Procédé de fabrication d'agglomérés combustibles formés, au moins pour leur plus grande partie, à partir de matières ligneuses, et produit obtenu d'après ce procédé. L'invention est relative à la fabrication d'agglomérés .combustibles formés, au moins pour leur plus grande partie, à partir de ma tières ligneuses; elle s'applique en particu lier, mais non exclusivement, à l'obtention d'agglomérés destinés à l'alimentation des gazogènes.
Selon le procédé conforme à l'invention, on soumet d'abord les matières ligneuses, dans des fours, à une torréfaction modérée, puis on les extrait desdits fours et on leur fait subir, dans des moules, une compression élevée d'au moins 1000 kg/cm'. Cette pres sion peut être élevée jusqu'à 2000 et même 2500<B>kg/cm.</B>
La pratique montre que la phase de tor réfaction - notamment effectuée à une tem pérature de l'ordre de 250, à 300 - permet un début de dégagement des goudrons, d'où un effet plastifiant et un certain ramollis- scment de la matière, ce qui contribue à augmenter la cohésion du produit final ob- tenu par compression. Par ailleurs, on a constaté que l'état en résultant permettait d'utiliser des pressions extrêmement élevées et pouvant conduire â un produit final de densité de l'ordre de 2, ou même supérieure.
A supposer, par exemple, que l'on se pro pose d'établir des agglomérés combustibles pour alimenter des gazogènes, notamment pour véhicules automobiles, on peut procé der comme suit: En ce qui concerne d'abord le choix des- dites matières, on peut utiliser, par exemple: soit du bois, de préférence amené en mor ceaux de dimensions appropriées par une tronçonneuse de type connu;
soit des déchets d'exploitation forestière ou de l'industrie du bois (.éclats, morceaux d'écorce, souches; sciures, copeaux, etc.), dé chets qui sont généralement impropres tant à l'alimentation directe des gazogènes porta tifs qu'à la fabrication du charbon de bois; soit tous végétaux ligneux, tels que pailles, roseaux, ajoncs, menus branchages, coques et noyaux de plantes oléagineuses après traitement industriel, tourbes, etc.;
soit des mélanges appropriés de certains au moins des combustibles tels que ceux ve nant d'être indiqués, notamment des mélan ges, tels que certains combustibles à fibres relativement longues puissent servir d'arma ture par rapport à d'autres d'un caractère plus friable; ces mélanges comprenant, par exemple, les susdits végétaux ligneux en combinaison avec les déchets d'exploitation forestière ou avec tous autres produits.
A ces produits, on peut ajouter une cer taine proportion de charbon de bois ou de terre, notamment à l'état de poussière.
Partant de matières de ce genre, on les soumet d'abord, dans des fours appropriés, à une opération de torréfaction à une tempéra ture relativement basse, par exemple de l'ordre de 25'0 à 300 ou, d'une façon géné rale, à une température à laquelle les gou drons se dégagent ou tendent à se dégager, de manière que ceux-ci interviennent, en quelque sorte, .comme un liant lors de l'ag glomération subséquente par pression et con tribuent à ramollir la masse.
Il convient, dans chaque cas, de sou mettre :les matières à des traitements méca niques appropriés (déchiquetage, hachage, broyage, mélangeage, etc.), en vue de les amener à l'état de particules relativement petites, voire de poudre, et, de préférence, on effectue ces traitements avant la. torré faction: dans ce cas, en effet, la torréfaction peut s'exercer à coeur, donc de façon par faite, d'oie la possibilité d'assurer le dégage ment des goudrons dans les meilleurs condi tions et d'obtenir ainsi, après compression, des mélanges parfaitement homogènes;
en outre, ledit traitement conduit à une écono mie de combustible, du fait qu'on peut se passer de soumettre le bois à un séchage avant torréfaction, l'évaporation de l'eau pouvant en effet se faire au cours même de l'opération de torréfaction, c'est-à-dire à son début. On effectuera donc, préalablement à la torréfaction: soit un broyage total, propre à amener les matières sous forme de morceaux, paillettes ou grains aussi réduits que pos sible; soit un broyage seulement partiel, auquel cas on a intérêt à. procéder à un broyage complémentaire après torréfaction.
C'est ainsi que, suivant l'un des modes de réalisation susceptibles d'être imaginés, on procédera aux diverses opérations sui vantes broyage des matières, par exemple du bois préalablement tronçonné, de façon à les amener en forme de paillettes prenant l'as pect d'une sciure grossière, les appareils à utiliser dans ce but étant, par exemple, des broyeurs centrifuges ou à rouleaux; torréfaction des matières ainsi obtenues, à une température de l'ordre, par exemple, de 250 à. 300 et, de préférence, dans un four à marche continue, notamment rotatif et horizontal ou incliné;
puis reprise du bois torréfié et, si néces saire, broyage de ce dernier pour l'amener à une poudre plus ou moins fine, ce broyage pouvant s'opérer à la température de sortie du four de torréfaction.
Mais on peut aussi, selon un autre mode de réalisation, procéder d'abord à un tron çonnage du bois - mais à des dimensions assez petites pour assurer la torréfaction à covur (dimensions, par exemple, de l'ordre du centimètre) - puis opérer la- torréfaction et, ensuite, procéder à un broyage.
On obtient ainsi, de toute façon, un pro duit en quelque sorte pulvérulent qui con tient des goudrons et qui se prêtera. particu lièrement bien à la compression.
Et, pour cette opération de compression, on l'effectue de préférence à, une température de même ordre que celle utilisée par la tor réfaction (par exemple 250 à 300 ), cela de façon à parfaire le dégagement du goudron servant de liant; mais on pourrait aussi com primer à une température inférieure, notam ment de l'ordre de 150 . Enfin, il y a intérêt à laisser s'effectuer, dans le moule même, le refroidissement de l'aggloméré, à partir de la température de compression susindiquée.
Il va de soi que l'on peut utiliser toutes machines à mouler en combinaison avec des presses mécaniques, hydrauliques ou autres, pour réaliser le processus de compression, ces machines étant réglées pour permettre d'ob tenir les hautes pressions susspécifiées.
Avantageusement, on aura recours, con cernant le moulage sous pression, à un pro cédé de moulage continu connu, consistant à exercer la compression dans un moule dans lequel les matières puissent cheminer dans un sens déterminé, ce qui permet d'extraire au tomatiquement les agglomérés obtenus.
On utilise notamment, à cet effet, un tube de longueur notablement supérieure à la course du piston compresseur, le tout étant agencé de façon que la pression soit engen drée, au moins en majeure partie, par le frottement des agglomérés le long des parois du tube une fois le procédé mis en route; on obtient, à chaque coup de piston à l'une des extrémités du tube, la sortie à l'autre extré mité d'un aggloméré sous forme de galette de diamètre correspondant à celui du tube.
Si l'on veut effectuer la pression à chaud, on peut, compte tenu de ce que les matières peuvent avoir subi un début de refroidisse ment à la sortie du processus de torréfac tion, prévoir tous moyens de chauffage appropriés.
Ces moyens de chauffage seront appli qués à l'entrée du susdit tube, dans le cas où l'on utilise un tel tube; les matières au ront alors le temps de se refroidir au cours de leur cheminement jusqu'à l'autre extré mité dudit tube, tous moyens de refroidisse ment pouvant, si nécessaires, être prévus.
Le frottement des parois du tube sur les agglomérés, lequel engendre la pression de compression, peut être accru à l'aide de tous moyens appropriés; le tube peut, par exem ple, comporter des portions tronconiques ou des portions déformables transversalement à l'axe; les différences de température à l'en- trée et à la sortie sont elles-mêmes de nature à engendrer une augmentation de la friction, puisque la section du côté de la sortie est contractée par rapport à la section du côté de l'entrée.
Mais il est bien entendu que la compres sion peut avoir lieu, dans les conditions de pression et de température indiquées, à l'aide de tous autres procédés et appareils de moulage.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient un ensemble dont le fonctionnement ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister à son sujet et qui présente, par rap port aux procédés du genre en question déjà existants, de nombreux avantages, tels que les suivants: possibilité d'obtenir des -densités très éle vées de l'ordre de I, 5 à 2 ou davantage, donc sous un faible encombrement; possibilité d'abaisser le taux d'humidité à une valeur très faible; manutention toujours propre, du fait de l'absence de poussières; possibilité d'utiliser les sous-produits de l'exploitation forestière; et homogénéité parfaite.
Il peut y avoir intérêt à enduire les agglomérés, une fois ceux-ci fabriqués, par une substance appropriée, telle qu'une colle ou un liant; on obtient ainsi un enrobage qui contribue à consolider l'ensemble, sans agir substantiellement sur les couches sous- jacentes, ledit enrobage constituant une sorte d'écorce relativement dure par rap port aux parties internes de l'aggloméré.
A cet effet, on procédera de toute ma nière appropriée, par exemple soit par trem page rapide de l'aggloméré dans un bain de ladite substance, soit par pulvérisation.
Process for the production of combustible agglomerates formed, at least for the greater part, from woody materials, and product obtained by this process. The invention relates to the manufacture of .combustibles agglomerates formed, at least for the most part, from woody materials; it applies in particular, but not exclusively, to obtaining agglomerates intended for supplying gasifiers.
According to the process according to the invention, the ligneous materials are first subjected, in ovens, to moderate roasting, then they are extracted from said ovens and they are subjected, in molds, to a high compression of at least 1000 kg / cm '. This pressure can be high up to 2000 and even 2500 <B> kg / cm. </B>
Practice shows that the torrefaction phase - carried out in particular at a temperature of the order of 250 to 300 - allows the beginning of the release of the tars, hence a plasticizing effect and a certain softening of the material, which contributes to increasing the cohesion of the final product obtained by compression. Furthermore, it has been found that the resulting state allows extremely high pressures to be used and can lead to a final product with a density of the order of 2, or even greater.
Assuming, for example, that it is proposed to establish combustible agglomerates to supply gasifiers, in particular for motor vehicles, one can proceed as follows: As regards first the choice of said materials, one can use, for example: either wood, preferably brought in pieces of appropriate dimensions by a chainsaw of known type;
either forestry or wood industry waste (splinters, pieces of bark, stumps; sawdust, shavings, etc.), waste which is generally unsuitable both for the direct supply of portable gasifiers and 'the manufacture of charcoal; or all woody plants, such as straw, reeds, gorse, small branches, hulls and kernels of oleaginous plants after industrial treatment, peat, etc .;
or appropriate mixtures of at least some of the fuels such as those just mentioned, in particular mixtures, such that certain relatively long-fiber fuels can serve as reinforcement compared to others of a more friable; these mixtures comprising, for example, the aforesaid woody plants in combination with the logging waste or with any other products.
To these products, a certain proportion of charcoal or earth can be added, in particular in the form of dust.
Starting from materials of this kind, they are first subjected, in appropriate ovens, to a roasting operation at a relatively low temperature, for example of the order of 25 ° to 300 or, generally. rale, at a temperature at which the studs emerge or tend to emerge, so that they intervene, in a way, as a binder during the subsequent agglomeration by pressure and help to soften the mass .
In each case, it is necessary to submit: the materials to appropriate mechanical treatments (shredding, chopping, grinding, mixing, etc.), in order to bring them to the state of relatively small particles, or even powder, and, preferably, these treatments are carried out before the. faction roasting: in this case, in fact, the roasting can be carried out in the heart, therefore in a perfect way, with the possibility of ensuring the release of the tars under the best conditions and thus obtaining, after compression, perfectly homogeneous mixtures;
in addition, said treatment leads to savings in fuel, owing to the fact that it is possible to dispense with subjecting the wood to drying before roasting, since the evaporation of the water can indeed take place during the operation itself. roasting, that is to say at its beginning. Prior to roasting, therefore: either a total grinding, suitable for bringing the materials in the form of pieces, flakes or grains as small as possible; or only partial grinding, in which case it is in the interest of. proceed with additional grinding after roasting.
Thus, according to one of the embodiments that may be imagined, the following various operations will be carried out: grinding of the materials, for example previously cut wood, so as to bring them in the form of flakes taking the as a coarse sawdust, the apparatus to be used for this purpose being, for example, centrifugal or roller mills; roasting of the materials thus obtained, at a temperature of the order, for example, of 250 to. 300 and, preferably, in an oven with continuous operation, in particular rotary and horizontal or inclined;
then recovery of the torrefied wood and, if necessary, grinding of the latter to bring it to a more or less fine powder, this grinding being able to take place at the outlet temperature of the roasting oven.
But it is also possible, according to another embodiment, to first cut the wood - but to dimensions small enough to ensure the roasting to covur (dimensions, for example, of the order of a centimeter) - then operate the roasting and then proceed to grinding.
In any event, a somewhat powdery product is thus obtained which contains tars and which will be suitable. particularly well in compression.
And, for this compression operation, it is preferably carried out at a temperature of the same order as that used by the tor refaction (for example 250 to 300), so as to improve the release of the tar serving as a binder; but one could also compress at a lower temperature, in particular of the order of 150. Finally, it is advantageous to allow the cooling of the chipboard to take place, in the mold itself, from the aforementioned compression temperature.
It goes without saying that all molding machines can be used in combination with mechanical, hydraulic or other presses to carry out the compression process, these machines being adjusted to allow the high pressures specified to be obtained.
Advantageously, recourse will be had, relating to die casting, to a known continuous molding process, consisting in exerting compression in a mold in which the materials can travel in a determined direction, which makes it possible to automatically extract the agglomerates obtained.
In particular, for this purpose, a tube of length significantly greater than the stroke of the compressor piston is used, the whole being arranged so that the pressure is generated, at least for the most part, by the friction of the agglomerates along the walls of the tube once the process has started; on each stroke of the piston at one end of the tube, the output at the other end of an agglomerate is obtained in the form of a wafer with a diameter corresponding to that of the tube.
If the pressing is to be carried out while hot, it is possible, taking into account that the materials may have undergone a start of cooling at the exit of the roasting process, to provide all appropriate heating means.
These heating means will be applied to the inlet of the aforesaid tube, in the case where such a tube is used; the materials will then have time to cool as they travel to the other end of said tube, all cooling means being able, if necessary, to be provided.
The friction of the walls of the tube on the agglomerates, which generates the compression pressure, can be increased using any suitable means; the tube may, for example, comprise frustoconical portions or deformable portions transversely to the axis; the temperature differences at the inlet and at the outlet are themselves such as to generate an increase in friction, since the section on the outlet side is contracted with respect to the section on the inlet side.
But it is understood that the compression can take place, under the pressure and temperature conditions indicated, using all other molding methods and apparatus.
As a result, whatever the embodiment adopted, an assembly is obtained whose operation emerges sufficiently from the foregoing for it to be unnecessary to dwell on it and which presents, with respect to methods of the kind in question already existing, many advantages, such as the following: possibility of obtaining very high -densities of the order of 1.5 to 2 or more, therefore in a small footprint; possibility of lowering the humidity to a very low value; handling always clean, due to the absence of dust; possibility of using by-products of logging; and perfect homogeneity.
It may be advantageous to coat the agglomerates, once they have been manufactured, with an appropriate substance, such as an adhesive or a binder; a coating is thus obtained which contributes to consolidating the whole, without acting substantially on the underlying layers, said coating constituting a kind of relatively hard shell compared to the internal parts of the chipboard.
To this end, one will proceed in any appropriate manner, for example either by rapid soaking of the agglomerate in a bath of said substance, or by spraying.