EP0345336A1 - Procede et dispositif de torrefaction de matiere ligneuse vegetale - Google Patents

Procede et dispositif de torrefaction de matiere ligneuse vegetale

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Publication number
EP0345336A1
EP0345336A1 EP89901075A EP89901075A EP0345336A1 EP 0345336 A1 EP0345336 A1 EP 0345336A1 EP 89901075 A EP89901075 A EP 89901075A EP 89901075 A EP89901075 A EP 89901075A EP 0345336 A1 EP0345336 A1 EP 0345336A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roasting
gas
drying
compartment
wood
Prior art date
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Ceased
Application number
EP89901075A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Roger Gerard
Jean-Paul Cimetiere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SOTRAVEG
Original Assignee
SOTRAVEG
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Filing date
Publication date
Application filed by SOTRAVEG filed Critical SOTRAVEG
Publication of EP0345336A1 publication Critical patent/EP0345336A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/083—Torrefaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Definitions

  • the present invention relates to a process for roasting vegetable woody material, in particular wood in logs, sticks, chips, reconstituted or agglomerated in granules or in any other form; but it also applies to everything that is of plant origin and can constitute biomass.
  • the roasting of wood and other woody materials is a technique that has been known for a long time and was the subject of in-depth studies at the beginning of this century. It has been found, in fact, that between charcoal distilled at high temperature (that is to say beyond 300o0 and wood), there was an intermediate state of matter where not only were the disadvantages of charcoal reduced and wood, but new properties were obtained; it was discovered that the wood is roasted when brought to a temperature between 100oC and 290 ° C, and that the roasting has optimal qualities when it is carried out in temperatures of the order of 270 to 290 ° C; the product obtained is not very hygroscopic, dense, easy to handle and clean, it has a lower calorific value than charcoal distilled at high temperature, but at least 21 000 kjoule / kg and its calorific yield at equal volume is significantly higher than that of charcoal.
  • the product obtained is of poor cleanliness: a thin layer of coal dust covers the wood.
  • the object of the present invention is a process for roasting wood and other woody materials of plant origin, continuously, in a simple, automatic, non-polluting roasting device, giving a clean, homogeneous and stable product.
  • the subject of the invention is a continuous roasting process of wood and other vegetable woody materials in which first of all in a first compartment, the wood is heated to dry it and extract the acetic acid, then in a second compartment the temperature of the previously dried wood is raised and brought to the roasting temperature of the wood being, in each compartment, stirred by giving it a slow movement which leads it from the entry to the exit of said compartment, characterized in that:
  • the drying temperature of the wood between the inlet and the outlet of the compartment is gradually brought to the maximum temperature of 185oC, the heating being carried out by a first stream of preheated gas charged essentially with steam and circulated by a first fan ,
  • the roasting temperature is gradually brought to the maximum temperature of 285oC, in an atmosphere mainly charged with steam in order to control the rise in the temperature of the compartment, the heating being carried out by a second stream of gas preheated and circulated by a second fan, in that:
  • the drying gas charged with water vapor, is partly recirculated in the drying compartment, partly recirculated in the roasting compartment, partly partly evacuated in order to eliminate the excess vapor from the enclosure, and that:
  • the roasted wood is poured into a tank filled with a solution containing water in order to cool the product obtained,
  • the cooled wood is taken from the tank and transported out of the enclosure to a storage and bagging unit,
  • the invention is also remarkable for the following characteristics:
  • the gas pressure in the roasting compartment is slightly higher than that prevailing in the drying compartment so that the drying gas does not flow into the roasting compartment
  • the drying gas is partly recycled in the drying fan, partly evacuated and led into the cooling tank in order to collect in the tank part of the water extracted from the wood, partly recycled in the roasting circuit, and partly recycled between the outlet of the drying compartment and the inlet of the roasting compartment, and in that the roasting gas, at the outlet of the roasting compartment is completely recycled in the roasting fan,
  • the invention also relates to the device for roasting wood or other woody material of plant origin, according to the method defined above comprising successively a drying oven and a horizontal roasting oven, superimposed, communicating with one another, each internally comprising a perforated cylindrical drum movable in rotation about its longitudinal axis provided means of advancement of the wood, characterized in that it comprises:
  • a cooling tank essentially comprising water, disposed under the outlet of the roasting oven, the tank being intended to receive the roasted material, the water being intended to cool and rinse said material, the water level being at a height ensuring the closure of the outlet of the roasting oven, said tank being in communication with a means of removing and transporting the material of the carrier strip type or the like, and in that each oven comprises supply lines and respective outlet for drying and roasting gases, fitted with manual and / or automatic flow control valves,
  • recirculation line divided into two sub-lines: .
  • a water vapor recycling line recirculating a fraction of gas, saturated with water in the roasting fan;
  • roasting gas evacuation pipe which takes the gas from the side of the inlet of the roasting compartment and recirculates all of the gas in the roasting fan.
  • the drying gas supply pipes are arranged along the compartment, each supply pipe being arranged downstream of a discharge pipe so that the circulation of the gas is against the flow of the movement of the material.
  • the communication chute between the two ovens is short, vertical, cylindrical, and is surrounded by a circular groove supplied with drying gas supersaturated with water vapor, in order to form a ring of gas insulating the two compartments,
  • the means for advancing the wood is a rib which develops in a helix from the entry to the exit of the drum, and extending substantially from the wall of the drum towards the central axis of said drum,
  • the drying drum comprises at least one helical disc coaxial with the central axis, extending at most over 360 °, the same as that of the rib,
  • the roasting drum comprises at least one helical disc coaxial with the central axis, extending at most over 360 °, the same as that of the rib.
  • the discs are arranged at the location of the rib so that they form an extension of the rib up to the axis of rotation.
  • the drying drum has three boxes separated by two discs.
  • the roasting drum has three boxes separated by two discs
  • the compartments are equipped with measuring, command and control devices of known types connected to a programmable controller, in order to operate automatically.
  • the device is of simple design and its realization represents moderate investments
  • the invention can be used as well with pieces of wood, plates, sticks, or other, as with plants of other origin and compacted: compost, grass, straw, stalks of cereals etc.
  • the tank is used to clean the products of any particles.
  • FIG. 1 a schematic profile view of the roasting device according to the invention
  • FIG. 3 a graph illustrating the evolution of the temperature according to the method of the invention.
  • the roasting device comprises a single enclosure 1, internally comprising two ovens or compartments: a drying compartment 2 and a roasting compartment 3; the two compartments are separated by a communication chute 4.
  • the enclosure 1 is sealed so that there can be no entry or exit of gas with the atmosphere which is not controlled.
  • the drying compartment 2 has at one end 5, an inlet pipe 6, intended to receive the bowls.
  • this inlet pipe communicates with a closed volume 7 in which a large quantity of wood to be treated is stored; this pipe is controlled by a wheel of the vane type 8 controlled by a motor not shown, but any other known device for regulating the supply can be used.
  • the volume 7 is sealed, in order to avoid the ingress of water, but still in practice care is taken to limit gas exchanges between the compartment 2 and the volume 7 as much as possible in order to avoid thermal losses with the mass of waiting wood and the volume of gas present in this volume.
  • the power supply by paddle wheel can be replaced by any other means making an airlock and limiting exchanges.
  • the enclosure comprises a vertical overflow 10 intended for discharging the roasted wood; this weir plunges into a cooling water tank 11 so that the water level is always above the outlet section of the weir, there is no communication of the roasting compartment with the outside air .
  • the compartments are both in the form of a drum 13, 14 cylindrical perforated or trommel, substantially horizontal, movable in rotation about their central longitudinal axis 15, 16.
  • the drums are each driven by a motor 17, 18 of known type and held by rollers not shown.
  • Each drum is internally provided with a helical rib 19, 20 which extends from the inlet 23, 24 to the outlet 25, 26 of said drum 2,3 and the rib extends from the lateral perforated wall 21, 22 of the drum towards the axis 15, 16.
  • These ribs 19, 20 are intended to drive the wood in the manner of an endless screw with the rotation of the drum 13, 14 in a slow and continuous advancement movement from the inlet to the outlet of the drum, and to ensure regular and repetitive brewing of the wood, which ensures good temperature uniformity in the wood.
  • the drums are perforated to allow the circulation of drying and roasting gases.
  • Each compartment has pipes for supplying and evacuating the drying and roasting gases:
  • the drying compartment 2 comprises a supply line 27, and evacuation lines 28, 29, 29 '.
  • the supply line 27 is connected to a drying fan 30.
  • the exhaust line 28 is connected to the inlet of the drying fan 30 in order to recycle part of the drying gas.
  • the drying fan has at its outlet a gas burner of known type, for example a propane burner or the like. This burner is intended to heat the drying gas to a temperature of around 165 ° C minimum to 185oC maximum.
  • the gas in the drying compartment is air; this air is heated by the burner. Due to the evaporation of the water contained in the wood, the combustion of the heating gas, and the recycling, the drying gas is depleted in oxygen and enriched in water and carbon dioxide, to the point that there is practically no more oxygen.
  • the supply lines 27 ', 27 " are arranged downstream of the discharge lines 28', 28", so that the circulation current is against the current of the movement of progression of the wood, or from downstream to upstream. This arrangement makes it possible to obtain a water content in the wood coming out of the compartment, practically constant, and avoids the circulation of the drying gas in the roasting compartment.
  • conduits 29, 29 ′ discharging the excess water vapor, and drying condensates.
  • These pipes are preferably arranged on the side of the inlet of compartment 2 in order to evacuate the part of the gas which is richest in water vapor, and in condensates.
  • Line 29 is connected to the cooling tank in order to recover the condensate, that is to say the condensed drying water vapor, and the other products dissolved in this water, and to dissolve by bubbling the other gases coming from the drying. (acetic acids in particular).
  • a pipe 29 ′ is preferably arranged at the upper part of the compartment and the withdrawn steam is recirculated on the one hand in the roasting circuit by the fan 37, on the other hand at the level of the chute. communication 4.
  • the flow rate in the fan 37 is controlled by an automatic valve controlled by the temperature prevailing in the roasting oven 3.
  • roasting begins when the wood hardly releases any more water, that is to say when its moisture content reaches a determined minimum threshold H.
  • this threshold is reached for drying temperatures varying between 170 and 185oC. At 165 ° C drying is generally not sufficient.
  • two discs 31 are provided, which separate the drum 13 into three boxes 32, 33, 34.
  • These discs are helical and have the same pitch as that of the helical rib 19; and they are preferably located on the rib.
  • the first box 32 has no hot gas inlet, and two discharge outlets 29, the second box 33 has a hot gas inlet 27 "and two recirculation outlets 28, the third box has two hot gas inlets 27 'and a recirculation outlet 28.
  • the roasting compartment 3 comprises a supply pipe 35 for roasting gas and a discharge pipe 36 for this gas.
  • the supply line 35 is connected at 35 'to the outlet side 26 of the drum 14, and the discharge line 36 is connected downstream of the connections 35' to the side of the drum inlet 24 so that the current from the roasting gas is against the current of the advancement movement of the wood.
  • the exhaust pipe 36 is connected to the inlet of a roasting fan 37 in order to recycle all of the outgoing roasting gas.
  • a gas pipe 38 is provided between the evacuation pipe 29 ′ for the drying gases and the fan 37. It is this pipe which, by supplying the fan, with gas very rich in vapor. of water, allows to really control the roasting.
  • the roasting fan 37 has at its outlet a gas burner, of a type known per se, for example a propane or other burner, intended to heat the roasting gas to the maximum temperature of 290oC.
  • a gas burner of a type known per se, for example a propane or other burner, intended to heat the roasting gas to the maximum temperature of 290oC.
  • the roasting gas is composed as follows:
  • compartment 3 is under the drying compartment 2 in the same vertical plane, as illustrated in FIG. 2, but this is not compulsory: they can for example be in perpendicular planes. In this way, the wood can flow by gravity from one compartment 2 to another 3.
  • this chute is preferably vertical, short and cylindrical. According to the invention, provision is made to surround the chute 4 with a groove 39 provided with an inlet 40 for drying gas supplied by line 29 '; this chute forms a ring of gas which surrounds the wood coming from the drying drum and prevents very hot roasting gas from circulating towards the drying compartment and causing a thermal shock on the dried wood, capable of initiating the reaction exothermic.
  • the pressure in the latter compartment is preferably maintained slightly higher than that prevailing in the preceding compartment: there is therefore constantly a slight depression between the bottom and the top of the enclosure.
  • this arrangement is not essential and the two compartments can be isobars and the steam introduced into the chute can flow into the roasting compartment: it is then evacuated with the roasting gas, at 36.
  • This chute The main function of this chute is to separate the drying and roasting treatments, which constitutes a condition for the good quality and regularity of the roasted product: on the one hand, the wood is gradually dried in the presence of an atmosphere charged with water vapor , and on the other hand, immediately after and without temperature variation between the treatments, the steam comes from an atmosphere charged with water vapor, the steam coming from the drying by a separate pipe.
  • the supply lines 35, 35 ′, 40, the evacuation lines 36, and the recirculation lines 38 are provided with control, measurement and command means of a type known and not described, for example valves, solenoid valves, flow meters, thermometers, pressure sensors, and the like so that the temperature in the roasting drum gradually increases from the temperature of 180oC at inlet 24, to the temperature of 280oC at outlet 26.
  • discs are of the same design as the discs 31: not even that of the rib 20, and located on the rib.
  • two discs 41 are provided, separating the drum 14 into three boxes 42, 43, and 44.
  • the box 42 has a discharge outlet 36, the box 43 only has a gas inlet 35 'and the box 44 only has a gas inlet 35 'Of course, this arrangement can be modified and the compartment may include one or more than two discs.
  • the main purpose of supplying water vapor to the roasting compartment is to control the temperature increase, the water vapor here having the function of absorbing the production of heat from the exothermic reaction.
  • all of the measurement and control instruments are connected to a programmable control cabinet, not shown, in order to constitute a fully automatic roasted wood production installation.
  • the roasted wood is poured by gravity through a weir 10 into a cooling tank 1.1 containing water.
  • the weir 10 plunges into the tank 11 so that the gas from the enclosure 1 cannot escape.
  • One of the walls of the weir is inclined, at an angle of about 45o; the part of the opposite wall 46 plunging into the tank is curved, in order to guide the wood under the inclined wall as illustrated in FIG. 2.
  • the function of the cooling tank is to reduce the temperature of the wood from 280 ° C to a lower temperature, preferably ambient, at most 60oC; water also has the function of washing the wood of impurities which could be on its surface: ash, particles of coal, etc.
  • a paddle wheel 48 is shown in the cooling tank. This wheel is intended to drive the roasted wood which floats on the surface of the water downwards and force it to descend and go towards the conveyor belt, according to the arrows in Figure 2.
  • this wheel is not essential and any other means can replace it; it is even possible to foresee nothing: the only weight of the column of roasted wood, in the weir, forcing the wood to plunge into the tank; gradually it moves and, guided by the curved wall, reaches the conveyor belt.
  • the device according to the invention brings numerous advantages:
  • the device makes it possible to roast not only small wooden plates, that is to say of the order of 10 cm long for an average section of 10 cm, but it can also roast pieces in the same way. wood of a much larger volume (logs or other) or fragments of a much lower volume. Only the operating parameters change: duration of treatment, quantity of vapors, etc ... And finally, the device can be used regardless of the species of wood, or whatever the compost of material of woody plant origin.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de torréfaction de matière ligneuse d'origine végétale dans lequel en continu, et dans une enceinte unique étanche: on sèche dans un premier four (2) la matière en présence de vapeur, pour en extraire l'eau et l'acide acétique jusqu'à une température de 180°C environ, puis dans un deuxième four (3) on élève la température jusqu'à 280°C pour la torréfier en atmosphère chargée de vapeur d'eau; cette dernière étant prélevée de la vapeur issue du séchage.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TORREFACTION DE MATIERE
LIGNEUSE VEGETALE
La présente invention concerne un procédé de torréfaction de matière ligneuse végétale, notamment du bois en bûches, bûchettes, plaquettes, reconstitué ou aggloméré en granules ou sous toute autre forme ; mais elle s'applique aussi à tout ce qui est d'origine végétale et peut constituer la biomasse.
La torréfaction du bois et autres matières ligneuses est une technique connue depuis longtemps et a notamment fait l'objet d'études approfondies au début de ce siècle. On s'est aperçu en effet qu'entre le charbon distillé à haute température (c'est-à-dire audelà de 300º0 et le bois, il existait un état intermédiaire de la matière où non seulement se trouvaient diminués les inconvénients du charbon et du bois, mais des propriétés nouvelles étaient obtenues ; il a été découvert que le bois est torréfié, lorsqu'on le porte à une température comprise entre 100ºC et 290°C, et que la torréfaction présente des qualités optimales lorsqu'elle est effectuée dans des températures de l'ordre de 270 à 290°C ; le produit obtenu est peu hygroscopique, dense, d'une manipulation aisée et propre, il a un pouvoir calorifique moins élevé que le charbon distillé à haute température, mais au moins de 21 000 kjoule/kg et son rendement calorifique à volume égal est nettement plus élevé que celui du charbon de bois.
Ces propriétés ont été utilisée vers la fin des années 1930 car elles rendaient l'usage des moteurs à gazogène économiquement préférables à l'usage des moteurs à essence de pétrole. Après la deuxième guerre mondiale le bois torréfié a perdu son intérêt pendant de nombreuses années, notamment pour les raisons suivantes:
- les gazogènes, où il était utilisé, présentaient eux mêmes des risques d'explosion du fait des dégagements importants d'hydrogène,
- le produit obtenu était assez hétérogène :
a) le bols étant très mauvais conducteur de la chaleur, il est difficile d'obtenir une température homogène dans toute sa masse, pendant le traitement,
b) à partir de la température d'environ 250ºC, le bois entre dans une réaction principalement exothermique difficile à contrôler. Il s'en suit une élévation très rapide de température qui dépasse la température maximale de torréfaction et le bois commence à se carboniser,
De nombreux dispositifs ont été élaborés dans le but de maîtriser la torréfaction mais sans donner véritablement satisfaction soit du fait de la trop grande complexité des installations, soit du fait des risques d' incendie ou d'explosion conséquence de l'inflammation très rapide des particules de bois en suspension en présence d'oxygène, inflammation qui se communique à toute la masse, soit de toute façon des coûts de production très élevés,
- et surtout l'exploitation massive des nappes pétrolières, très tôt après 1945, a provoqué le remplacement des moteurs à gazogène par des moteurs à essence. Parmi les dispositifs réalisés à cette époque on trouve notamment le brevet FR-A-993 131, qui décrit une installation de fabrication d'agglomérés combustibles torréfiés. Le bois est découpé en petits fragments que l'on déshydrate, que l'on tamise ensuite, que l'on torréfie, et enfin que l'on agglomère et refroidit. Cependant l'installation décrit dans ce document ne peut ère utilisée pour des plaquettes de bois d'un volume très supérieur aux fragments, car le brevet prévoit une agglomération des produits qui comprend une phase et un dispositif de refroidissement de la matière torréfiée ce qui évite les risques d'inflammation, d'autre part la recirculation dans le four de torréfaction d'une partie des gaz dégagés pendant la torréfaction ne permet pas de bien contrôler le traitement ce qui limite en pratique la température maximale de torréfaction à environ 260ºC.
Cependant, actuellement, certaines industries ont besoin d'énergie et cherchent à éviter l'utilisation du pétrole ; c'est le cas de la réduction métallurgique dans laquelle on réduit le métal oxydé en présence de corps réducteurs.
Cette réduction est couramment réalisée avec du charbon qui présente du carbone non saturé, ou en phase gazeuse avec des corps réducteurs comme l'hydrogène, mais jamais ou très difficilement avec du pétrole qui produit des hydrocarbures saturés.
Devant les dangers d'explosion de la réduction en phase gazeuse (hydrogène) et des coûts toujours croissants de l'extraction du charbon, la torréfaction du bois est une solution à la recherche de combustible et présente un nouvel intérêt économique.
De nouveaux dispositifs, (décrits dans le document " Gui de Techni que de l a Carbonisation" imprimé aux
Edi ti ons Edisud en 1985) ont été réalisés. La torréfaction y est effectuée en atmosphère neutre afin d'éviter la présence d'oxygène favorisant la combustion spontanée du bois, à partir de la température de 250ºC. Le bois est torréfié soit dans un four rotatif, soit dans une succession de fours verticaux ; chaque four correspondant à une température de chauffe déterminée, soit dans un seul four vertical porté successivement à différentes températures, ces fours correspondant à une production de bois torréfié en discontinu,
Pour diminuer les coûts de production, on a mis au point un dispositif de torréfaction en continu dans lequel on sèche le bois dans un premier four horizontal puis on le torréfie dans un second four séparé du premier. Cependant ces installations présentent encore de nombreux inconvénients :
- elles sont complexes et très coûteuses,
- la température de torréfaction, au-delà de 250ºC, est encore mal maîtrisée, ou au prix d'une consommation importante en gaz neutre,
- le produit obtenu est d'une propreté médiocre: une fine couche de poussière de charbon recouvre le bois.
La présente invention a pour objectif un procédé de torréfaction du bois et autres matières ligneuses d'origine végétale, en continu, dans un dispositif de torréfaction simple, automatique, non polluant, et donnant un produit propre, homogène et stable.
L'invention a pour objet un procédé de torréfaction de bois et autres matières ligneuses végétales en continu dans lequel tout d'abord dans un premier compartiment, on chauffe le bois pour le sécher et en extraire l'acide acétique, puis dans un deuxième compartiment on élève la température du bois précédemment séché et on le porte à la température de torréfaction le bois étant, dans chaque compartiment, brassé en lui imprimant un mouvement lent qui le conduit depuis l'entrée jusqu'à la sortie dudit compartiment, caractérisé en ce que :
- le séchage et la torréfaction sont réalisés dans une enceinte unique et anche,
- la température de séchage du bois entre l'entrée et la sortie du compartiment est portée progressivement à la température maximale de 185ºC, le chauffage étant réalisé par un premier courant de gaz préchauffé chargé essentiellement en vapeur d'eau et circulé par un premier ventilateur,
- la température de torréfaction est portée progressivement à la température maximale de 285ºC, en atmosphère chargée essentiellement de vapeur d'eau afin de contrôler l'élévation de la température du compartiment, le chauffage étant réalisé par un second courant de gaz préchauffé et circulé par un second ventilateur, en ce que :
- le gaz de séchage, chargé en vapeur d'eau, est d' une part recirculé en partie dans le compartiment de séchage, en partie recirculé dans le compartiment de torréfaction, d'autre part en partie évacué afin d'éliminer l'excès de vapeur de l'enceinte, et en ce que :
- on déverse le bois torréfié dans un bac rempli d'une solution contenant de l'eau afin de refroidir le produit obtenu,
- on prélève du bac le bois refroidi et on le transporte hors de l'enceinte vers une unité de stockage et d'ensachage, L'invention est encore remarquable par les caractéristiques suivantes :
- la pression des gaz dans le compartiment de torréfaction est légèrement supérieure à celle qui règne dans le compartiment de séchage afin que le gaz de séchage ne s'écoule pas dans le compartiment de torréfaction,
- le gaz de séchage est en partie recyclé dans le ventilateur de séchage, en partie évacué et conduit dans le bac de refroidissement afin de collecter dans le bac une partie de l'eau extraite du bois, en partie recyclé dans le circuit de torréfaction, et en partie recyclé entre la sortie du compartiment de séchage et l'entrée du compartiment de torréfaction, et en ce que le gaz de torréfaction, en sortie du compartiment de torréfaction est totalement recyclé dans le ventilateur de torréfaction,
- le gaz de séchage en sorties est saturé en vapeur d'eau.
- le gaz de torréfaction, en sortie, est additionné de vapeur d'eau et recirculé dans le ventilateur de torréfaction,
- on alimente le four de torréfaction en eau afin d'assurer une quantité minimum de vapeur d' eau dans le compartiment.
L'invention porte aussi sur le dispositif de torréfaction de bois ou autre matière ligneuse d'origine végétale, selon le procédé défini précédemment comportant successivement un four de séchage et un four de torréfaction horizontaux, superposés, communicant l'un dans l'autre, comportant chacun intérieurement un tambour cylindrique perforé mobile en rotation autour de son axe longitudinal muni de moyen d'avancement du bois caractérisé en ce qu'il comporte :
- un réservoir de matière brute fermé, communicant avec l'entrée du four de séchage de telle sorte que la circulation de gaz entre ledit four et le réservoir soit réduite au maximum,
- une goulotte de communication entre les deux fours de séchage et de torréfaction,
- un bac de refroidissement comportant essentiellement de l'eau, disposé sous la sortie du four de torréfaction, le bac étant destiné à recevoir la matière torréfiée, l'eau étant destinée à refroidir et rincer ladite matière, le niveau de l'eau étant à une hauteur assurant la fermeture de la sortie du four de torréfaction, ledit bac étant en communication avec un moyen de prélèvement et de transport de la matière du type bande porteuse ou autre, et en ce que chaque four comporte des conduites d'alimentation et de sortie respectives des gaz de séchage et de torréfaction, munies de vannes de contrôle de débit manuelles et/ou automatiques,
- l'ensemble constituant une enceinte unique étanche.
Le dispositif est encore remarquable par les caractéristiques suivantes :
- il comporte une pluralité de conduite d'évacuation des produits extraits du séchage:
- au moins une conduite de recyclage prélevant du gaz du côté de la sortie du compartiment et circulant le gaz dans le ventilateur de séchage,
- au moins une conduite de recirculation divisée en deux sous conduites : . une conduite de recyclage de la vapeur d'eau, recirculant une fraction de gaz, saturé en eau dans le ventilateur de torréfaction;
une conduite de recyclage de la vapeur d'eau recirculant une fraction de gaz saturé en eau dans la goulotte de communication;
- au moins une conduite d'évacuation et de récupération de la vapeur d'eau sursaturée et des condensats dans le bac de refroidissement; les débits dans ces conduites étant sous le contrôle d'instruments connus : capteurs de pression, de température, débits-mètre, vannes, électrovannes, ou autres;
- il comporte une conduite d'évacuation du gaz de torréfaction qui prélève le gaz du côté de l'entrée du compartiment de torréfaction et recircule la totalité du gaz dans le ventilateur de torréfaction.
- les conduites d'alimentation en gaz de séchage sont disposées le long du compartiment, chaque conduite d' alimentation étant disposée en aval d'une conduite d' évacuation de sorte que la circulation du gaz est à contre courant du mouvement de la matière.
- la goulotte de communication entre les deux fours est courte, verticale, cylindrique, et est entourée d'une gorge circulaire alimentée en gaz de séchage sursaturée en vapeur d'eau, afin de former une couronne de gaz isolant les deux compartiments, - le moyen d'avancement du bois est une nervure se développant en hélice depuis l'entrée jusqu'à la sortie du tambour, et s'étendant substanciellement depuis la paroi du tambour vers l'axe central dudit tambour,
_ le tambour de séchage comporte au moins un disque hélicoïdal coaxial à l'axe central, s'étendant au plus sur 360°, de même pas que celui de la nervure,
le tambour de torréfaction comporte au moins un disque hélicoïdal coaxial à l'axe central, s'étendant au plus sur 360°, de même pas que celui de la nervure.
- les disques sont disposés à l'emplacement de la nervure de telle sorte qu'ils forment une extension de la nervure jusqu'à l'axe de rotation.
- le tambour de séchage comporte trois caissons séparés par deux disques.
- le tambour de torréfaction comporte trois caissons séparés par deux disques
- les compartiments sont munis d'appareils de mesure, de commande, et de contrôle de types connus reliés à un automate programmable, afin de fonctionner automatiquement.
La présente invention apporte les avantages suivants :
- le dispositif est de conception simple et sa réalisation représente des investissements modérés,
- son fonctionnement peut être entièrement automatisé,
- les dégagements de gaz polluants dans l'atmosphère sont totalement supprimés, - la consommation en eau de refroidissement est faible du fait de la récupération de l'eau extraite de la matière torréfiée,
- l'invention peut être utilisée aussi bien avec des morceaux de bois, plaquettes, bûchettes, ou autres, qu'avec des végétaux d'autre origine et compactés : compost, herbe, paille tiges de céréale etc..
- le bac permet de nettoyer les produits des éventuelles particules.
Dans la suite de la description on décrira un exemple de réalisation de torréfaction de bois, mais bien entendu, cet exemple n'est pas limitatif.
Afin de mieux comprendre l'invention on a représenté au dessin annexé :
- figure 1 : une vue schématique de profil du dispositif de torréfaction selon l'invention,
- figure 2 : une vue schématique de côté du dispositif de torréfaction de la figure 1,
- figure 3 : un graphique illustrant l'évolution de la température selon le procédé de l'invention.
Comme on le voit sur les figures 1 et 2, le dispositif de torréfaction selon l'invention comporte une enceinte unique 1, comportant intérieurement deux fours ou compartiments : un compartiment de séchage 2 et un compartiment de torréfaction 3 ; les deux compartiments sont séparés par une goulotte 4 de communication.
L'enceinte 1 est étanche afin qu'il ne puisse y avoir aucune entrée ou sortie de gaz avec l'atmosphère qui ne soit contrôlée. Le compartiment de séchage 2 comporte à une extrémité 5, une conduite d'entrée 6, destinée à recevoir le bols.
Dans l'exemple de réalisation, cette conduite d'entrée communique avec un volume clos 7 dans lequel est stockée une importante quantité de bois à traiter ; cette conduite est contrôlée par une roue du type à aubes 8 commandée par un moteur non représenté, mais tout autre dispositif connu de régulation de l'alimentation peut être utilisé.
De préférence le volume 7 est étanche, afin d'éviter les entrées d'eau, mais encore en pratique on veille à limiter au maximum les échanges gazeux entre le compartiment 2 et le volume 7 afin d' éviter des pertes thermiques avec la masse de bois en attente et le volume de gaz présent dans ce volume. A cette fin l'alimentation par roue à aube peut être remplacée par tout autre moyen faisant sas et limitant les échanges. D'autre part, on utilise également la masse importante du bois en attente pour réaliser un tampon entre les deux volumes.
A l'extrémité opposée 9, l'enceinte comporte un déversoir vertical 10 destiné à évacuer le bois torréfié ; ce déversoir plonge dans un bac à eau de refroidissement 11 de telle sorte que le niveau de l'eau étant toujours au dessus de la section de sortie du déversoir, il n'y a pas de communication du compartiment de torréfaction avec l'air extérieur. Le bois torréfié, en sortie du compartiment de torréfaction, tombe par gravité dans le déversoir puis dans le bac.
Pour évacuer le bois torréfié refroidi, on prévoit d'installer une bande transporteuse 12 dans le bac de refroidissement 11: sous l'accumulation progressive du bois dans le déversoir, une partie du bois s'enfonce, se répartit dans le bac, et atteint la bande.
Les compartiments se présentent tous deux sous la forme d'un tambour 13, 14 cylindrique perforé ou trommel, sensiblement horizontal, mobile en rotation autour de leur axe 15, 16 longitudinal central. Les tambours sont entraînés chacun par un moteur 17, 18 de type connu et maintenus par des galets non représentés.
Chaque tambour est muni intérieurement d'une nervure 19, 20 hélicoïdale qui s'étend depuis l'entrée 23, 24 jusqu'à la sortie 25, 26 dudit tambour 2,3 et la nervure s'étend depuis la paroi perforée latérale 21, 22 du tambour vers l'axe 15, 16.
Ces nervures 19, 20 sont destinées à entraîner le bois à la manière d'une vis sans fin avec la rotation du tambour 13, 14 dans un mouvement d' avancement lent et continu depuis l'entrée vers la sortie du tambour, et à assurer le brassage régulier et répétitif du bois, ce qui assure une bonne homogénéité de la température du bois.
Ainsi lorsque le bois pénètre dans l'entrée 23 du tambour de séchage 13, il est entraîné et brassé dans le tambour, qu'il traverse longitudinalement ; lorsqu'il atteint la sortie 25 du tambour il tombe dans la goulotte 4 qui sépare les deux compartiments et pénètre dans l'entrée 24 du tambour de torréfaction. Là, il est à nouveau brassé et entraîné par la nervure 20 et atteint progressivement la sortie 26 du tambour, d'où il sort pour tomber par gravité dans le déversoir 10.
Les tambours sont perforés afin de permettre la circulation des gaz de séchage et de torréfaction. Chaque compartiment comporte des conduites d'alimentation et d'évacuation des gaz de séchage et de torréfaction :
- le compartiment de séchage 2 comporte une conduite d'alimentation 27, et des conduites d'évacuation 28, 29, 29'. La conduite d'alimentation 27 est raccordée à un ventilateur de séchage 30. La conduite d'évacuation 28 est raccordée à l'entrée du ventilateur de séchage 30 afin de recycler une partie du gaz de séchage. Le ventilateur de séchage comporte en sortie un brûleur à gaz de type connu, par exemple un brûleur à propane ou autre. Ce brûleur est destiné à chauffer le gaz de séchage à la température de l'ordre de 165°C au minimum à 185ºC au maximum .
A l'allumage, le gaz contenu dans le compartiment de séchage est de l'air ; cet air est chauffé par le brûleur. Du fait de l'évaporâtion de l'eau contenue dans le bois, de la combustion du gaz de chauffage, et du recyclage, le gaz de séchage s'appauvrit en oxygène et s'enrichit en eau et gaz carbonique, au point qu'il n'y a pratiquement plus d'oxygène.
Les conduites d'alimentation 27', 27", sont disposées en aval des conduites d' évacuation 28', 28", afin que le courant de circulation soit à contre courant du mouvement de progression du bois, soit d' aval vers amont. Cette disposition permet d'obtenir une teneur en eau dans le bois en sort ie du compart iment prat iquement const ant e et évite la circulation du gaz de séchage dans le compartiment de torréfaction.
Selon l'invention, on prévoit en outre des conduites 29, 29' évacuant l'excès de vapeur d' eau, et des condensats de séchage. Ces conduites sont de préférence disposées du côté de l'entrée du compartiment 2 afin d'évacuer la partie du gaz la plus riche en vapeur d' eau, et en condensats. La conduite 29 est raccordée au bac de refroidissement afin de récupérer le condensât c'est-à-dire la vapeur d' eau de séchage condensée, et les autres produits dissous dans cette eau, et de dissoudre par barbottage les autres gaz provenant du séchage (acides acétiques notamment).
Cette disposition permet de réaliser une économie importante de consommation d'eau car l'eau évaporée représente environ 30 % du poids du bois brut.
D'autre part une conduite 29' est disposée, de préférence, à la partie supérieure du compartiment et la vapeur prélevée est recirculée d'une part dans le circuit de torréfaction par le ventilateur 37, d'autre part au niveau de la goulotte de communication 4. Le débit dans le ventilateur 37 est contrôlé par une vanne automatique commandée par la température régnant dans le four de torréfaction 3.
Des régulateurs de débit, de pression et de température non représentés mais de type connu sont prévus dans ces conduits 27, 27', 27", 28, 28', 28" et 29, 29' afin que la température maximale de séchage soit de l'ordre de 180°C et au maximum de 185ºC.
On considère que la torréfaction commence lorsque le bois ne dégage pratiquement plus d'eau, c'est-à-dire lorsque son taux d'humidité atteint un seuil minimum déterminé H. Selon les essences et pour des morceaux de bois d'un volume moyen de l' ordre de 10×3×3 m-6 , c'est-à-dire des plaquettes, ce seuil est atteint pour des températures de séchage variant entre 170 et 185ºC. A 165°C le séchage n' est généralement pas suffisant.
En outre, selon l' invention, on prévoit de contrôler la température dans le tambour de séchage 13 en disposant intérieurement le long du tambour, des disques 31 formant une cloison, séparant deux caissons adjacents. Dans l'exemple illustré on prévoit deux disques 31, qui séparent le tambour 13 en trois caissons 32, 33, 34.
Ces disques sont hélicoïdaux et ont le même pas que celui de la nervure hélicoïdale 19 ; et ils sont de préférence situés sur la nervure.
Ainsi dans le mode de réalisation représenté, le premier caisson 32 ne comporte aucune entrée de gaz chaud, et deux sorties d'évacuation 29, le deuxième caisson 33 comporte une entrée de gaz chaud 27" et deux sorties de recirculation 28, le troisième caisson comporte deux entrées de gaz chaud 27' et une sortie de recirculation 28.
Cette réalisation permet de chauffer le bois très progressivement comme l'illustre la courbe inférieure de la figure 3 ; la plus grande quantité de vapeur est libérée dans le premier caisson sans augmentation importante de la température et toute la vapeur est récupérée en 29, 29', dans le deuxième caisson, le chauffage proprement dit commence et le bois libère encore une grande quantité d' eau, dans le troisième caisson, la chaleur est essentiellement utilisée à chauffer le bois qui a perdu la majeure partie de son eau.
Le compartiment de torréfaction 3 comporte une conduite d'alimentation 35 en gaz de torréfaction et une conduite d'évacuation 36 de ce gaz.
La conduite d'alimentation 35 est raccordée en 35' du côté de la sortie 26 du tambour 14, et la conduite d'évacuation 36 est raccordée en aval des raccordements 35' du côté de l'entrée 24 de tambour afin que le courant du gaz de torréfaction soit à contre courant du mouvement de progression du bois. La conduite d'évacuation 36 est raccordée à l'entrée d'un ventilateur de torréfaction 37 afin de recycler la totalité du gaz de torréfaction sortant.
En outre, selon l'invention, on prévoit une conduite 38 de gaz entre la conduite d'évacuation 29' des gaz de séchage et le ventilateur 37. C'est cette conduite qui, en alimentant le ventilateur, en gaz très riche en vapeur d'eau, permet de contrôler véritablement la torréfaction.
Le ventilateur de torréfaction 37 comporte en sortie un brûleur à gaz, de type connu en soi, par exemple un brûleur à propane ou autre, destiné à chauffer le gaz de torréfaction à la température maximale de 290ºC.
Le gaz de torréfaction se compose ainsi :
- du gaz recirculé en 36
- du gaz provenant de la combustion du brûleur,
- du gaz saturé en vapeur d'eau provenant en 38 de l'évacuation 29'.
Les deux compartiments 2, 3 de l'enceinte 1 sont superposés, le compartiment 3 de torréfaction étant à un niveau inférieur par rapport au compartiment 2 de séchage. Dans l'exemple de réalisation le compartiment 3 est sous le compartiment 2 de séchage dans le même plan vertical, comme l'illustre la figure 2, mais ce n'est pas obligatoire : ils peuvent par exemple être dans des plans perpendiculaires. De la sorte, le bois peut s'écouler par gravité d'un compartiment 2 à l'autre 3.
Entre les deux compartiments on dispose une goulotte de communication 4 ; cette goulotte est de préférence verticale, courte et cylindrique. Selon l'invention, on prévoit d'entourer la goulotte 4 d' une gorge 39 munie d'une arrivée 40 de gaz de séchage amené par la conduite 29' ; cette goulotte forme une couronne de gaz qui entoure le bois provenant du tambour de séchage et empêche le gaz de torréfaction t rès chaud de circuler vers le compart iment de séchage et de provoquer un choc thermique sur le bois séché, susceptible d'initialiser la réaction exothermique. De plus, afin d'éviter l'écoulement de gaz de séchage vers le compartiment de torréfaction, on maintient de préférence dans ce dernier compartiment une pression légèrement supérieure à celle qui règne dans le compartiment précédent : il y a donc constamment une légère dépression entre le bas et le haut de l'enceinte. Mais cette disposition n'est pas indispensable et les deux compartiments peuvent être isobars et la vapeur introduite dans la goulotte peut s'écouler dans le compartiment de torréfaction : elle est alors évacuée avec le gaz de torréfaction, en 36.
Cette goulotte a pour fonction essentielle de séparer les traitements de séchage et torréfaction ce qui constitue une condition de la bonne qualité et régularité du produit torréfié : d'une part on sèche le bois progressivement en présence d'une atmosphère chargée de vapeur d' eau, et d'aut re part, immédiatement après et sans variation de température entre les traitements, on torréfie en atmosphère chargée de vapeur d'eau, la vapeur provenant du séchage par une conduite séparée.
Les conduites d'alimentation 35, 35', 40, les conduites d'évacuation 36, et de recirculation 38 sont munies de moyens de contrôle, de mesure, et de commande de type connus et non décrits, par exemple des vannes, électrovannes, débitmètres, thermomètres, capteurs de pression, et autres de telle sorte que la température dans le tambour de torréfaction passe progressivement de la température de 180ºC à l'entrée 24, à la température de 280ºC à la sortie 26.
Afin de maîtriser l'évolution de la température dans le tambour de torréfaction 14, on dispose intérieurement, le long du tambour des disques 41 hélicoïdaux, formant une cloison séparant le tambour en deux caissons adjacents.
Ces disques sont de même conception que les disques 31 : même pas que celui de la nervure 20, et situés sur la nervure.
Dans l'exemple illustré, on prévoit deux disques 41, séparant le tambour 14 en trois caissons 42, 43, et 44. Le caisson 42 comporte une sortie d'évacuation 36, le caisson 43 comporte uniquement une entrée de gaz 35' et le caisson 44 comporte uniquement une entrée de gaz 35' Bien entendu, cette disposition peut être modifiée et le compartiment pourra comporter un seul ou plus de deux disques.
Cette réalisation permet de chauffer le bois très progressivement comme l'illustre la courbe supérieure de la figure 3 : l'évolution est linéaire jusqu'à 280°C, et ensuite elle reste constante jusqu'à la sortie.
Ce qui est remarquable, est la régularité de l'élévation de température notamment entre environ 250 et 280ºC.
En effet, on sait qu'à partir de la température de 250ºC, le bois entre dans une réaction exothermique spontanée ; cette réaction entraîne une augmentation très rapide de la température dans le four de torréfaction : lorsqu'on laisse la température dépasser les 290ºC, le bois entre immédiatement en phase de carbonisation ce qu'il faut éviter. Selon l'invention, l'apport de vapeur d'eau dans le compartiment de torréfaction a pour but essentiel de contrôler l'augmentation de température, la vapeur d'eau ayant ici pour fonction d'absorber la production de chaleur de la réaction exothermique.
En outre, afin d'assurer la torréfaction en atmosphère chargée de vapeur d'eau on prévoit d'alimenter le four de torréfaction directement en eau 50 : il est possible en effet que la teneur en vapeur dans le four diminue et devienne rapidement insuffisante (par exemple avec du bois déjà très sec en entrée du compartiment de séchage ou bien en fin de traitement lorsque le four de séchage se vide) : dans ce cas, il est impératif d'assurer une alimentation complémentaire, sinon la quantité de vapeur introduite en 38 dans le circuit de torréfaction serait insuffisante et la réaction exothermique aurait lieu sans possibilité de contrôle.
De plus, selon l'invention l'ensemble des instruments de mesure et de contrôle est relié à une armoire de commande programmable non représentée afin de constituer une installation de production de bois torréfié entièrement automatique.
Enfin, en sortie du tambour 14, le bois torréfié se déverse par gravité par un déversoir 10 dans un bac de refroidissement 1.1 contenant de l'eau.
Le déversoir 10 plonge dans le bac 11 afin que le gaz de l'enceinte 1 ne puisse s'échapper. Une des parois du déversoir est inclinée, d'un angle d'environ 45º ; la partie de la paroi opposée 46 plongeant dans le bac est cintrée, afin de guider le bois sous la paroi inclinée comme l'illustre la figure 2.
On dispose sous la paroi inclinée une bande transporteuse 12, elle-même inclinée de telle manière que le bois soit entraîné par cette bande et transporté vers un réservoir de stockage, d'où il est ensuite transporté de manière connue vers l'unité d'ensachage.
Le bac de refroidissement a pour fonction de ramener la température du bois de 280°C à une température inférieure, de préférence ambiante, au maximum de 60ºC ; l'eau a encore pour fonction de laver le bois des impuretés qui pourraient se trouver sur sa surface : cendres, particules de charbon, etc.
Dans l'exemple de réalisation, on a représenté une roue à aubes 48 dans le bac de refroidissement. Cette roue est prévue pour entraîner le bois torréfié qui flotte à la surface de l'eau vers le bas et le forcer à descendre et aller vers la bande transporteuse, selon les flèches de la figure 2.
Cependant, cette roue n'est pas indispensable et tout autre moyen peut la remplacer ; il est même possible de ne rien prévoir : le seul poids de la colonne de bois torréfié, dans le déversoir, obligeant le bois à plonger dans le bac ; progressivement celui-ci se déplace et, guidé par la paroi cintrée, atteint la bande transporteuse.
Comme on le voit, le dispositif selon l'invention apporte de nombreux avantages :
— il est simple et peu coûteux,
— recirculation des gaz, et réutilisation de l'eau pour le refroidissement et pour la torréfaction : très faible consommation d' eau
— deux fours dans une seule enceinte,
— absence de gaz neutre, - aucune pollution atmosphérique puisqu'aucun gaz n'est libéré directement, les produits obtenus sont toujours de qualité homogène et constante du fait du contrôle automatique du fonctionnement, et en outre ils sont toujours propres en sortie du bac de refroidissement.
En outre, le dispositif permet de torréfier non seulement des plaquettes de bois de petites dimensions c'est-à-dire de l'ordre de 10 cm de long pour une section moyenne de 10cma mais il peut encore torréfier de la même façon des morceaux de bois d'un volume beaucoup plus important (des bûches ou autres) ou des fragments d'un volume très inférieur. Seuls les paramètres de fonctionnement changent : durée du traitement, quantité de vapeurs, etc... Et enfin, le dispositif est utilisable quelle que soit l'essence de bois, ou quel que soit le compost de matière d'origine ligneuse végétale.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de torréfaction de bois et autres matières ligneuses végétales en continu dans lequel tout d'abord dans un premier compartiment, on chauffe le bois pour le sécher et en extraire l'acide acétique, puis dans un deuxième compartiment on élève la température du bois précédemment séché et on le porte à la température de torréfaction le bois étant, dans chaque compartiment, brassé en lui imprimant un mouvement lent qui le conduit depuis l'entrée jusqu'à la sortie dudit compartiment, caractérisé en ce que :
- le séchage et la torréfaction sont réalisés dans une enceinte unique étanche,
- la température de séchage du bois entre l'entrée (23) et la sortie (25) du compartiment (2) est portée progressivement à la température maximale de 185ºC, le chauffage étant réalisé. par un premier courant de gaz préchauffé chargé essentiellement en vapeur d' eau et circulé par un premier ventilateur (30),
- la température de torréfaction est portée progressivement à la température maximale de 285ºC, en atmosphère chargée essentiellement de vapeur d'eau afin de contrôler l'élévation de la température du compartiment (3), le chauffage étant réalisé par un second courant de gaz préchauffé et circulé par un second ventilateur (37), en ce que :
- le gaz de séchage, chargé en vapeur d'eau, est d'une part recirculé en partie dans le compartiment de séchage (2), en partie recirculé dans le compartiment de torréfaction (3), d'autre part en partie évacué afin d'éliminer l'excès de vapeur de l'enceinte, et en ce que : - on déverse le bois torréfié dans un bac (11) rempli d'une solution contenant de l'eau afin de refroidir le produit obtenu,
- on prélève du bac (11) le bois refroidi et on le transporte hors de l'enceinte vers une unité de stockage et d' ensachage (7).
2. Procédé de torréfaction selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pression des gaz dans le compartiment (3) de torréfaction est légèrement supérieure à celle qui règne dans le compartiment (2) de séchage afin que le gaz de séchage ne s'écoule pas dans le compartiment de torréfaction.
3. Procédé de torréfaction selon la revendication 2 caractérisé en ce que le gaz de séchage est en partie recyclé dans le ventilateur de séchage (30), en partie évacué et conduit dans le bac (11) de refroidissement afin de collecter dans le bac une partie de l'eau extraite du bois, en partie recyclé dans le circuit de torréfaction, et en partie recyclé entre la sortie du compartiment de séchage et l'entrée du compartiment de torréfaction, et en ce que le gaz de torréfaction, en sortie (36) du compartiment de torréfaction est totalement recyclé dans le ventilateur (37) de torréfaction.
4. Procédé de torréfaction selon la revendication précédente caractérisé en ce que le gaz de séchage en sorties (29,29') est saturé en vapeur d'eau.
5. Procédé de torréfaction selon la revendication 4 caractérisé en ce que le gaz de torréfaction, en sortie, est additionné de vapeur d'eau et recirculé dans le ventilateur de torréfaction (37).
6. Procédé de torréfaction selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on alimente le four de torréfaction (3) en eau afin d'assurer une quantité minimum de vapeur d' eau dans le compart iment (3) .
7. Dispositif de torréfaction en continu de bois ou autre matière ligneuse d'origine végétale selon le procédé de la revendication 1 comportant successivement un four de séchage et un four de torréfaction horizontaux, superposés, communicant l'un dans l'autre, comportant chacun intérieurement un tambour cylindrique perforé mobile en rotation autour de son axe longitudinal muni de moyen d'avancement du bois caractérisé en ce qu'il comporte :
- un réservoir de matière brute (7) fermé, communicant avec l'entrée (23) du four de séchage (2) de telle sorte que la circulation de gaz entre ledit four et le réservoir soit réduite au maximum,
- une goulotte de communication (4) entre les deux fours de séchage et de torréfaction,
- un bac (11) de refroidissement comportant essentiellement de l'eau, disposé sous la sortie (26) du four de torréfaction, le bac étant destiné à recevoir la matière torréfiée, l'eau étant destinée à refroidir et rincer ladite matière, le niveau de l'eau étant à une hauteur assurant la fermeture de la sortie du four de torréfaction, ledit bac étant en communication avec un moyen (12) de prélèvement et de transport de la matière du type bande porteuse ou autre,
et en ce que chaque four comporte des conduites d' alimentation et de sortie respectives des gaz de séchage et de torréfaction, munies de vannes de contrôle de débit manuelles et/ou automatiques,
- l'ensemble constituant une enceinte unique étanche.
8. Dispositif de torréfaction la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de conduite d'évacuation des produits extraits du séchage:
- au moins une conduite de recyclage (28) prélevant du gaz du côté de la sortie du compartiment et circulant le gaz dans le ventilateur de séchage (30),
- au moins une conduite (29') de recirculation divisée en deux sous conduites :
une conduite (38) de recyclage de la vapeur d'eau, recirculant une fraction de gaz, saturé en eau dans le ventilateur (37) de torréfaction;
une conduite (40) de recyclage de la vapeur d'eau recirculant une fraction de gaz saturé en eau dans la goulotte de communication (4).
- au moins une conduite (29) d'évacuation et de récupération de la vapeur d'eau sursaturée et des condensats dans le bac de refroidissement (11), les débits dans ces conduites étant sous le contrôle d'instruments connus : capteurs de pression, de température, débits-mètre, vannes, électrovannes, ou autres.
9. Dispositif de torréfaction selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte une conduite (36) d'évacuation du gaz de torréfaction qui prélève le gaz du côté de l'entrée du compartiment de torréfaction, et recircule la totalité du gaz dans le ventilateur (37) de torréfaction.
10. Dispositif de torréfaction selon la revendication 7 caractérisé en ce que les conduites (27', 27") d'alimentation en gaz de séchage sont disposées le long du compartiment (2), chaque conduite d'alimentation étant disposée en aval d'une conduite (28', 28") d'évacuation de sorte que la circulation du gaz soit à contre-courant du mouvement de la matière.
11. Dispositif de torréfaction selon la revendication 9 caractérisé en ce que la goulotte de communication (4) entre les deux fours (2) et (3) est courte, verticale, cylindrique, et est entourée d'une gorge circulaire (39), alimentée en gaz (40) de séchage sursaturé en vapeur d' eau, afin de former une couronne de gaz isolant les deux compartiments.
12. Dispositif de torréfaction selon la revendication 7 caractérisé en ce que le moyen d'avancement du bois est une nervure (19, 20) se développant en hélice depuis l'entrée (23,24) jusqu'à la sortie (25,26) du tambour, et s'étendant substanciellement depuis la paroi (21, 22) du tambour vers l'axe central dudit tambour.
13. Dispositif de torréfaction selon la revendication 12 caractérisé en ce que le tambour de séchage (13) comporte au moins un disque hélicoïdal (31) coaxial à l'axe central s'étendant au plus sur 360º, de même pas que celui de la nervure (19).
14. Dispositif de torréfaction selon la revendication
12 caractérisé en ce que le tambour de torréfaction comporte au moins un disque hélicoïdal (41) coaxial à l'axe central, s'étendant au plus sur 360°, de même pas que celui de la nervure (20).
15. Dispositif de torréfaction selon les revendications
13 et 14 caractérisé en ce que les disques (31, 41) sont disposés à l'emplacement de la nervure (19, 20) de telle sorte qu'ils forment une extension de la nervure jusqu'à l'axe de rotation (15,16).
16. Dispositif de torréfaction selon la revendication 13 caractérisé en ce que le tambour de séchage comporte trois caissons (32, 33, 34) séparés par deux disques (31).
17 Dispositif de torréfaction selon la revendication 14 caractérisé en ce que le tambour de torréfaction comporte trois caissons (42, 43, 44) séparés par deux disques (41).
18. Dispositif de torréfaction selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est muni d'appareils de mesure, de commande, et de contrôle, de types connus, reliés à un automate progammable afin de fonctionner automatiquement.
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