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MOIRE DESCRIPTIF déposé à J'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION NOUVEAU GOMBUSTIBLE AGGLOMBERE ET SON PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention est relative à l'obtention d'un Charbon nouveau , applicable à tons usages domestiques et industriels et en particulier à l'usage d'appareile gazogè- nes , il est d'aspeot baillant , agréable à la vue , de densité supérieure à celle de l'eaux, de manutentioin propre , ne tachant pas , de grande résistance à l'écrasement et au choc,
ne produisant pas de déchets aux manipulations de changement et de déchargement durant les transports
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Bile s'applique notamment à la fabrication d'agglomérés de charbon d'origine végétale et permet d'utiliser comme matière première non seulement du bois , mais des végétaux de toutes sortes tels que feuilles , fibres , herbes , enveloppes de grains etc... et en général toutes matières contenant de la cellulose
Conformément à l'invention , on obtient l'agglomération en soumettant la matière à base de charbon , réduite de préférence à l'état pulvérulent et contenant encore des hy- drocarbures , à une pression élevée supérieure à 150 Kg.
et notamment de l'ordre de 150 à 1500 Kgs par cm2 à une tempéra- tore suffisante pour que se produise la dissociation desdits hydrocarbures .
Les inventeurs ont , en effet , constaté ce phénomène surprenant que l'application d'une pression snffisante, à la température par exemple de 350 à 400 environ , a pour effet de produire une excellente agglomération du. charbon sans addition d'aucun liant .
Il semble , sans que cette explication puisse être donnée comme certaine qu'il se produit une modification de structure du carbone et des hydrocarbu- res faisant apparaître , sous cet effet combiné de la chaleur et de la pression. un certain état de cristallisation
De préférence , lorsque l'on part de substances végétales , celles-ci sont carbonisées en deux opérations distinctes , l'une , dite de "pré-carbonisation", pendant laquelle sont distillés les produits pyroligneux et qui est poursuivie jusqu'à l'apparition des vapeursgoudronneu- ses , l'autre , de carbonisation finale , qui est suivie immédiatement de l'agglomération sous pression .
Entre les deux opérations de carbonisation , on procède au broyage de la matière traitée
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:Dans le but d'améliorer les qualités de réacti-
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vité 0!% combustibilité cbi produit fini , on peut ajouter des sels alcalins tels que , par exemple , des sels de sodium , qui donnent naissance , par combinaison avec les
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hydrocarbures contenus à des eabstances anélioratTioes A titre d'exemple seulement ak7àAns le but de faai$1%ei l'intelligenoe de la présente de$oription , on va décrire 01-4pxp un =de pAt%iQu1tr% de ralis!:!:çi9n , en s9 référant an dessin annexé .
-Dangi cet exemple , le procédé est d3.vis en qngtx!e phases bien àio%in?%es les unes des 4utzep et dans ltordre suivant : PréoarQon1sation - Broyage - Carbonisation finale - 40aiptesaion , prem1.èr Phase : Précarbon1saUo .
On change par le moyen fia la tedmie z, les végétaux préalablement pr6pa.8s à la grogaou voulue pour circuler librement- dans la fom de pr cb3, s,,o. 2 , tournant og non tO\U1UUlt et recevant la chaleur 4,écessaùe . dîreotçment pu. 1ndireotemellt , par un floyqi auxiliaire quelconque Da prcarbonisatïox lieu en 'case clos ou non, à ciea températueu modérées et variant de 2pO il 3Oo suivant les matières traitées et leur état h1gromêtr1que
Les températures sont indiquées par pyromètres placée aux endroits voulus .
Sous l'influence de la chaleur , l'eau de constitution s'échappe tout d'abord , à l'état de buée , par
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le conduit 5 , ensuite viennent les pytolignsux légers , se dégageant sous forme de vapeurs , pouvant être récupérées, ou non , suivant le cas , pour servir à toutes fins utiles
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Le dégagement des pyroligneux engendre une réaction exothermique que l'on utilise pour la continuation de l'opération , qui se poursuit jusqu'au moment de l'apparition des vapeurs goudronneuses qui ne doivent pas être évacuées mais restent dans la matière en traitement ,
A ce momeat la matière est à l'état de charbon roux , tirant sur le brun et prête pour la deuxième phase ou broyage .
Lorsque lesmatières à traiter , telles que sciures , plantes , feuilles , herbes , graines , enveloppes de graines et en général toutes les matières cellulo- siques sont à l'état menu , l'opération de traitement thermique peut se faire en une seule phase , cependant le ré- sultat final , au point de vue rendement et qualité est moins bon que par le traitement thermique en deux phases, Deuxième phase : Broyage -
En sortant du four de précarbonisation 2 ,la matière , quoique brune , n'est pas encore à l'état de charbon proprement dit , mais elle se trouve à un état de désagrégation des fibres , assez avancé pour en permettre le broyage .
Elle tombe , par déversement , dans le broyeur 4 qui la réduit en poudre , lui donne de l'homogénéité et facilite , par son extrême division les opérations suivantes :
Au moment de la chute de la matière dans le broyeur 4 1 on l'additionne ou non ,à volonté et suivant l'usage auquel le charbon sera destiné , d'une proportion variable de sels alcalins tels que d.es sels de sodium qui favorisent le développement de certains gaz et par leurs combinaisons avec les hydrocarbures intensifient la réactivité du charbon .
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Dans certains cas , il peut être intéressant d'incorporer aux végéter , des charbons minéraux , tels que houilles et lignites et aussi des tourbes , pont faire un charbon mixte .
Dans ces cas , après avoir déterminé le pourcentage des éléments à incorporer, on les mélange intimement aux végétaux soit avant , pendant , ou après broyage ; cependant , il est préférable de faire l'opération pendant le broyage ,car le mélange est plus intime . ,Le processus de traitement reste le même , après ces mélanges, que pour les végétaux seuls .
Troisième phase : Carbonisation finale
Par son passage dans le broyeur 4 et l'élévateur 5 ,la matière en traitement , subit un refroidissement causant un arrêt brusque de l'évolution exothermique arrêt favorable au rendement en poids du charbon et à la formation de certains gaz combustibles
Le four 6 qui reçoit la matière de l'élévateur 5 , a pour but de la ramener , par une température modérée en champ clos , au réamorçage d'une deuxième réaction exothermique atténuée , qui achève la carbonisation finale
Sous l'action de cette deuxième évolution exother- mique atténuée , il y a formation de combinaisons nou- velles des hydrocarbures avec les parties carbone , sans entraînement ni pertes de ceux-ci ,
ainsi que cela a lieu dans une carbonisation d'une seule phase et sans arrêt.
Il y a par suite , meilleur rendement en poids de charbon et en gaz plus riche .
La chai, aux utile pour le four 6 , est fournie par le foyer auxiliaire et la chaleur perdue du four 2 .
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Quatrième phase : Compression .
A la sortie du four 6 , la matière chaude , à l'état de charbon , tombe dans un distributeur qui alimente une presse 7 comportant des moules de formes voulues , où. elle est comprimés ,
Sous l'action de la pression à chaud , il y a rupture d'équilibres , par suite de la force de compression , qui se transforme en chaleur dans la matière charbon , dont l'état se modifie complètement , pour former , selon l'explication la plus probable une cristallisation et donner un corps solide , homogène , d'une densité supérieure à celle de l'eau , d'une combustion parfaite et possédant une activité remarquable ,
L'on obtient ainsi un aggloméré de charbon qui présente des caractéristiques très distinctes des agglomérés ou des combustibles jusqu'ici employés .
Leur aspect extérieur est lisse et brillant . Ils sont homogènes dans toutes leurs parties , n'absorbent pas l'eax. et ne s'oxydent pas à l'air , même au bout d'une longue durée Leur densité est comprise entre 1 à 1,4 et même jusqu'à 1,6 .
Il est à noter que , suivant une variante de réalisation , on peut combiner dans un même aggloméré des charbons d'origine minérale et d'origine végétale convenablement broyés et mélangés , l'agglomération se faisant par l'aotion combinée de la chaleur et de la pression ainsi que décrit ci-dessus .
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MOIRE DESCRIPTIF filed in support of a request for
PATENT FOR THE NEW GOMBUSTIBLE AGGLOMBERE AND ITS MANUFACTURING PROCESS
The present invention relates to obtaining a new charcoal, applicable to all domestic and industrial uses and in particular to the use of gas-generating equipment, it is aspeot yawning, pleasant to the sight, of density. superior to that of water, of clean handling, not staining, high resistance to crushing and impact,
not producing waste during handling of change and unloading during transport
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Bile is particularly applicable to the manufacture of agglomerates of charcoal of vegetable origin and makes it possible to use as raw material not only wood, but plants of all kinds such as leaves, fibers, herbs, grain husks, etc. . and in general all materials containing cellulose
In accordance with the invention, agglomeration is obtained by subjecting the carbon-based material, preferably reduced to the pulverulent state and still containing hydrocarbons, to a high pressure greater than 150 kg.
and in particular of the order of 150 to 1500 kg per cm 2 at a temperature sufficient for the dissociation of said hydrocarbons to occur.
The inventors have, in fact, observed this surprising phenomenon that the application of a snffisante pressure, at a temperature for example of 350 to 400 approximately, has the effect of producing excellent agglomeration of the. charcoal without addition of any binder.
It seems, without this explanation being able to be given as certain, that a modification of the structure of the carbon and of the hydrocarbons takes place, showing, under this combined effect of heat and pressure. a certain state of crystallization
Preferably, when starting from plant substances, these are carbonized in two distinct operations, one, called "pre-carbonization", during which the pyroligneous products are distilled and which is continued until the the appearance of tarry vapors, the other of final carbonization, which is immediately followed by agglomeration under pressure.
Between the two carbonization operations, the treated material is crushed
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: In order to improve the reactivity qualities
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vity 0!% combustibility cbi finished product, it is possible to add alkaline salts such as, for example, sodium salts, which give rise, by combination with
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hydrocarbons contained in improving substances As an example only for the purpose of making $ 1% and the intelligence of the present of $ oription, we will describe 01-4pxp un = de pAt% iQu1tr% de ralis!:!: çi9n , with reference to the accompanying drawing.
-Dangi this example, the process is devised in qngtx! E phases well atio% in?% Es one of the 4utzep and in the following order: PreoarQon1sation - Grinding - Final carbonization - 40aiptesaion, first Phase: Precarbon1saUo.
We change by means of tedmie z, the plants previously prepared with the desired grogaou to circulate freely in the form of pr cb3, s ,, o. 2, turning og non tO \ U1UUlt and receiving heat 4, failure. dîreotçment pu. 1ndireotemellt, by any auxiliary floyqi Da prcarbonisatïox place in 'closed box or not, at moderate temperature and varying from 2p0 to 3Oo depending on the materials treated and their h1gromét1que state
The temperatures are indicated by pyrometers placed at the desired locations.
Under the influence of heat, the water of constitution escapes first, in the state of mist, by
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line 5, then come the light pytolignsux, released in the form of vapors, which can be recovered, or not, as the case may be, to serve for all useful purposes
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The release of pyroligneux generates an exothermic reaction which is used for the continuation of the operation, which continues until the moment of the appearance of tarry vapors which must not be evacuated but remain in the material being treated,
At this moment the material is in the state of red charcoal, tending to brown and ready for the second phase or grinding.
When the materials to be treated, such as sawdust, plants, leaves, herbs, seeds, seed husks and in general all the cellulosic materials are in a fine state, the heat treatment operation can be carried out in a single phase, however the final result, from the point of view of yield and quality is less good than by the heat treatment in two phases, Second phase: Grinding -
On leaving the precarbonization oven 2, the material, although brown, is not yet in the state of carbon proper, but it is in a state of disintegration of the fibers, sufficiently advanced to allow grinding.
It falls, by pouring, into the crusher 4 which reduces it to powder, gives it homogeneity and facilitates, by its extreme division, the following operations:
When the material falls into the crusher 4 1, it is added or not, at will and according to the use for which the coal will be intended, a variable proportion of alkali salts such as sodium salts which promote the development of certain gases and by their combinations with hydrocarbons intensify the reactivity of coal.
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In some cases, it may be advantageous to incorporate mineral coals, such as coal and lignite, and also peat, into the vegetables, to make a mixed coal.
In these cases, after determining the percentage of the elements to be incorporated, they are intimately mixed with the plants either before, during, or after grinding; however, it is best to do the operation while grinding, as the mixture is more intimate. , The treatment process remains the same, after these mixtures, as for the plants alone.
Third phase: Final carbonization
By its passage through the crusher 4 and the elevator 5, the material being treated undergoes a cooling causing an abrupt stop of the exothermic evolution favorable stop for the yield by weight of the coal and the formation of certain combustible gases
The furnace 6 which receives the material from the elevator 5, aims to bring it back, by a moderate temperature in a closed field, to the re-initiation of a second attenuated exothermic reaction, which completes the final carbonization
Under the action of this second attenuated exothermic evolution, there is formation of new combinations of the hydrocarbons with the carbon parts, without entrainment or loss of the latter,
as happens in a one-phase, non-stop carbonization.
There is therefore a better yield by weight of coal and richer gas.
The cellar, useful for oven 6, is supplied by the auxiliary hearth and the waste heat from oven 2.
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Fourth phase: Compression.
On leaving the oven 6, the hot material, in the carbon state, falls into a distributor which supplies a press 7 comprising molds of desired shapes, where. it is compressed,
Under the action of hot pressure, there is a break in equilibrium, as a result of the compressive force, which is transformed into heat in the material coal, the state of which changes completely, to form, according to the most likely explanation crystallization and give a solid, homogeneous body, with a density greater than that of water, with perfect combustion and possessing remarkable activity,
This gives an agglomerate of coal which has characteristics very distinct from the agglomerates or fuels used hitherto.
Their exterior appearance is smooth and shiny. They are homogeneous in all their parts, do not absorb water. and do not oxidize in air, even after a long period of time Their density is between 1 to 1.4 and even up to 1.6.
It should be noted that, according to an alternative embodiment, one can combine in the same agglomerate coals of mineral origin and of vegetable origin suitably crushed and mixed, the agglomeration taking place by the combined action of heat and pressure as described above.