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"Perfectionnements au traitement du charbon et des autres matières carbonées".
La présente invention concerne, d'une part, un perfectionnement apporté au traitement du charbon et des autres matières carbonées de même nature et, d'autre part, le produit obtenu par le procédé en ques- tion.
On se sert, ordinairement, de charbon friable pour faire du charbon pulvérisé dont la demande par les diverses industries est devenue extraordinaire au cours
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?;lais ce charbon pulvérisé (ou ces autres ma- tières carbonées, de même nature, pulvérisées) traité
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par l'un des procédés connus, outre qu'il est à l'état pulvérisé, se trouve à l'état brut, au point de vue de la composition et de la structure, car il ne s'est pro- duit dans ces dernières aucune des modifications qui se placent pendant la phase endothermique de la com- bution, dans la préparation à la gazéification des élé- ments qui composent la substance.
Pour cette raison, le charbon (ou les autres matières dont s'agit) brûle avec difficulté et aussi peu uniformément que possible en don- nant une flamme et en dégageant une chaleur variables; de plus, par suite de son poids spécifique relativement @ grand et de l'obligation où est de passer par la phase endothermique dans la préparation à la gazéifica- tion, au cours du processus de la combustion, son ali- mentation exige un excès d'air, d'où/défaut d'uniformité dans l'alimentation et dans le mélange, ainsi que dans la chaleur dégagée, ce qui se traduit par des avaries à la boîte à feu et aux revêtements des foyers.
Le charbon et les autres matières carbonées de même nature, convenant à, la fabrication de combustible sec pulvérisé, contiennent, également, du méthane, de l'éthane, de l'anhydride carbonique, de l'oxyde de car- bone et de l'azote voire même d'autres gaz en très petite quantité. Ces gaz, une fois libres de se combiner avec l'hydrogène et l'oxygène de l'air, sont des plus instables et le combustible a une tendance à s'oxyder, à s'allumer, à brûler, à exploser et à s'alté- rer spontanément. Cette tendance est considérablement renforcée lorsque la surface exposée du charbon se trouve augmentée par comminution ou pulvérisation.
Le présent procédé permet de surmonter ces
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difficultés inhérentes, chimiques et structurales, communes au charbon et aux autres substances carbonées, plus spécialement lorsque lesdites substances se trou- vent sous forme de combustible sec pulvérisé, ce qui étend considérablement le problème dont s' agit.
Le procédé permet de préparer du charbon-(ou une autre substance carbonée analogue) sous une forme finement divisée, pour une gazéification immédiate, et aussi de préparer ledit charbon de manière à le stabili- ser contre une combustion ou une altération spontanées.
Il confère au charbon la propriété de pouvoir être, d'une manière inusitée, maintenu en suspension grâce à une réduction de son poids spécifique, de manière que ledit charbon puisse être amené, sans excès d'air, à, un foyer, sous l'action d'un courant d'air à basse pression qui le maintient en suspension pendant qu'il brûle complète- ment en donnant une flamme courte, ce qui assure sa combustion complète grâce à sa préparation à une gazéi- fication immédiate.
Le combustible ainsi préparé, conformément au présent procédé, peut également être emmagasiné, manipulé et transporté, à tout moment, avec sécurité, sans qu'on risque de le voir s'enflammer spontanément et aussi sans qu'il puisse s'altérer, grâce à sa stabilisation. On évite ainsi les difficultés et les dangers que présente le charbon ordinaire pulvérisé du commerce et on ob- tient un combustible dont le rendement est bien meil- leur grâce à sa préparation à une gazéification imme- diate sous l'action d'un courant d'air à basse pres- sion qui le carbure en l'amenant dans le foyer,.
Le produit obtenu par le présent procédé
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brûle, en donnait une flamme très courte, de manière à abandonner toute sa chaleur sans excès d'air. On ob- tient ainsi la meilleure utilisation et les revêtements du foyer se trouvent ainsi protégés et ne sont pas arra- chés par le frottement. "
Dans l'application du procédé, il est préfé- rable de traiter une certaine quantité de charbon ordi- naire du commerce (ou d'une autre matière carbonée sem- blable) et de l'amener, mélangée avec des gaz perdus ou gaz non combustibles, dans un broyeur, puis dans un réchauffeur où l'on maintient une température suffisan- te pour amener au point de gazéification toute la masse de combustible traité en maintenant, dans le combusti- ble en question, un excès de gaz non combustible dépour- vu d'air.
On refroidit ensuite la matière, en présence d'un excès de gaz non combustible, de manière à faire figer toutes les huiles ou substances visqueuses qui ont pu être rendues fluides pendant le broyage et le chauffage dont s'agit. On effectue alors une pulvérisa- tion beaucoup plus fine de la matière en question, pen- dant que cette dernière est encore chaude et on pulvéri- se ainsi le charbon (ou la matière carbonée) qui a été sensiblement dilaté pendant le chauffage, assez finement pour qu'il puisse (étant ainsi devenu facile à maintenir en suspension) être facilement transporté, mélange à de l'air, par un courant d'air à basse pression.
On a constaté qu'il était utile, mais non in- dispensable, de faire baigner le charbon ou la substance carbonée dans les gaz perdus, ou gaz non combustibles, avant de l'amener dans la chambre où il est traité et dilaté au moyen de la chaleur. De même, il sera bon,
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a la iin au proceae, ae recueillir le produit obtenu dans une trémie convenable d'où ledit produit pourra être enlevé pour être distribué ou transporté.
Afin d'illustrer clairement le procédé per- fectionné et le moyen qui permet de l'appliquer, on a, uniquement à titre d'exemple, représenté, sur le dessin annexé, un mode de réalisation de l'appareil servant à cet effet.
Comme on le voit sur le dessin, 1 désigne une trémie alimentaire, fixée sur un châssis 2, dans laquelle on déverse du charbon ou une matière carbonée 3 qui tombe,par un trou 4 situé au fond de la trémie, sur un transporteur continu 5 d'une construction ordinaire. Ce transporteur amène le charbon 3 à une colonne 6 d'une construction ordinaire dans laquelle arrivent, en 7, des gaz non combustibles qui baignent au passage le combustible 3. Un tuyau de ventilation 8, partant du transporteur 5, près de la tête de la colonne 6, évacue les gaz combustibles et l'humidité rendus libres.
Un dispositif de broyage et d'alimentation rotatif 9, d'une construction ordinaire, broie et amène le combustible 3 à l'une des extrémités 10 d'une chambre de chauffage et de dilatation 11, de construction courante; un ré- chauffeur 12, d'une construction bien connue, est dis- posé au-dessous et autour de la chambre 11. Du réchauf- feur en question, part un tuyau de cheminée 13. Une en- veloppe 12 entoure la chambre 11. Le ventilateur 14, d'un modèle courant, entraîne les gaz par le tuyau de cheminée 13 avec lequel communiquent également les tuyaux 7 et 15.
Un tuyau d'aspiration 16, dans lequel est dis- posé un ventilateur 17, d'un modèle courant, est également
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monté à l'extrémité 10 de la chambre de chauffage 11 de manière à, extraire du combustible 3 les gaz explosifs et l'humidité mis en liberté dans la chambre de chauf- fage 11. Les tuyaux 8, 16 et 13 se terminent en haut
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par des oriiices d'évacuation recouvert -or- es évutn recouerJ"'- dinaire 18. un Tuyau 19 fait communiquer la sortie de la, chambre de chauffage 11 avec l'extrémité inférieure d'un élévateur continu 20, d'un modèle courant, qui élève le combustible 3 et le déverse dans une trémie 21.
Un tuyau 22, partant du fond de la trémie 21, amené le combustible dans un dernier broyeur à boulets 23, d'une construction courante; le tuyau 15 communique, également, avec l'admission du broyeur 23 et un tuyau 24 aboutit à l'évacuation du même appareil, de manière
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à, transporter le combustible 1 , dans une tré- mie collectrice 25 dont l'orifice d'évacuation 26 se trouve à l'extrémité inférieure. La trémie 25 est, de préférence, d'un type fermé; de cette même trémie, part un tuyau d'évacuation 27 qui passe par un ventilateur 28, d'un modèle courant, pour se terminer en haut par
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un orifice d'évacuation 18 pourvu d""4' dQÏIUY/
L'élévateur 20 est monté à demeure sur un châssis 29 qui supporte également la trémie 25 et ses raccords.
Sur le broyeur 23, est calée une roue dentée 31, laquelle est reliée à un moteur non représenté.
Celui-ci fait tourner le broyeur 23 que supportent des montants 34.dans lesquels il tourne librement. Une
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poulite 32 entraîne l'élévateur 20 E\1 moyen d'une courroie 35. Cette poulie est elle-même entraînée, au moyen d'une transmission convenable, par un moteur (ni le moteur ni la transmission ne sont figurés)..
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Le châssis 29 et les supports 34, ainsi que le réchauf-
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feur sont tixés <4 ::!;Jd'Jtt1J feur 12, sont fixés a Bw pM 35.
Quand on applique le procède au moyen de l'appareil décrit plus haut, le combustible 3, amené dans la trémie 1, est porté, par le transporteur 5, à la colonne 6 et les gaz perdus, ou gaz non combustibles, qui arrivent par le tuyau 7, dans la colonne 6, permet- tent à l'humidité et aux gaz explosifs extraits du com- bustible 3 de sortir par le tuyau d'aspiration 8. Le combustible continuant ensuite son chemin à travers l'appareil de broyage et d'alimentation 9 est amené dans la chambre de chauffage et de dilatation 11 qui tourne sans arrêt.
L'humidité et les gaz explosifs qui restent sont entraînés par le tuyau 16 et les gaz perdus provenant du foyer du réchauffeur 12 traversent la chambre de chauffage et de dilatation 11, ainsi que le tuyau 13, de manière à circuler à travers les autres parties de l'appareil, en empruntant les communications par tubes indiquées.
Non seulement le combustible 3 est chauffé de manière à abandonner l'humidité et aussi les gaz explosifs qui y sont emprisonnés, mais e core il
120 230 est porté à une température (de @ àenviron, suivant le combustible) suffisante pour dilater sensible- ment le combustible et provoquer, dans sa composition et dans sa structure, les modifications qui se placent au cours de la phase endothermique de la combustion, et qui doivent nécessairement nrécéder et uréuarer la
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gazéification et l'oxydation i Puis le combustible passe !a chambre de chauffage et de I/ dilatation 11 dans l'élévateur 20.
Celui-ci l'entraîne et le déverse dans la trémie 21 et il est refroidi,
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pendant son transport par l'élévateur 20 ; son refroi- dissement s'accentue jusqu'au-dessous du point de combuc tion quand il se combine avec l'air dans la trémie 21, de manière à faire figer les huiles liquides et les
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,substances visqueuses du combustible 5 qui ont été par le traitement à chaud subi dans la chambre de chauffage et de dilatation 11. Le combustible qui se trouve dans la trémie 21 peut, à volonté, être ou ne pas être exposé au contact de l'air, car il peut être emprisonné de manière à se trouver en contact seulement avec des gaz non combustibles à travers le raccord 36.
Le combustible 3 passe ensuite sur le broyeur à boulets plus fin 23 où il est pulvérisé un peu plus finement, de préférence pendant qu'il est encore chaud, jusqu'à ce qu'il soit suffisamment fin et suffisamment apte à être maintenu en suspension pour pouvoir être ramené à un foyer sous l'action d'un courant d'air à basse pression. Grâce au ventilateur 28, le combustible 3 est ensuite entraîné hors du broyeur fin 23, par le tuyau 24, dans la trémie 25, d'où il peut être évacué, prêt à servir, par l'orifice 26 ménagé au fond de la trémie 25'.
On comprendra que les gaz perdus non combus- tibles, qui proviennent du réchauffeur 12, circulent, sans arrêt, en contact avec le combustible 3, pendant que ce dernier traverse la colonne 6, la chambre de chauffage et de dilatation 11 et l'élévateur 20. Ces mêmes gaz peuvent aussi, grâce au tuyautage représenté, être maintenus en contact avec le combustible 3 dans la trémie réfrigérante- 21, dans le broyeur fin 23 et dans la trémie 25.
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C'est un fait reconnu que le combustible, au cours de son traitement, est, dans les conditions norma- les de température, sujet à brûler spontanément en rai- son du mélange de combustible libre et de gaz explosifs avec l'air : aussi le présent procédé, en raison de l'application de la chaleur proscrit-il la présence de l'air pendant le chauffage et le refroidissement du combustible, afin d'empêcher la combustion en question.
Le moyen le plus simple et le plus sûr de supprimer l'air dans le combustible consiste à utiliser des gaz perdus ou des gaz non combustibles pour éviter le contact de l'air ou du mélange d'air et de combustible avec les gaz explosifs mélangés à ce dernier. Le procédé a donc été imaginé ,de manière à empêcher le contact ou le mé- lange de l'air avec le combustible, pendant le chauffage et le refroidissement de ce dernier, en vue d'en empêcher l'oxydation, l'ignition, la combustion ou l'explosion.
Le procédé consiste à broyer et @ chauffer le charbon, ou toute autre matière carbonée de xxxx nature semblable, en l'absence de l'air et en présence de gaz non combustibles, jusqu' à la température correspondant à la décomposition thermique et à la gazéification des substances entrant dans la composition de la matière traitée et à extraire l'humidité et les gaz éliminés et à dilater la matière en question de manière à réduire sensiblement son poids spécifique.
On refroidit ensuite la masse en présence de gaz non combustibles et en l'ab- sence de l'air jusqu'à une température inférieure à la température de combustion et suffisante pour faire figer les huiles fluides et les substances visqueuses contenues dans la matière traitée ; on pulvérise alors finement la
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masse en question; de préférence à chaud,jusqu'à ce qu'elle soit suffisamment fine et suffisamment apte à être maintenue en suspension pour pouvoir être amenée à un foyer, suspendue dans un courant d'air à basse pres- sion.
Le combustible ainsi préparé par le procédé qui fait l'objet de la présente invention se gazéifie immédiatement et s'oxyde par une combinaison exothermi- que dans le processus de la combustion et, grâce à sa gazéification immédiate et à son oxydation exothermique immédiate, ainsi qu'à la propriété qu'il possède de pouvoir être maintenu en suspension, le combustible n'exige qu'un courant d'air à basse pression pour le carburer et pour le distribuer dans un espace où a lieu la combustion et pour le maintenir en suspension pendant sa combustion complète. Dans ces conditions, il abandonne toute sa chaleur et l'on obtient, sans excès d'air, la meilleure utilisation et les revêtements du foyer se trouvent protégés et ne sont pas arrachés par le frot- tement.
La caractéristique principale du combustible traité par le procédé décrit ici consiste en ce que le- dit combustible brûle complètement avec une courte flam- me grâce à sa gazéification immédiate et à son oxydation exothermique immédiate combinées avec une propriété inu- sitée de pouvoir être maintenu en suspension, ce qui permet de le régler ou de/contrôler automatiquement, de manière à le modifier et à le synchroniser avec la quan- tité de chaleur exigée. On remarquera, en outre, que le combustible ainsi obtenu ne présente guère les risques ordinaires d'oxydation, d'ignition, de combustion, d' ex- plosion et d'altération spontanées.