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Procédé de traitement thermique de combustible et autres substances et appareillage propre à la mise en oeuvre de ce procède.
Le problème du défumage ou de la distillation totale ou partielle des combustibles, schistes et autres matières susceptibles de donner un dégagement gazeux sous l'action de la température a fait l'objet de nombreuses recherches. Il est résolu industriellement par de nombreux procédés qui présentent généralement
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certains inconvénients. Pour résoudre rationnellement ce problème:
1 Il faut porter progressivement la matière à une température déterminée, la maintenir un certain temps à cette température et la refroidir progressivement, réaliser un cycle thermique favorable et éviter éventuellement l'inflammation ou la détérioration de la matière.
2 Il faut que chaque grain de matière subisse exactement le même cycle thermique.
3 Il faut évacuer les produits de la distillation au fur et à mesure de leur formation afin d'activer la marche de l'opération.
4 Il faut éviter la déformation cu l'écrasement des produits sounis à la chaleur (cas des agglomérés par exemple).
Aucun des procédés et appareils actuellement en service ne réalisent exactement ces conditions.
La présente invention a pour objet un procédé de traitement thermique et d'entraînement à la vapeur combinée, procédé qui donne une solution simple et satisfaisante du problème énoncé ci-dessus; elle a également pour objet un appareillage propre à la mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé objet de l'invention consiste essentiellement à faire cheminer sous une faible épaisseur la substance à traiter dans une atmosphère renfermant de la vapeur d'eau et à la diriger vers une zone dans laquelle règne la température maximum à envisager dans le traitement thermique, puis à ramener cette substance à une température plus basse, ue préférence en la laissant en contact au moins pendant une partie de son
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refroidissement,avec de la vapeur d'eau, les produits volatils engendrés étant évacués avec la vapeur. Le procédé est, de préférence, exécuté en continu .
Pour la mise en oeuvre de ce procédé, il y a intérêt à faire en sorte que l'atmosphère de vapeur se renouvelle constamment et qu'ainsi les produits volatils soient évacués continuellement de la zone de traitement.
Il est égalen.ent préférable de laisser s'effectuer le refroidissement dans la zone parcourue par de la vapeur et traversée par la substance au début du traitement.
En particulier, on peut faire en sorte que la substance se dirigeant vers la zone de traitement thermique intense et la substance qui en revient et se refroidit passent à proximité immédiate l'une de l'autre de manière que les calories abandonnées par la substance en cours de refroidissement soient récupérées au profit de la substance à soumettre à ce traitement thermique.
Afin d'exécuter le traitement dans les meilleures conditions au point de vue du rendement, on peut d'abord faire circuler la substance à traiter et la vapeur en courants parallèles avant l'arrivée dans la zone la plus chaude puis ramener ladite substance à contre-courant par rapport à la vapeur de manière que l'épuisement en produits volatils se fasse systématiquement. Dans la zone la plus chaude, on peut prolonger le séjour de la substance par exemple en allongeant son parcours.
Pour la production de la vapeur d'eau, on peut soustraire pendant la phase de refroidissement des calories captées lors du passage de la substance
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à traiter dans la zone où règne la température la plus élevée ; la quantité de vapeur produite de cette manière n'est pas suffisante ou pour toute autre raison, par exemple lorsqu'on ne désire pas procéder à un tel échange thermique, on crée l'atmosphère de vapeur exclusivement ou pour partie à l'aide de vapeur engendrée séparément.
On récupère les produits volatils résultant du traitement et, parmi eux, on peut distraire les produits combustibles pour les utiliser au chauffage de la zone de traitement thermique intensif ou à la produc- tion de vapeur d'eau..
On peut activer le mouvement de la vapeur en créant une dépression à la sortie de la zone de traitement; il y a également intérêt dans beaucoup de cas à disposer cette zone verticalement pour profiter, à cet égard, de la force ascensionnelle des gaz et vapeurs rais en jeu dans l'exécution du procédé.
Le procédé exposé ci-dessus peut être exécuté, dans ses modes de réalisation plus ou moins particularisés, avec l'aide de divers appareillages.
La présente invention a pour objet, en dehors du procédé, un appareillage spécialement intéressant au point de vue industriel.
Cet appareillage comprend essentiellement une chambre allongée, montée de préférence verticalement ou à peu près verticalement et comportant, dans le haut, un dispositif de chauffage indirect ou plus généralement un dispositif de chauffage évitant l'accès des produits de combustion à ladite chambre, cette dernière, alimentée en vapeur à sa base, renfermant des moyens de transport @
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destinés à faire cheminer la substance à traiter dans ladite chambre. La disposition horizontale peut également être adoptée pour la chambre de chauffage mais la disposition verticale est souvent jugée préférable.
La chambre comporte à l'extrémité de la zone de chauffage, c'est-à-dire au sommet, un dispositif d'évacuation de la vapeur et des produits volatils engendrés dans la chambre, ce dispositif d'évacuation étant, de préférence, combiné à une installation de récupération.
Les moyens de transport comprennent avantageusement un ou plusieurs transporteurs sans fin décrivant un circuit dans la chambre de sorte que l'entrée des substances à traiter et la sortie du produit obtenu peuvent s'effectuer à l'extrémité opposée à la zone de traitement thermique, là où arrive la vapeur; cet agencement est extrêmement avantageux en ce sens qu'aux postes de chargement et de déchargement on n'a pas à redouter de rencontrer de mélanges détonants car le fluide prédominant ou occupant exclusivement la chambre en cet endroit est de la vapeur d'eau.
La chambre peut comporter, à sa base ou plus généralement à l'extrémité opposée à la zone de traitement thermique intense, un bain d'eau dans lequel le ou les transporteurs qui avec leur charge ont emmagasiné des calories dans ladite zone de traitement thermique peuvent plonger et céder ces calories à l'eau qu'ils vaporisent tout en améliorant le refroidissement du produit.
Le ou les transporteurs peuvent consister en des chaînes ou organes similaires auxquels sont suspendus
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par des balancelles des plateaux recevant en couches minces la substance à traiter.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La fig. 1 est une coupe verticale, par 1-1 de la fig. 2 d'un four réalisé conformément à l'invention.
La fig. 2 est une coupe horizontale par II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une autre coupe verticale par III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe horizontale par IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue analogue à la fig, 1 et relative à une variante.
La fig. 6 est un schéma concernant une deuxième variante.
Le four comporte une chambre verticale 1 dont la partie supérieure est chauffée; il est prévu, à cet effet, un foyer latéral tel que2 qui, par des carneaux tels que 3, assure une circulation de gaz chauds à, l'extérieur de plaquesmouflées 4 ; ces gaz sont ensuite évacués par un conduit 5 à une cheminée 6. Dans la chambre 1, est monté un appareil transporteur dit "à balancelles". Ces balancelles 7 comportent une ou plusieurs caissettes 9 dans lesquelles se trouve la chatière à chauffer. En augmentant le nombre de caissettes, il est possible de traiter la matière en couche aussi mince qu'on le désire. Cela est avantageux pour éviter la déformation ou l'écrasement des produits soumis à la uistillation.
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Ces balancelles, avec leur charge de caissettes pleines sont suspendues à des axes horizontaux 10 ; ces axes sont articulés par leurs extrémités à des chaînes sans fin 11 et 12, supportées, à proximité des parois latérales de la chambre 1, par des roues 13. On réalise ainsi un appareil transporteur sans fin astreint, par une commande appropriée, à se déplacer dans la chambre 1, suivant la flèche tracée sur les dessins. Grâce à cette disposition, les diverses balancelles sont constamment maintenues en position horizontale pendant leur déplacement dans la chambre du four.
Une porte 14, placée à la partie inférieure de la chambre permet l'enfournement et le détournement des caissettes. Il y a d'ailleurs lieu de noter que, pour des productions importantes, il serait loisible d'avoir deux portes placées de part et d'autre de l'axe de la chambre ( une porte d'enfournement et une porte de détournement).
On voit qu'avec un tel appareillage, la matière est mise sous une faible épaisseur et qu'elle est chauffée et refroidie progressivement. D'autre part, les balancelles froides s'échauffent au détriment des balancelles chaudes qui se refroidissent; on réalise ainsi un cycle thermique rationnel.
.4 la partie supérieure de la chambre 1, il est prévu une tubulure 15 par laquelle peuvent s'échapper les gaz de distillation et la vapeur d'eau dont il va être parlé ci-après. Cette tubulure 15 est reliée à un système bien connu de condensation avec aspirateur, non figuré sur les dessins. Il est alors possible, suivant les cas, de récupérer et d'épurer les gaz de distillation
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après condensation de la vapeur d'eau et des divers produits condensables, pour les utiliser. On peut notamment chauffer la chambre 1 en utilisant ces gaz après épuration sommaire.
A la partie inférieure de la chambre 1, est disposée une cuvette 16 dans laquelle on maintient une hauteur d'eau constante mais réglable de l'extérieur au moyen d'un trop-plein; ce niveau peut être réglé de façon que les parties métalliques des balancelles puissent venir plonger dans l'eau et former ainsi un certain dégagement de vapeur. Cn peut également prévoir une addition de vapeur vive provenant d'une source extérieure ou encore engendrée par un dispositif de chauffage aux dépens de l'eau de la cuvette 16.
Cette vapeur d'eau s'élève dans la chambre 1 et balaye les gaz de distillation; le mélange (vapeur d'eau et gaz de distillation) est évacué par la tubulure
15 dont il vient d'être question.
Si l'on désire prolonger le séjour des balancelles et de leur contenu dans la zone chauffée par les plaques mouflées 4, on peut, comme le montre la fig. 5, obliger la ou les chaînes, à l'aide de roues multiples 17,18, à décrire des festons dans le haut du four; la charge de chacune des roues se trouve d'ailleurs diminuée; on peut dans ce cas prévoir en outre un écran chauffant 19 affectant par exemple la forme d'un U et recevant intérieurement, lui aussi, des gaz chauds venant du foyer 2. Dès lors le maximum de chaleur est concentré dars la zone où le transporteur subit la charge de traction la plus faible.
Comme le
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montre le schéma de la fig. 6, le four peut encore affecter la forme a'une potence dont l'une des branches disposée horizontalement comprend la zone de chauffage (par exemple par les plaques mouflées 4) et l'autre bran- che, disposée verticalement est la zone réservée plus spécialement au cheminement des balancelles au sein de la vapeur d'eau.
Il vu de soi que diverses modifications de détail peuvent être apportées au procédé et appareils qui viennent d'être décrits sans pour cela sortir du cadre de la présente invention,
REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement de combustibles et autres substances, procédé qui consiste à faire cheminer sous une faible épaisseur la substance à traiter dans une atmosphère renfermant de la vapeur d'eau et à la diriger vers une zone dans laquelle règne la température maximum à envisager dans le traitement thermique, puis à ramener cette substance à une température plus basse, de préférence en la laissant en contact au moins pendant une partie de son refroidissement avec de la vapeur d'eau, les produits volatils engendrés étant évacués avec la vapeur.
2. Procédé selon 1 , caractérisé par le fait qu'on renouvelle constamment l'atmosphère de vapeur et ainsi on évacue continuellement les produits volatils engendrés.
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