CH645666A5 - NON - POLLUTANT PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF CHARCOAL. - Google Patents

NON - POLLUTANT PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF CHARCOAL. Download PDF

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Description

La présente invention consiste essentiellement à disposer un four continu de carbonisation avec un four annexe, de telle sorte que les vapeurs pyroligneuses soient entièrement brûlées, même en traitant des bois très humides sans préséchage, de manière à supprimer ainsi toute pollution atmosphérique. The present invention essentially consists in arranging a continuous carbonization oven with an auxiliary oven, so that the pyroligneous vapors are completely burnt, even when treating very humid woods without pre-drying, so as to thus eliminate any atmospheric pollution.

Dans ce but, les fumées du foyer annexe sont utilisées pour porter à haute température l'air utilisé dans ce foyer pour la combustion finale complète des vapeurs pyroligneuses issues du four et pour chauffer celui-ci par combustion partielle de ces vapeurs sur le charbon. For this purpose, the fumes from the annex hearth are used to bring the air used in this hearth to high temperature for the complete final combustion of the pyroligneous vapors coming from the oven and for heating the latter by partial combustion of these vapors on the coal.

Nous décrivons ci-dessous cet ensemble, en nous référant au schéma joint: We describe this set below, referring to the attached diagram:

Le four de carbonisation est un appareil cylindrique vertical à parois métalliques, comportant: The carbonization furnace is a vertical cylindrical device with metal walls, comprising:

1. En tête, une cheminée de chargement H, de section réduite, où on contrôle périodiquement le niveau de bois avec le boulet B. Le bois est chargé périodiquement dans cette cheminée par un appareil élévateur quelconque A, de manière à maintenir cette cheminée H constamment garnie de bois. 1. At the head, a loading chimney H, of reduced section, where the level of wood is periodically checked with the ball B. The wood is periodically loaded into this chimney by any lifting device A, so as to maintain this chimney H constantly furnished with wood.

2. Au-dessous, une cuve C, de section beaucoup plus large, où le bois est progressivement séché, puis carbonisé sous l'effet de gaz très chauds venant de la partie basse de cette cuve. Les vapeurs pyroligneuses sont évacuées de cette cuve par le tuyau 10. 2. Below, a tank C, of much wider section, where the wood is gradually dried, then charred under the effect of very hot gases coming from the lower part of this tank. The pyroligneous vapors are evacuated from this tank by the pipe 10.

Toute cette zone est à paroi de préférence en acier inoxydable et calorifugée extérieurement. This entire area is preferably walled in stainless steel and externally insulated.

3. Plus bas, la cuve est constituée en acier ordinaire et sa section est réduite par un garnissage intérieur en matériaux réfractaires isolants. C'est dans cette zone qu'a lieu la cuisson du charbon, étant entendu que ce terme correspond à la réduction de la teneur en matières volatiles du charbon. 3. Below, the tank is made of ordinary steel and its section is reduced by an interior lining made of insulating refractory materials. It is in this zone that the charcoal is cooked, it being understood that this term corresponds to the reduction of the volatile matter content of the charcoal.

A ce niveau, se trouvent deux chambres F et D, ménagées dans la masse de charbon, l'une, F, recevant par le tuyau 11 les vapeurs pyroligneuses issues de la cuve C par le tuyau 10 et refoulées par le ventilateur V! avec réglage par la vanne 1. On y injecte en même temps, par le tuyau 13, avec réglage par la vanne 2, de l'air très chaud (400 à 500° C) provenant de l'échangeur E. At this level, there are two chambers F and D, formed in the mass of coal, one, F, receiving by the pipe 11 the pyroligneous vapors coming from the tank C by the pipe 10 and discharged by the fan V! with adjustment by valve 1. At the same time, very hot air (400 to 500 ° C.) from the exchanger E is injected therein via the pipe 13, with adjustment by the valve 2.

Les vapeurs pyroligneuses brûlent ainsi catalytiquement à basse température sur le charbon en bas de la tubulure F sans consommation de charbon. The pyroligneous vapors thus burn catalytically at low temperature on the coal at the bottom of the pipe F without consumption of coal.

On règle, par la vanne 1, un flux suffisant de vapeurs pyroligneuses pour que la zone C de carbonisation reste assez chaude (350° C en Ts et 200 à 250° C en T6) sans trop dépasser 150°C en T,. A sufficient flow of pyroligneous vapors is adjusted by the valve 1 so that the carbonization zone C remains hot enough (350 ° C in Ts and 200 to 250 ° C in T6) without exceeding 150 ° C in T too much.

Par la vanne 2, on règle la quantité d'air de chauffage pour obtenir la température de cuisson voulue du charbon (450 à 600° C) observée en T4. Via the valve 2, the quantity of heating air is adjusted to obtain the desired cooking temperature of the coal (450 to 600 ° C.) observed in T4.

Les produits gazeux sont évacués de la chambre D située sensiblement au niveau de la chambre F, à une température voisine de celle de la cuisson du charbon. Ils en sortent par le tuyau 15 avec réglage par la vanne 3 pour aller au foyer annexe M. The gaseous products are evacuated from the chamber D situated substantially at the level of the chamber F, at a temperature close to that of the cooking of the coal. They exit through the pipe 15 with adjustment by the valve 3 to go to the annex hearth M.

Le passage de la totalité des vapeurs pyroligneuses à travers le charbon chaud provoque le cracking des goudrons et, de ce fait, les produits gazeux sortant du four ne sont plus cokéfiants. The passage of all the pyroligneous vapors through the hot coal causes the cracking of the tars and, as a result, the gaseous products leaving the oven are no longer coking.

4. Au-dessous de la zone de cuisson du charbon se trouve une capacité à parois en acier ordinaire R où le charbon est refroidi par un recyclage de gaz prélevé par le tuyau 18, lui-même refroidi avec de l'eau dans la colonne L et refoulé froid par le tuyau 19 à la base de la zone de refroidissement au moyen du ventilateur V2 et avec le réglage par la vanne 5. 4. Below the coal cooking zone is a capacity with ordinary steel walls R where the coal is cooled by a recycling of gas taken from the pipe 18, itself cooled with water in the column L and discharged cold by the pipe 19 at the base of the cooling zone by means of the fan V2 and with the adjustment by the valve 5.

5. Enfin, à la base du four, on dispose un sas S pour l'évacuation du charbon; ce sas, compris entre la vanne O et le clapet K, est alimenté périodiquement par une capacité I comprise entre la vanne O et des griffes de retenue N. Ce dispositif n'a rien de particulier; il est généralement adopté pour l'évacuation du charbon dans les fours continus. 5. Finally, at the base of the oven, there is an airlock S for the evacuation of the coal; this airlock, comprised between the valve O and the valve K, is periodically supplied with a capacity I comprised between the valve O and retaining claws N. This device is not in particular; it is generally adopted for the evacuation of coal in continuous ovens.

Ainsi que cela a été indiqué plus haut, les vapeurs pyroligneuses craquées et à haute température sont envoyées par le tuyau 15 dans le foyer annexe M. Celui-ci est une capacité à enveloppe en acier ordinaire garnie intérieurement de matériaux réfractaires isolants. Ce foyer communique directement avec l'échangeur de chaleur E où circule à contre-courant l'air nécessaire à la combustion de la totalité des vapeurs pyroligneuses, tant dans le four (en F) que dans le foyer annexe. As indicated above, the cracked and high-temperature pyroligneous vapors are sent through the pipe 15 into the annex hearth M. This is a capacity with an ordinary steel casing internally lined with insulating refractory materials. This hearth communicates directly with the heat exchanger E where the air necessary for the combustion of all the pyroligneous vapors circulates against the current, both in the furnace (at F) and in the adjoining hearth.

Cet appareil est réalisé de manière à porter l'air de combustion à une température de 400 à 500° C, ou légèrement supérieure si le bois est très humide. This appliance is made so as to bring the combustion air to a temperature of 400 to 500 ° C, or slightly higher if the wood is very humid.

Cet air est soufflé par le ventilateur V3 et admis à l'échangeur de chaleur par le tuyau 16. This air is blown by the fan V3 and admitted to the heat exchanger by the pipe 16.

L'air chaud sortant de E est réparti par les tuyaux 13 et 14 avec The hot air leaving E is distributed by pipes 13 and 14 with

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

645 666 645,666

réglage par les vannes 2 et 4 entre le chauffage du four et la combustion finale complète, dans le foyer M, des vapeurs pyroligneuses. adjustment by valves 2 and 4 between the heating of the oven and the complete final combustion, in the hearth M, of the pyroligneous vapors.

Dans ces conditions, la température du foyer M est assez élevée pour que la combustion y soit complète, et les gaz brûlés partiellement refroidis sont évacués, après passage dans E, par le tuyau 17 s dans l'atmosphère. Under these conditions, the temperature of the hearth M is high enough for combustion to be complete there, and the partially cooled burnt gases are evacuated, after passage through E, through the pipe 17 s into the atmosphere.

Ces gaz encore très chauds peuvent être utilisés pour certains chauffages s'il y a lieu. Ils ne sont pas polluants car, outre la vapeur d'eau et l'azote, ils ne contiennent que du gaz carbonique, l'air admis au foyer par le tuyau 14 étant en quantité suffisante pour que la io combustion soit complète. La régulation de cette combustion peut être assurée automatiquement par appareil doseur d'oxygène libre dans les fumées agissant sur la vanne 4. These gases, which are still very hot, can be used for certain heaters if necessary. They are not polluting because, in addition to water vapor and nitrogen, they only contain carbon dioxide, the air admitted to the hearth by the pipe 14 being in sufficient quantity for the combustion to be complete. The regulation of this combustion can be ensured automatically by a device for measuring free oxygen in the fumes acting on the valve 4.

Revenant sur les réglages du flux de vapeurs pyroligneuses par la vanne 1 pour la circulation par Vj et sur la sortie des gaz craqués 15 par la vanne 3, on remarque qu'il est possible de laisser passer par 3 un peu plus de gaz qu'on n'en renvoie par 1 au four, ce qui permet, compte tenu de la production des vapeurs pyroligneuses du bois, de provoquer une entrée d'air en tête de four. Returning to the settings for the flow of pyroligneous vapors through valve 1 for circulation by Vj and to the outlet of cracked gases 15 through valve 3, it is noted that it is possible to let through 3 a little more gas than one does not return 1 to the oven, which allows, taking into account the production of wood pyroligneous vapors, to cause an air inlet at the top of the oven.

C'est ainsi qu'on réglera, par la vanne 3, la sortie des gaz pour 20 qu'il y ait toujours une certaine proportion d'air aspiré par Vi avec les vapeurs pyroligneuses. Cette proportion d'air sera toutefois contrôlée par l'analyseur de 02 libre F pour qu'il n'y ait pas de risque d'explosion. This is how the gas outlet will be regulated by valve 3 so that there is always a certain proportion of air sucked in by Vi with the pyroligneous vapors. This proportion of air will however be checked by the free F 02 analyzer so that there is no risk of explosion.

Cet appareil de contrôle pourra, avantageusement, être enregistreur et régulateur en agissant sur la vanne 3. This control device can advantageously be a register and regulator by acting on valve 3.

Ainsi, il n'y a pas de dégagement de fumée en tête de four puisqu'on le maintient en légère dépression par rapport à l'atmosphère. Thus, there is no smoke at the top of the furnace since it is kept in slight depression compared to the atmosphere.

L'ensemble décrit ci-dessus permet de carboniser sans pollution des bois ayant jusqu'à 45% d'humidité sans séchage artificiel préalable, la productivité d'un four étant d'autant plus grande que le bois est moins humide et en morceaux de grosseur plus réduite. The assembly described above makes it possible to carbonize without pollution of wood having up to 45% humidity without prior artificial drying, the productivity of an oven being all the greater when the wood is less humid and in pieces of smaller size.

Il convient de remarquer que le principe du procédé de carbonisation du bois, selon la présente invention, est indépendant du mode de réalisation des chambres F et D qui sont prévues, selon la fig. 1, sous forme de grosses tubulures latérales diamétralement opposées. It should be noted that the principle of the method of carbonizing wood, according to the present invention, is independent of the embodiment of the chambers F and D which are provided, according to FIG. 1, in the form of large diametrically opposite lateral tubes.

En utilisant des aciers réfractaires, ces chambres F et D peuvent être réalisées par de simples cloisons intérieures dans le four selon la fig. 2. By using refractory steels, these chambers F and D can be produced by simple internal partitions in the furnace according to FIG. 2.

Elles peuvent aussi être réalisées avec des couronnes intérieures tronconiques selon la fig. 3. They can also be made with frustoconical interior crowns according to fig. 3.

Enfin, il importe peu que la sortie des vapeurs pyroligneuses craquées soit faite au-dessous ou au-dessus de la chambre F. La fig. 4 montre D un peu au-dessus de F; il suffit que ces chambres soient assez voisines pour que la température en D soit très peu inférieure à celle qui règne en F. Finally, it does not matter whether the cracked pyroligneous vapors are discharged below or above the chamber F. FIG. 4 shows D a little above F; these chambers need only be close enough for the temperature in D to be very little lower than that prevailing in F.

R R

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims (3)

645 666645,666 1. Procédé non polluant de carbonisation du bois, comportant un four continu alimenté en bois humide, constitué d'au moins une zone centrale de pyrolyse dans laquelle les gaz résiduaires habituellement gênants sont craqués sur le charbon en formation et brûlés dans un foyer annexe qui réchauffe son air de combustion et l'air nécessaire au chauffage du four. 1. Non-polluting process for carbonizing wood, comprising a continuous furnace supplied with moist wood, consisting of at least one central pyrolysis zone in which the usually annoying residual gases are cracked on the charcoal in formation and burnt in an additional hearth which heats its combustion air and the air needed to heat the oven. 2. Four de carbonisation pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comportant dans sa zone centrale deux chambres permettant l'admission et l'évacuation du mélange gazeux avant et après pyrolyse sur le produit réactionnel. 2. Carbonization oven for implementing the method according to claim 1, comprising in its central zone two chambers allowing the admission and evacuation of the gaseous mixture before and after pyrolysis on the reaction product. 2 2 REVENDICATIONS 3. Charbon de bois obtenu par le procédé selon la revendication 1. 3. Charcoal obtained by the process according to claim 1. Le présent mémoire décrit un procédé non polluant de carbonisation du bois comportant essentiellement un four de production agencé de manière à récupérer par le charbon lui-même le contenu valorisable des produits résiduaires. Il concerne l'appareillage nécessaire, le mode d'utilisation ainsi que le charbon de bois nouveau ainsi obtenu. This memo describes a non-polluting process for carbonizing wood, essentially comprising a production furnace arranged so as to recover the recoverable content of the residual products by coal itself. It concerns the necessary equipment, the method of use and the new charcoal thus obtained. Dans beaucoup de techniques connues, il n'a pas paru avantageux de récupérer les produits volatils de la carbonisation du bois pour en tirer des produits chimiques; aussi se contente-t-on alors de recueillir le charbon de bois. In many known techniques, it has not seemed advantageous to recover the volatile products from the carbonization of wood in order to extract chemicals therefrom; so we are happy to collect charcoal. Les vapeurs pyroligneuses qui se dégagent au cours de la carbonisation sont constituées par de la vapeur d'eau, des gaz incondensa-bles et différents corps organiques tels que méthanol, acide acétique et homologues, goudrons. The pyroligneous vapors which are released during carbonization are constituted by water vapor, incondensa ble gases and various organic bodies such as methanol, acetic acid and homologs, tars. Les gaz incondensables sont riches en oxyde de carbone donc toxiques, et, d'autre part, les goudrons rendent ces vapeurs suffocantes et polluantes. The incondensable gases are rich in carbon monoxide therefore toxic, and, on the other hand, the tars make these vapors suffocating and polluting. Ces vapeurs pyroligneuses ont une valeur calorifique globale non négligeable et le meilleur moyen de les valoriser consiste à les brûler. Cela n'est toutefois possible que si l'humidité du bois traité ne dépasse pas une limite voisine de 25%. These pyroligneous vapors have a significant overall calorific value and the best way to recover them is to burn them. However, this is only possible if the humidity of the treated wood does not exceed a limit close to 25%. Or, cela n'est qu'exceptionnellement le cas pour des bois séchés naturellement: il faut donc, habituellement, pour la carbonisation continue, traiter les bois préalablement dans des séchoirs artificiels. Ces séchoirs sont encombrants, coûteux et peuvent présenter des risques d'incendie. De plus, leur usage nécessite une manutention supplémentaire. However, this is only exceptionally the case for naturally dried wood: it is therefore usually necessary, for continuous charring, to treat the wood beforehand in artificial dryers. These dryers are bulky, expensive and can present fire risks. In addition, their use requires additional handling. Lorsque les bois carbonisés sont très humides, les vapeurs pyroligneuses sont trop riches en vapeur d'eau et elles ne sont plus combustibles dans des foyers ordinaires. When charred wood is very humid, the pyroligneous vapors are too rich in water vapor and they are no longer combustible in ordinary fireplaces. On peut cependant en brûler une partie par combustion catalyti-que avec de l'air sur le charbon pour chauffer les appareils de carbonisation. C'est en partie ce qui se passe dans les meules de carbonisation discontinue, et cette possibilité a été utilisée dans certains fours de carbonisation continue (fours ERIM et fours CISR). One can however burn part of it by catalytic combustion with air on the coal to heat the carbonization devices. This is partly what happens in discontinuous carbonization wheels, and this possibility has been used in some continuous carbonization ovens (ERIM ovens and CISR ovens). De toute manière, cette combustion ne peut être que partielle et le reste des vapeurs pyroligneuses, encore appauvries par dilution avec l'azote de l'air utilisé, sont incombustibles et elles doivent être dégagées à l'atmosphère, ce qui est gênant pour l'environnement. In any case, this combustion can only be partial and the rest of the pyroligneous vapors, still depleted by dilution with the nitrogen of the air used, are non-combustible and they must be released into the atmosphere, which is annoying for the 'environment.
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