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Procédé pour fabriquer des briquettes de charbon ou de matière analogue.
L'invention concerne un procédé pour le briquettage du charbon ou de matières analogues.
Jusqu'à présent on soumettait le poussier de charbon employé pour le briquettage - qui était obtenu avec une teneur en eau d'environ 10 % - à un séchage préalable dans un séchoir à gaz de foyer de chaudière pour en abaisser la teneur en eau à environ 5 %. On mélangeait ensuite ce charbon préséché à un liant aqueux résistant à la chaleur, par exemple à de la liqueur sulfitique résiduelle, de sorte que la teneur en eau du mélange était portée à environ 9 à 12 %.
Puis on briquettait le mélange à froid et, avant d'employer
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les briquettes ainsi produites, on les séchait par chauffage jusqu'à une teneur en eau d'environ 2 à 3 %. L'inconvénient de ce procédé connu est qu'au sortir de la presse les briquettes sont encore très sensibles au choc et aussi à la pression et que ce n'est qu'après une certaine durée de séchage initiale qu'elles acquièrent une solidité suffisante pour que leur résistance ne soit pas compromise au cours du séchage final. En outre, les appareils requis pour le séchage des briquettes sont très volumineux et impliquent de ce fait de très grands frais d'investissement.
Suivant l'invention, on obvie aux inconvénients précités en soumettant le charbon à un séchage préalable, en le mélangeant ensuite à de la liqueur sulfitique, en chauffant le mélange au moyen de vapeur surchauffée, puis en.le traitant à la presse tant qu'il est chaud.
L'exemple de réalisation suivant sert à expliquer l'invention.
On prend du poussier de charbon lavé à 10% d'eau et on le sèche jusqu'à une teneur en eau de 3 à 4% dans un séchoir à gaz de foyer de chaudière. On introduit le charbon sec dans un silo où il se refroidit. Au sortir du silo on mélange intimement le charbon avec de la liqueur sulfitique à 5% dans un mélangeur à double vis sans fin. La liqueur sulfitique à une teneur en eau d'environ 50%. Puis on introduit le mélange dans un pétrin, c'est-à-dire une cuve qui contient un agitateur servant à remuer à fond le mélange. La cuve comporte dans le haut une issue pour la vapeur sortante, tandis que dans le bas une goulotte est raccordée à la cuve, cette goulotte conduisant directement à une presse à cylindres pour boulets ovoïdes. La goulotte est équipée d'un dispositif d'aspiration pour éliminer'la vapeur engendrée.
Au pétrin sont raccordées une ou plusieurs
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conduites d'amenée de vapeur et on y introduit de la vapeur à environ 0,5 à 1 atmosphère de pression effective et à une température d'environ 250 .
L'admission de vapeur a pour effet que la teneur en;eau du mélange diminue, en même temps que le pouvoir liant de la liqueur sulfitique augmente. Le mélange est porté dans le pétrin à environ 60 à 80 et, à cette température, il est envoyé à la presse par la goulotte dont le dispositif d'aspiration évacue la vapeur dégagée par la matière mixte en cet endroit. La vaporisation supplémentaire, commençant déjà dans la goulotte, persiste au passage dans la presse et quelque temps après, étant donné que la briquette possède une chaleur sensible non négligeable et que cette chaleur sert en partie à vaporiser la teneur en eau restante.
Dans la plupart des cas, il n'est guère possible d'exécuter le séchage préalable et la vaporisation supplémentaire de manière à obtenir une teneur en eau finale voulue d'environ 2 %. On dispose alors derrière la presse un séchoir à bande sans fin où les briquettes subissent un séchage final par balayage au moyen de gaz chauds, par exemple de gaz de foyer d'une chaudière. L'invention présente de notables avantages même quand on emploie un pareil séchoir final, étant donné que, premièrement, l'appareil de séchage final a des dimensions notablement plus faibles que dans le procédé connu et que, deuxièmement, l'attrition durant le sé- chage final est beaucoup moindre ; faut encore noter que le séchage entier s'opère en un temps notablement pluscourt que jusqu'ici.
Dans l'exemple d'exécution ci-dessus, le charbon entre à froid dans le mélangeur à vis sans fin et dans le pétrin. Il est naturellement aussi possible de mélanger le charbon à chaud et de le sécher ensuite. Il en résulte, en
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dehors d'un plus grand gain de chaleur, une plus courte durée de séchage.
Pour certaines sortes de charbon la température de la vapeur dans le pétrin peut être plus élevée que dans l'exemple d'exécution ci-dessus. Ceci présente l'avantage d'accélérer encore le séchage.
Pour la confection des briquettes on peut employer une presse à cylindres ou encore une presse Couffinhal. Dans une autre variante d'exécution, on chauffe la presse.Cette mesure sert elle aussi à produire un séchage plus rapide et meilleur à l'aide d'appareil très peu volumineux. Pendant le chauffage de la presse il est avantageux que les matrices de la presse soient à une température moins élevée que la matière des briquettes.
On peut aussi ajouter au mélange, en dehors de la liqueur sulfitique, une faible quantité de brai moulu. Ceci présente l'avantage d'augmenter le pouvoir cokéfiant des briquettes au cours d'une distillation ou d'une cokéfaction ultérieures. Dans les procédés connus le pouvoir d'agglutination du brai n'était guère utilisé, étant donné que le briquettage s'opérait à froid. Dans le procédé conforme à l'invention le brai s'amollit par suite de la température plus élevée de la matière à briquetter, si bien que le brai sert ainsi non seulement d'agent de cokéfaction, mais encore de liant. De ce fait il suffit d'une plus faible quantité de liqueur sulfitique que 'dans le procédé qui n'utilise que de la liqueur sulfitique.
L'emploi de vapeur surchauffée est nécessaire pour éviter que de l'eau condensée ne soit introduite dans la presse conjointement avec le mélange à briquetter chauffé.
Au lieu de vapeur, on peut aussi employer pour le chauffage un gaz chaud, par exemple les gaz brûlés d'un foyer.
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Des essais ont montré qu'on peut perfectionner encore davantage le procédé conforme à l'invention. Dans cette forme d'exécution perfectionnée de l'invention on procède de la manière suivante : onsèche le charbon jusqu'à ce que sa teneur en eau soit tombée à environ 5 à 6%, on le mélange à une température d'environ 80 à 100 à de la liqueur sulfitique ayant la même température, on introduit le mélange dans la presse en conservant cette température et on envoie les briquettes directement dans un séchoir en vue d'un séchage ultérieur. Il a été constaté, en effet, qu'on obtient des briquettes plus solides et qu'en outre le mélange avec le liant s'effectue plus facilement et uniformément quand le charbon n'est séché que jusqu'à une teneur en eau d'environ 5 à 6%.
Suivant cette variante on introduit le charbon à une température d'environ 80 à 100 dans l'appareil mélangeur connu en soi. La liqueur sulfitique résiduelle, qui a avantageusement une concentration d'environ 320Bé, est chauffée à la même température avant d'être introduite dans l'appareil mélangeur; ceci présente l'avantage que la liqueur sulfitique devient relativement fluide, ce qui facilite notablement aussi la répartition uniforme dans le charbon. Quand le charbon , préalablement à son introduction dans l'appareil mélangeur, est séché jusqu'à une teneur en eau de 6% le mélange de charbon et de liqueur sulfitique a une teneur en eau moyenne d'environ 8,5 % On peut avantageusement chauffer l'appareil mélangeur afin de maintenir la température.
Pendant le passage du mélange à briquetter dans la presse il se produit, comme dans le procédé décrit plus haut, une vaporisation supplémentaire. Si on laissait refroidir les briquettes après qu'elles quittent la presse, la vaporisation supplémentaire se poursuivrait
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quand même par suite de la chaleur sensible des briquettes et on obtiendrait une teneur en eau finale d'environ 6,5%.
Dans la plupart des cas cette teneur est encore trop élevée. Aussi envoie-t-on les briquettes immédiatement au sortir de la presse dans un séchoir, par exemple dans un séchoir à bande sans fin chauffé au moyen de gaz chauds. Il se produit alors un séchage final très rapide, étant donné que les briquettes sont chaudes jusqu'au noyau.
Le traitement thermique du charbon peut être excu- té dans l'appareil de séchage préalable de manière que le charbon en sorte à la température correcte, par exemple environ 80 à 100 . On l'introduit alors directement, ou après un court séjour intermédiaire dans un silo, dans l'appareil mélangeur. Pendant le séjour intermédiaire au silo on peut prendre soin que le charbon maintienne autant que possible sa température, en employant éventuellement un calorifugeage approprié.
Le procédé conforme à cette variante de l'invention présente ainsi l'avantage que les dimensions de l'appareil de séchage final et la durée du séchage final sont notablement diminuées. En outre, les briquettes se distin- guent par une résistance particulièrement élevée.
Dans les procédés connus il fallait d'abord chauffer les briquettes jusqu'au noyau dans le séchoir final, ce qui demandait un temps relativement long vu la conductibilité thermique relativement mauvaise du mélange à briquetter.
Si pour l'une ou l'autre raison le charbon est séché à une teneur moins élevée que 5 à 6%, il est possible de compenser le déficit par humectation dans l'appareil mélangeur, par exemple en y introduisant de la vapeur saturée, c'est-à-dire ramener la teneur en eau à environ 5 à 6%.
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A process for making briquettes of charcoal or the like.
The invention relates to a method for briquetting coal or the like.
Until now, the coal dust used for briquetting - which was obtained with a water content of about 10% - has been subjected to prior drying in a gas kiln in a furnace to lower the water content to about 5%. This predried charcoal was then mixed with an aqueous heat-resistant binder, for example residual sulphite liquor, so that the water content of the mixture was increased to about 9 to 12%.
Then the mixture was cold briquetted and, before using
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the briquettes thus produced were dried by heating to a water content of about 2 to 3%. The disadvantage of this known process is that on leaving the press the briquettes are still very sensitive to impact and also to pressure and that it is only after a certain initial drying period that they acquire sufficient strength. so that their resistance is not compromised during final drying. In addition, the devices required for drying briquettes are very bulky and therefore involve very high investment costs.
According to the invention, the aforementioned drawbacks are obviated by subjecting the coal to a preliminary drying, by then mixing it with sulphite liquor, by heating the mixture by means of superheated steam, then by treating it in the press as long as it is he is hot.
The following exemplary embodiment serves to explain the invention.
10% water washed coal dust is taken and dried to a water content of 3-4% in a furnace gas dryer. The dry coal is introduced into a silo where it cools. On leaving the silo, the coal is intimately mixed with 5% sulphite liquor in a twin-screw auger mixer. Sulphite liquor has a water content of about 50%. Then the mixture is introduced into a kneader, that is to say a tank which contains a stirrer used to stir the mixture thoroughly. The tank has an outlet for the outgoing steam at the top, while at the bottom a chute is connected to the tank, this chute leading directly to a roller press for ovoid balls. The chute is equipped with a suction device to remove the vapor generated.
One or more
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steam supply lines and steam is introduced therein at about 0.5 to 1 atmosphere of effective pressure and at a temperature of about 250.
The addition of steam causes the water content of the mixture to decrease, at the same time as the binding power of the sulphite liquor increases. The mixture is brought in the kneader to approximately 60 to 80 and, at this temperature, it is sent to the press through the chute, the suction device of which discharges the vapor given off by the mixed material at this point. The additional vaporization, already starting in the chute, persists as it passes through the press and for some time afterwards, since the briquette has a significant sensible heat and this heat serves in part to vaporize the remaining water content.
In most cases, it is hardly possible to carry out the pre-drying and additional spraying so as to obtain a desired final water content of about 2%. There is then placed behind the press an endless belt dryer where the briquettes undergo a final drying by sweeping by means of hot gases, for example gas from the hearth of a boiler. The invention has notable advantages even when such a final dryer is employed, since, firstly, the final dryer has significantly smaller dimensions than in the known process and, secondly, the attrition during drying. - final chage is much less; It should also be noted that the entire drying takes place in a considerably shorter time than hitherto.
In the example of execution above, the coal enters cold into the worm mixer and into the kneader. It is of course also possible to mix the charcoal while hot and then dry it. As a result,
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apart from greater heat gain, shorter drying time.
For certain kinds of coal the temperature of the steam in the kneader may be higher than in the example above. This has the advantage of further accelerating the drying.
For making briquettes, a cylinder press or a Couffinhal press can be used. In another embodiment, the press is heated, which also serves to produce faster and better drying with the aid of a very small appliance. While the press is heating it is advantageous that the press dies are at a lower temperature than the briquette material.
It is also possible to add to the mixture, apart from the sulphite liquor, a small quantity of ground pitch. This has the advantage of increasing the coking power of the briquettes during subsequent distillation or coking. In the known processes, the agglutination power of the pitch was hardly used, since the briquetting was carried out cold. In the process according to the invention the pitch softens as a result of the higher temperature of the material to be briquetted, so that the pitch thus serves not only as a coking agent, but also as a binder. Therefore, a smaller amount of sulphite liquor is sufficient than in the process which uses only sulphite liquor.
The use of superheated steam is necessary to prevent condensed water from being introduced into the press together with the heated briquetting mixture.
Instead of steam, a hot gas can also be used for heating, for example the gases burnt from a fireplace.
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Tests have shown that the process according to the invention can be further improved. In this improved embodiment of the invention, the procedure is as follows: the charcoal is dried until its water content has fallen to about 5 to 6%, it is mixed at a temperature of about 80 to 100 to sulphite liquor having the same temperature, the mixture is introduced into the press while maintaining this temperature and the briquettes are sent directly to a dryer for subsequent drying. It has been found, in fact, that more solid briquettes are obtained and that, moreover, the mixing with the binder takes place more easily and uniformly when the charcoal is dried only to a water content of about 5 to 6%.
According to this variant, the charcoal is introduced at a temperature of about 80 to 100 in the mixing apparatus known per se. The residual sulphite liquor, which advantageously has a concentration of about 320Bé, is heated to the same temperature before being introduced into the mixing apparatus; this has the advantage that the sulphite liquor becomes relatively fluid, which also considerably facilitates the uniform distribution in the coal. When the coal, prior to its introduction into the mixing apparatus, is dried to a water content of 6%, the mixture of coal and sulphite liquor has an average water content of approximately 8.5%. heat the mixer to maintain the temperature.
During the passage of the briquetting mixture through the press, additional vaporization occurs, as in the process described above. If the briquettes were allowed to cool after they left the press, additional vaporization would continue
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all the same as a result of the sensible heat of the briquettes and a final water content of about 6.5% would be obtained.
In most cases this content is still too high. The briquettes are therefore sent immediately after leaving the press in a dryer, for example in an endless belt dryer heated by means of hot gases. A very rapid final drying then occurs, since the briquettes are hot to the core.
The heat treatment of the charcoal can be carried out in the pre-dryer so that the charcoal leaves at the correct temperature, for example about 80 to 100. It is then introduced directly, or after a short intermediate stay in a silo, into the mixing apparatus. During the intermediate stay in the silo, care can be taken that the coal maintains its temperature as much as possible, possibly by employing an appropriate thermal insulation.
The process according to this variant of the invention thus has the advantage that the dimensions of the final drying apparatus and the duration of the final drying are notably reduced. The briquettes also stand out for their particularly high strength.
In the known methods it was first necessary to heat the briquettes to the core in the final dryer, which required a relatively long time given the relatively poor thermal conductivity of the mixture to be briquetted.
If for one or another reason the charcoal is dried to a content less than 5 to 6%, it is possible to compensate for the deficit by wetting in the mixing apparatus, for example by introducing saturated steam therein, that is, reducing the water content to about 5 to 6%.