon fin et séché à une composition de liant, à comprimer le mélange de charbon et de liant en briquettes mises en forme et à chauffer les briquettes dans un four à gaz chaud pendant plus de 30 minutes et à plus de 200 C.
Le charbon fin est normalement séché dans un lit fluidisé. Normalement, les briquettes mises en forme sont séchées dans un four à une température d'environ 200 C et avec un temps de séjour compris entre 30 minutes et une heure, et de préférence égal à environ 45 minutes.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, le liant est ajouté au charbon fin avant d'amener le mélange à un broyeur à glaise.
L'invention propose également des briquettes préparées par le procédé de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION.
L'invention sera mieux comprise à l'examen de la description ci-après, donnée uniquement à titre
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d'exemple et en se référant aux figures en annexe qui sont respectivement :
La figure 1, une vue schématique des étapes de broyage et de séchage du procédé de l'invention ;
La figure 2, une vue schématique des étapes d'addition de liant et du briquetage du procédé de l'invention ; et
La figure 3, une vue schématique de l'étape du procédé de durcissement de la présente invention.
Si on examine les figures, et tout d'abord la figure 1, on peut voir que le procédé de briquetage de la présente invention comporte l'introduction de charbons de différents types à des trémies d'alimentation 2 et à un transporteur 4, afin d'être amenés à une trémie de maintien 3 d'où un mélange de charbons est amené par un transporteur 5 à un broyeur 6, où le charbon est broyé jusqu'à une granulométrie qui est normalement inférieure à 3 mm. Le charbon broyé est ensuite amené par un transporteur 7 à un lit fluidisé 8, où le charbon fin est séché jusqu'à environ 1, 5% en poids d'humidité. Le charbon séché est recueilli sur un transporteur de collecte 9. Ce transporteur reçoit également le charbon fin provenant d'un cyclone 13 et d'un filtre à sac 12.
Si on examine la figure 2, on peut y voir que le charbon fin broyé et séché est amené par un transporteur d'alimentation 15 à une trémie principale 16, d'où il est amené à une courroie de pesage 17. Les additifs, sous forme de poudre sèche ou analogue, peuvent être amenés à la courroie de pesage 17 depuis une trémie à additifs 18. Le charbon fin est ensuite amené par une glissière 19 à un mélangeur à ruban 20, dans lequel est injectée une composition de liant provenant d'une conduite d'alimentation de liant 21. Le mélange de charbon fin et de liant est ensuite amené dans un broyeur à glaise 25 et, de là, à une presse à briqueter 26 où le mélange
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est transforme en ovoïdes. Les ovoïdes sont amenés par un transporteur 27 à un four 30.
Si on examine la figure 3, on peut y voir que les ovoïdes sont séchés dans le four 30 en utilisant des gaz à environ 200 C et ils restent dans le four pendant un temps de séjour d'environ 45 minutes jusqu'à ce que les ovoïdes atteignent une température d'environ 2000C et ne contiennent plus que peu ou pas d'humidité.
Les ovoïdes chauds sont ensuite amenés du four 30 à un transporteur 31, puis à un refroidisseur 32 et ils sont refroidis (en utilisant de l'air froid) jusqu'à une température inférieure à 40 C.
Le mélange de liant est préparé en faisant réagir in situ de l'amidon gélatinisé avec du sulfamate et/ou du phosphate à température élevée en une seule étape de procédé, afin de former du sulfamate d'amidon et/ou du phosphate d'amidon. L'amidon peut être de l'amidon de mais ou éventuellement de l'amidon de froment.
On a constaté, au cours du processus de durcissement à température élevée, que le sulfamate réagit avec l'amidon et provoque le frittage de l'amidon. Ceci a pour effet de rendre les briquettes terminées essentiellement résistantes à l'eau.
Jusqu'à présent, pour produire des briquettes en utilisant de l'amidon, il était nécessaire d'utiliser une résine en combinaison avec l'amidon. Ces procédés sont toutefois coûteux, à la fois pour ce qui concerne les matières premières et le fonctionnement. La présente invention assure toutefois, d'une manière totalement différente, un procédé qui est efficace et relativement
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^teux. peu coûteux.
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EXEMPLE 1.
Prélever 100 kg de charbon (anthracite pour briquettes sans fumée), sécher jusqu'à moins de 1,5% d'humidité libre et broyer jusqu'à moins de 5 mm, et de préférence jusqu'à moins de 3 mm.
Mélanger avec 3 kg d'amidon de mais ou de froment pré-gélifié auquel on a déjà ajouté 0,3 à 0,5 kg de sulfamate d'ammonium.
Ajouter 7 kg d'eau et mélanger dans un malaxeur à haute énergie jusqu'à ce que le mélange devienne collant.
Briqueter le mélange dans une presse à cylindre et chauffer les briquettes dans un four pendant 45 minutes.
Une briquette typique de 40 grammes préparée comme ci-dessus aura une résistance à l'écrasement d'environ 100 à 150 kg et sera résistante aux intempéries.
EXEMPLE 2.
Utiliser à nouveau 100 kg de charbon broyé et séché comme ci-dessus et ajouter 0,3 à 0,5 kg de sulfamate d'ammonium ou de phosphate d'ammonium et mélanger à sec.
Cuire 3 kg d'amidon de mais ou de froment jusqu'à gélification (20 minutes à plus de 700C dans un cuiseur ordinaire, 3 minutes dans un cuiseur à jet de vapeur).
Ajouter au mélange de charbon et mélanger à nouveau dans un mélangeur à haute énergie. Briqueter dans une presse à cylindre et chauffer pendant normalement 45 minutes dans un four entre 200 et 240 C. Ceci permet d'obtenir une résistance semblable à celle ci-dessus ainsi qu'une bonne résistance aux intempéries.
L'invention n'est pas limitée aux modes de
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réalisation décrits ci-dessus mais peut subir des variations de construction et de détail.