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Procédé pour produire un seml-coxe très poreux et facilement 1nt'lammable ..
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Zn générait pour produire du sozl-coxe à partir du lignite ou de la tourbe on fragmente la matière première, on la dessèche, le cas échéant on l'agglomère,.on la distille à basse température, on la refroidit tout en empêchant l'air d'y
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accéder et pour terminer on la vieill.it artificiellement par l'intervention de brouillards ciseau* Un tel sewi-coke est pro- pre à maints usages, quoiqu'il ne soit pas particulièrement approprié à bien des emplois ou le combustible doit être bralé dans de l'air non pas agité mais calme, par exemple dans de petits fourneaux d'appartement) dans des fers de tailleur, dans des fours de boulangerie, des brûle-parfum,
notamment des en- censoirs, etc., car son aptitude à brûler sans flamme est trop faible pour cela, c'est-à-dire que son degré de porosité n'est pas tel que la substance en morceaux continue à brûler comme de l'amadou après que elle a pris :roue.
Or on a trouvé qu'en procédant d'une manière déter-
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minée on aboutit à un semi-coxe de lignite ou de tourbe très poreux et facilement 1nfl&mmable.,oont1nuant.., grâoe à ces propr1é- tés, à brûler sans flamme même dans de l'air calme et pouvant en conséquence être utilisé avec les meilleurs résultats même
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aux fins précitées.
On Y parvient, suivant l'invention, en ehauf- :tant tout d'abord rapidement de la manière habituelle dans une cornue à chauffage indirect le lignite (ou la tourbe) pauvre en bitume et chargé de son humidité d'extraction, afin de le dessécher, puis en continuant à le chauffer au moyen de gaz à
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cet Off@t ,à peu près dès l'instant où le dégagement de goudron commence, la température de ces gaz ne dépassant pas de plus d'en.-
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virion celle qui règne à l'intérieur de la cornue, puis en Vteillidant artificiellement sans apport supplémentaire d'eau le semi-coke ainsi obtenu*
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On a déjà propos,,
de cokéfier du charbon par passage d'un gaz chauffé sensiblement inerte à l'égard du charbon en effectuant la distillation au moyen de plusieurs courants de
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gaz chauffant successif a. Indépendante les uns des autres et dont la température est réglée séparément pour chacun d'eux.
Une application de choix de cette proposition est celle où la température de l'un des courants gazeux s'étend de la température pour laquelle en gros les gaz de distillation condensables
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à la température normale sont mis en liberté jusqu1 celle pour laquelle en gros ces mêmes hydrocarbures sont expulsés et où la vitesse d'élévation de la température, au moins pendant une partie de la durée d'action de ce courant gazeux, est plus faible que la vitesse moyenne de carbonisation du charbon employé.
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Ce procédé connu ne permet pas de produire un semi-coxe très poreux et facilement inflammable, mais vise à la formation d'un anthracite artificiel et aboutit d'ailleurs comme produit final à un coke serré ou à un combustible solide rappelant l'anthracite,
Il est connu d'autre part, dans la conduite des fours de carbonisation, de recourir d'abord au gaz de carbonisation enflammé pour la dessicatlon préalable de la substance à carboniser dans une mesure telle qu'il soit refroidit à la tempéra-
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ture de carbonisation.
Suivant une forme d'exécution particulière il faut alors incorporer au gaz de carbonisation enflammé. avant de l'employer pour la dessiccation préalable de la ma- tière à carboniser, un excès d'air qui se sera préalablement échauffé par réfrigération extérieure des résidus de carbonisa-
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tion* 71ne telle façon d'opérer vise à produire une très rapide dessiccation préalable du charbon et à éviter de Compromettre la solidité du four, Cette proposition connue ne permet donc elle non plus de rien conclure quant à la matière première à employer suivant l'invention pas plus quoi la technique suivant l'invention ni aux propriétés et avantages spéciaux que possède
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un semi-ooice de lignite très poreux et facilement Inflammable obtenu de cette fagon..
Il en est de même pour cette autre proposition connue tendant a agencer les dispositifs pour la distillation à basse température de combuatibles chargés de bitume de façon telle qu'on chauffe le tambour tournant au moyen d'une flamme dont la température a été abaissée dans une mesure exactement déterminable par cession antérieure de chaleur à un surchauffeur interoalé entre le foyer et la cornue, l'avantage escompté par ce moyen étant de pouvoir traiter d'une manière économique de très grandes quantités de combustibles chargés de bitume à des températures exactement prescrites et rigoureusement réglables sans que soient nécessaires pour cela des mesures spéciales re-
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latives à l'appareil de chauffage, telles que des admissions d'air, etc.
En détail, dans la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, après avoir convenablement fragmenté du lignite (ou de la tourbe) pauvre en bitume et par lui-même fortement chargé d'eau, c'est-à-dire naturellement très humide, on abaisse d'abord son degré d'humidité à un taux convenable d'environ
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16 à 20, puis s'il y a lieu on l'agglomère, c'est-à-dire qu'on le convertit utilement en briquettes sous une pression moxiéréee Oela fait, on chauffe plutôt rapidement de façon ordinaire les
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agglomérés ainsi obtenus jusqu'à ce que l'eau qu'ils renferment encore soit éliminée, après quoi,, à peu près dès le commencement du dégagement de goudron, on poursuit sa carbonisation de la fagon précédemment Indiquée,
ce qui demande des temps de
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distillation relativement longs eu égard aux conditions signa-
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16eso oette façon de procéder a pour conséquence d'exclure à coup sür la possibilité d'un dépôt de graphite sur la charpente subsistante du coke par décomposition de bitume du fait d'excès de chauffage locaux, si bien qu'au contraire de la carbonisa-
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tion usitée juaquoi ce jour, comportant pour des raisons d'eco- nomie le franchissement d'une bien plus vaste échelle de températures, et effectuée par conséquent de fagon bien plus rapide,,
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on obtient un sem1-ooke qui, ainsi qu'on l'a déjà signale, se distingue par une bien plus grande porosité et une meilleure inflammabilité.
Lorsque la carbonisation est terminée on ramène
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le semi-coke obtenu à une température d'environ 25 à 800 0 en le refroidissant Indirectement à l'abri de l'air dans la cornue ou dans un récipient métallique de refroidissement dans lequel le aerai-coke aura été déveroe4 Dans ce semi-coke demeurent alors encore occlus des constituante gazeux qui pourraient donner lieu à des combustions spontanées lorsqu'il est entassé..
Pour remédier à cet inconvénient on vieillit artificiellement
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sans apport d'eau le semi-coxe en morceaux ainsi ramènera une température d'environ 25 à 800 0*.On effectuera utilement ce vieillissement au moyen d'un puissant courant d'un gaz froid contenant de l'oxygène (air) et qu'on fera agir de façon pro-.
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longée. par ce moyen on élimine les gaz qui 1Q1'''nent le coke et qui tendent à s'enflammer spontanément et 6Iè$t seulement ainsi qu'on exclut véritablement les possibilités d'une inflam'- mation spontanée,.
Suivant une forme d'exécution particulière de l'invention et tout en demeurant dans le cadre de la technique pré-
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cédemment décrite on peut aussi opérer en n'effectuant Qu'1ncoaplètement la carbonisation et en l'1nterromptant à des températures finales comprises entre 880 et 4òo O. suivant la teneur en goudron de la matière première. un opérant de cette manière (DU obtient un produit particulièrement poreux et apte am5 ère sans nier
On peut aboutir à un semi-coke très poreux et facile. ment inflammable possédant des propriétés particulièrement bonnes et notamment un pouvoir chauffant encore bien meilleur en isolant les constituants ligneux. du lignite employé comme matière première et en les soumettant à part à un traitement suivant le principe de l'invention.
Ces constituants ligneux présents dans le lignite normal se rencontrent la plupart du temps en poches ou parfois aussi en couches distinctes dans les gîtes de lignite normaux, et jusqu'à ce jour on ne leur avait trouvé aucune utilisation économiquement satisfaisante. Au contraire, un traitement suivant l'invention les convertit en intéressants produits qui non seulement conviennent mieux que les produits qu'on peut tirer d'ailleurs du lignite ou de la tourbe aux usages précités mais aussi qui,, à la différence de ces produite et du fait que leur teneur en cendres n'est en général que très faible,, conviennent également à des usages métallurgiques,. par exemple au lieu de charbon de bois à des fins de décarburation dans la production de l'acier, etc, De
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Plus.
au contraire du semi-coxe de lignite ordinaire ce semi# coke de lignite peut également s'employer, dans la mesure où
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il a été traité l'état de grain naturel c'est-à-dire sans agglomération en briquettes, comme combustible pour générateurs d'automobile, car a cause de sa porosité il est très facilement
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glHiUt1able et, par suite de ses bonnes propriétés de solidité,, les secousses du véhicule sont sans action sur luit Le traitement des constituants ligneux s'effectue en détail ainsi qu'il
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a été décrit précédemment. bien qu'il Y ait intérêt) lorsque la carbonisation n'est effectuée qu'incomplètement. à l'inter- rompre à des températures finales quelque peu plus élevées, en général atteignant 4500 C.
à cause des proportions plus fortes de goudron que contiennent ces constituants ligneux.
Exemple l : fragmenter de la manière habituelle un lignite pauvre en bà4ume et fortement aqueux, tel qu'on en extrait dans le bassin du Niederlausitz, ayant un rendement en goudron de carbonisation suivant Piocher d'environ 6% et une teneur en eau de 50 à 60%, le dessécher et l'agglomérer en- suite en briquettes sous une pression modérée* Dans un four à cornue chauffé de l'extérieur porter d'abord ces briquettes en couche fixe à une température de 180 O, en 1 à 2 heures, afin d'en expulser l'eau* Poursuivre ensuite le chauffage en 1 heure jusqu'au voisinage de 3000 c, température à laquelle le dégagement de goudron commence à se produire.
A la suite de cela, tout en élevant peu à peu la température jusqu'au voisinage de 380 C, auquel cas la température des gaz de chauffage à laquelle la cornue est exposée ne doit pas dépasser 4000 0, poursuivre la carbonisation pendant été nouvelles heures et l'interrompre à cette température d'environ 380 0, mesurée dans le lignite..
Cela fait, refroidir le produit de carbonisation à l'abri de l'air, en le laissant dans la cornue, Jusqu'à une température d'environ 25 à 80 o C, et le décharger dans un canal de refroi.- dissement. Dans ce dernier on Insufflera un puissant courant d'air à une température d'environ 10 0, cependant que le courant d'air qui balaye les agglomérés avec une grande vitesse entraîne les gaz retenus par adsorption par le semi-coke et qui produisent l'inflammation spontanée, si bien que par contact avec l'oxygène le semi-coxe se trou artificiellement vieilli et dépourvu de sa propriété de s'enflammer spontanément. exemple 3 :
- Après avoir désagrégé et isolé des portions ligneuses d'un lignite, en abaisser d'abord la teneur en eau à environ 20%, les fragmenter mécaniquement et les broyer jusqu'à ce qu'elles soient propres à l'agglomération. Agglomérer le produit de broyage en briquettes sous une pression modérée. Ohauffer tout d'abord pendant 1 à 2 heures ces briquettes en couche fixe dans un four a cornue chauffe de l'extérieur à une température atteignant 1800 0, afin d'en expulser l'eau* Cela fait, poursuivre le chauffage pendant une heure jusqu'à une température d'environ 300 O, a laquelle le de gagement de goudron commence à se produire.
Prolonger ensuite la carbonisation pendant environ 8 à 8 heures tout en élevant peu à peu la température jusqu'au voisinage de 4500 O. cela fait, refroidir le produit de carbonisation à l'abri de l'air, par exemple en le laissant dans la cornue, jusqu'à une température de 25 à 30 0 et le souffler à froid au moyen d'un courant d'air réfrigéré à une température d'environ +10 0 et qu'on fera passer avec une vitesse élevée à travers la matière. Le semi-coke ainsiobtenu est très facilement inflammable, ne contient généralement pas plus de 2% de cendres et possède un remarquable pouvoir calorifique.
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A process for producing a very porous and easily inflammable seml-coxe.
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Zn generated to produce sozl-coxe from lignite or peat the raw material is fragmented, it is dried, it is agglomerated if necessary, it is distilled at low temperature, it is cooled while preventing the look like it
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access and finally it is artificially aged by the intervention of scissor mists * Such sewi-coke is suitable for many uses, although it is not particularly suitable for many uses where fuel must be burnt in air that is not agitated but calm, for example in small apartment stoves) in tailor's irons, in bakery ovens, perfume burners,
especially censers, etc., because its aptitude for flameless burning is too low for this, i.e. its degree of porosity is not such that the lumpy substance continues to burn like lump. 'Tinder after she took: wheel.
Now we have found that by proceeding in a determined manner
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mined, this results in a very porous and easily flammable lignite or peat semi-coxe. even better results
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for the aforementioned purposes.
This is achieved, according to the invention, by heating firstly rapidly in the usual manner in a retort with indirect heating the lignite (or peat) poor in bitumen and loaded with its extraction moisture, in order to drying it out, then continuing to heat it by means of
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this Off @ t, at about the moment when the evolution of tar begins, the temperature of these gases not exceeding more than in.-
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virion that which reigns inside the retort, then by Vteillidant artificially without additional water supply the semi-coke thus obtained *
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We have already said,
coking coal by passing a heated gas substantially inert with respect to the coal by carrying out the distillation by means of several streams of
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successive heating gas a. Independent of each other and whose temperature is regulated separately for each of them.
A prime application of this proposition is where the temperature of one of the gas streams extends from the temperature at which roughly the condensable distillation gases
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at normal temperature are set free until that at which roughly these same hydrocarbons are expelled and where the rate of temperature rise, at least during part of the duration of action of this gas stream, is lower than the average rate of carbonization of the coal used.
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This known process does not make it possible to produce a very porous and easily flammable semi-coxe, but aims at the formation of an artificial anthracite and moreover results as a final product in a tight coke or in a solid fuel reminiscent of anthracite,
It is also known, in the operation of carbonization furnaces, to first resort to ignited carbonization gas for the preliminary desiccation of the substance to be carbonized to such an extent that it is cooled to temperature.
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carbonization ture.
According to a particular embodiment, it is then necessary to incorporate into the ignited carbonization gas. before using it for the preliminary desiccation of the material to be carbonized, an excess of air which will have been heated beforehand by external refrigeration of the carbonization residues.
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tion * 71ne such way of operating aims to produce a very rapid preliminary drying of the coal and to avoid compromising the solidity of the furnace. This known proposition therefore does not allow it to conclude either as to the raw material to be used according to the invention nor the technique according to the invention nor the special properties and advantages that
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a very porous and easily flammable lignite semi-ooice obtained in this way.
It is the same for this other known proposal tending to arrange the devices for the low-temperature distillation of fuels loaded with bitumen in such a way that the rotating drum is heated by means of a flame, the temperature of which has been lowered in a measurement exactly determinable by prior transfer of heat to a superheater interoalé between the hearth and the retort, the advantage expected by this means being to be able to treat in an economical way very large quantities of fuels loaded with bitumen at exactly prescribed temperatures and strictly adjustable without the need for special measures.
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relating to the heater, such as air intakes, etc.
In detail, in the implementation of the process according to the invention, after having suitably fragmented lignite (or peat) poor in bitumen and by itself heavily loaded with water, that is to say naturally very damp, its humidity is first lowered to a suitable rate of about
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16 to 20, then if necessary it is agglomerated, that is to say that it is usefully converted into briquettes under a heated pressure O That is done, we heat rather quickly in an ordinary way.
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agglomerates thus obtained until the water which they still contain is eliminated, after which, approximately from the beginning of the release of tar, its carbonization is continued in the manner previously indicated,
which takes time to
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relatively long distillation in view of the signa-
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16 The consequence of this way of proceeding is to exclude absolutely the possibility of a deposit of graphite on the remaining framework of the coke by decomposition of bitumen due to excess local heating, so that on the contrary to carbonization. -
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tion used until today, involving for reasons of economy the crossing of a much larger scale of temperatures, and consequently carried out in a much more rapid way,
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a sem1-ooke is obtained which, as has already been pointed out, is distinguished by much greater porosity and better flammability.
When the carbonization is finished we bring back
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the semi-coke obtained at a temperature of about 25 to 800 0 by cooling it Indirectly away from air in the retort or in a metal cooling vessel in which the aerai-coke will have been evaporated. coke remain then still occluded gaseous constituents which could give rise to spontaneous combustion when it is piled up.
To remedy this drawback, we age artificially
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without water supply the semi-coxe in pieces thus will bring back a temperature of approximately 25 to 800 0 *. This aging will be usefully carried out by means of a powerful current of a cold gas containing oxygen (air) and that we will make act pro.
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lengthened. by this means the gases which form the coke and which tend to ignite spontaneously are eliminated, and only so that the possibilities of spontaneous ignition are really excluded.
According to a particular embodiment of the invention and while remaining within the framework of the prior art
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previously described, it is also possible to operate by carrying out only the carbonization completely and by interrupting it at final temperatures of between 880 and 40 ° O. depending on the tar content of the raw material. operating in this way (DU obtains a particularly porous and bitter-capable product without denying
We can end up with a very porous and easy semi-coke. ment flammable having particularly good properties and in particular an even better heating power by isolating the woody constituents. lignite used as raw material and subjecting them separately to a treatment according to the principle of the invention.
These woody constituents present in normal lignite are mostly found in pockets or sometimes also in distinct layers in normal lignite deposits, and until now no economically satisfactory use has been found for them. On the contrary, a treatment according to the invention converts them into interesting products which are not only more suitable than the products which can be obtained elsewhere from lignite or peat for the aforementioned uses but also which, unlike these products and the fact that their ash content is generally only very low ,, are also suitable for metallurgical uses. for example instead of charcoal for decarburization purposes in steel production, etc., De
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More.
unlike ordinary lignite semi-coxe, this lignite semi-coke can also be used, insofar as
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it has been treated as a natural grain state, i.e. without agglomeration in briquettes, as fuel for automobile generators, because due to its porosity it is very easily
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glHiUt1able and, owing to its good solidity properties, the shaking of the vehicle has no effect on the light The treatment of the wood constituents is carried out in detail as well as
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has been described previously. although there is interest) when the carbonization is carried out only incompletely. to interrupt it at somewhat higher final temperatures, usually up to 4500 C.
because of the higher proportions of tar contained in these woody constituents.
Example 1: fragmenting in the usual manner a lignite low in butter and strongly aqueous, such as is extracted from it in the basin of Niederlausitz, having a yield of carbonization tar according to Piocher of about 6% and a water content of 50 at 60%, dry it and then agglomerate it into briquettes under moderate pressure * In a retort oven heated from the outside, first bring these briquettes in a fixed layer to a temperature of 180 O, in 1 to 2 hours, in order to expel the water * Then continue heating for 1 hour until around 3000 ° C, temperature at which the release of tar begins to occur.
Following this, while gradually raising the temperature to around 380 C, in which case the temperature of the heating gases to which the retort is exposed must not exceed 4000 0, continue carbonization during the summer for further hours. and interrupt it at this temperature of about 380 0, measured in lignite.
This done, cool the carbonization product away from air, leaving it in the retort, to a temperature of about 25 to 80 o C, and discharge it into a cooling channel. In the latter we will blow a powerful air current at a temperature of about 10 0, while the air current which sweeps the agglomerates with a high speed entrains the gases retained by adsorption by the semi-coke and which produce l spontaneous ignition, so that by contact with oxygen the semi-coxe is artificially aged hole and deprived of its property to ignite spontaneously. example 3:
- After having disaggregated and isolated woody portions of a lignite, first reduce the water content to around 20%, break them up mechanically and grind them until they are suitable for agglomeration. Agglomerate the grinding product into briquettes under moderate pressure. First heat these briquettes in a fixed layer for 1 to 2 hours in a retort oven heated from the outside to a temperature reaching 1800 0, in order to expel the water * This done, continue heating for one hour up to a temperature of about 300 ° C, at which the tar release begins to occur.
Then prolong the carbonization for about 8 to 8 hours while gradually raising the temperature to around 4500 O. This done, cool the carbonization product away from air, for example by leaving it in the retort, up to a temperature of 25 to 30 0 and cold blow it by means of a stream of refrigerated air at a temperature of about +10 0 and which will be passed at high speed through the material . The semi-coke thus obtained is very easily flammable, does not generally contain more than 2% ash and has a remarkable calorific value.