FR2593429A1

FR2593429A1 - Method and furnace for making charcoal

Info

Publication number: FR2593429A1
Application number: FR8610950A
Authority: FR
Inventors: Piero Bruni
Original assignee: PARICOR
Current assignee: PARICOR
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1987-07-31

Abstract

The subject of the invention is a furnace for making charcoal in which the tar gathered during the exothermic phase of the process is introduced into the hearth to act as fuel. This furnace comprises a gastight casing 7, a hearth 1, at least one wood container 4, ventilation means 8 at the outlet of the hearth, arranged in order to cause the gases given off by the wood in the hearth and the gases coming out of the wood to circulate, means 6, 11 for collecting the tar formed by the production of charcoal and means for reintroducing this tar into the hearth.

Description

La carbonisation stobtient en exposant le bois à la chaleur sans apport dair à l'intérieur de fours spéciaux. Durant le processus environ 2/3 du poids initial du bois s'évaporent et sortent par la cheminée, le dernier 1/3 reste dans le four sous forme de charbon et de goudron. Carbonization is achieved by exposing the wood to heat without the addition of air inside special ovens. During the process about 2/3 of the initial weight of the wood evaporates and leaves through the chimney, the last 1/3 remains in the oven in the form of coal and tar.

On peut classer les procédés de carbonisation en fonction de leur productivité et nous distinguerons - les fours industriels dtune capacité de plusieurs dizai- nes de m3/jour; les procédés sont souvent continus; - les fours artisanaux dtune capacité de quelques m3 de charbon de bois par jour, toujours à fonctionnement discontinu.We can classify carbonization processes according to their productivity and we will distinguish - industrial ovens with a capacity of several tens of m3 / day; the processes are often continuous; - artisanal ovens with a capacity of a few m3 of charcoal per day, always with discontinuous operation.

Le bois, en se transformant en charbon, passe par deux phases successives, très différentes entre elles : pendant la première phase le processus est fortement endothermique et le bois dégage de la vapeur d'eau et des gaz incombustibles; pendant la deuxième phase en revanche, le processus devient graduellement exothermique et le bois produit du goudron et des gaz combustibles. En pratique, on dispose de combustible autonome quand déjà il n'y a plus de demande de chaleur. Les gros fours industriels sont généralement à cycle continu, avec un bon rendement en charbon. Economiquement, ils sont désavantageux par le fait que le bois doit outre transporté de loin et d'autant plus loin que les installations sont grandes. Si dans le bilan énergétique on incluait le gasoil utilisé pour le transport, le rendement thermique deviendrait discutable.Les petits fours artisanaux sont à cycle discontinu et du fait qu'ils sont transportables, ils sont installés près des bois de coupe.The wood, transforming into charcoal, goes through two successive phases, very different from each other: during the first phase the process is highly endothermic and the wood gives off water vapor and non-combustible gases; during the second phase, however, the process gradually becomes exothermic and the wood produces tar and combustible gases. In practice, there is autonomous fuel when there is no longer any demand for heat. Large industrial ovens are generally continuous cycle, with good coal yield. Economically, they are disadvantageous in that the wood has to be transported from a distance and the further the larger the installations. If the diesel used for transport were included in the energy balance, the thermal efficiency would become questionable. Small craft ovens are on a discontinuous cycle and, because they are transportable, they are installed near the cutting wood.

Malheureusement à cause de leur simplicité de fonctionnement, ils perdent plus de 50 eh de l'énergie thermique du bois traité. Le meilleur rendement des installations à fonctionnement continu par rapport au discontinu, swex- plique du fait que les gaz combustibles qui sont dégagés par le bois dans la phase exothermique, sont utilisés pour produire de la chaleur nécessaire au bois dans la phase endothermique. Dans les installations à cycle discontinu, ceci n'est pas possible et du bois, qui autrement pourrait devenir du charbon, est consumé.Unfortunately because of their simplicity of operation, they lose more than 50 eh of the thermal energy of the treated wood. The better efficiency of continuously operating installations compared to discontinuous, which is due to the fact that the combustible gases which are released by wood in the exothermic phase are used to produce the heat necessary for wood in the endothermic phase. In discontinuous cycle plants, this is not possible and wood, which could otherwise become charcoal, is consumed.

L'invention vise à améliorer le rendement des installations à fonctionnement discontinu et à la rendre comparable à celui des installations industrielles. The invention aims to improve the efficiency of installations with discontinuous operation and to make it comparable to that of industrial installations.

Elle prévoit à cet effet, de faire circuler dans le foyer du four les gaz combustibles dégagés par le bois dans la phase exothermique et on introduit dans le foyer, pour servir de combustible, le goudron recueilli pendant la phase exothermique de traitement prdoédent. It provides for this purpose, to circulate in the hearth of the furnace the combustible gases released by the wood in the exothermic phase and is introduced into the hearth, to serve as fuel, the tar collected during the exothermic phase of previous treatment.

L'invention a également pour objet un four pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus et qui est caractérisé par le fait qu'il comporte, dans une enveloppe étanche aux gaz, un foyer, au moins un conteneur de bois, des moyens de ventilation à la sortie du foyer, agencés pour faire circuler les gaz dégagés par le bois dans le foyer, et les gaz sortant du bois, des moyens de collecte du goudron, formés par la carbonisation du bois et des moyens de rdintroduc- tion de ce goudron dans le foyer.The invention also relates to an oven for implementing the above method and which is characterized in that it comprises, in a gas-tight envelope, a hearth, at least one wooden container, means ventilation at the outlet of the hearth, arranged to circulate the gases released by the wood in the hearth, and the gases leaving the wood, means for collecting tar, formed by the carbonization of the wood and means for the introduction of that tar in the hearth.

A titre nullement limitatif, on a représenté au dessin annexé, un exemple de mise en oeuvre de l'invention, des- sin sur lequel la fig. 1 est un schéma de principe d'un four selon lin- vention, la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation de four selon l'invention, et la fig. 3 est une vue en coupe transversale du four de la fig. 2.By way of non-limiting example, there is shown in the accompanying drawing, an exemplary implementation of the invention, a drawing in which FIG. 1 is a block diagram of an oven according to the invention, FIG. 2 is a view in longitudinal section of an exemplary embodiment of an oven according to the invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the oven in FIG. 2.

Dans l'exemple représenté aux fig. 2 et 3, le foyer (1) est disposé au milieu d'un groupe de quatre conteneurs (2, 3, 4, 5) contenant le bois à traiter. L'ensemble du foyer et des conteneurs est posé sur un réservoir (6) destiné à recevoir le goudron, et qui repose sur le sol. Cet ensemble est recouvert dtun couvercle en forme de cloche (7) qui, a son tour, repose sur-le sol.In the example shown in fig. 2 and 3, the hearth (1) is arranged in the middle of a group of four containers (2, 3, 4, 5) containing the wood to be treated. The whole of the hearth and the containers is placed on a tank (6) intended to receive the tar, and which rests on the ground. This assembly is covered with a bell-shaped cover (7) which, in turn, rests on the ground.

L'étanchéité à l'air est assurée par du sable fin entassé par terre le long de la base du couvercle. A cause de la grande production de vapeur, l'intérieur du four est pressurisé, donc l'éventuel risque indésirable d'entrée d'air est inexistant.Air tightness is ensured by fine sand piled on the ground along the base of the cover. Due to the large production of steam, the interior of the oven is pressurized, so the possible undesirable risk of air entry is nonexistent.

A la partie supérieure du foyer (1) est monté un ventilateur(8) de recirculation. Llespace situé sous les conteneurs est raccordé à une cheminée (9). L'air de combustion est amené au foyer (1) par un conduit (10). Cet air de combustion peut titre insufflé grtce au ventilateur et la régulation de la combustion peut être effectuée par un clapet (18) placé sur la conduite d'air ou un clapet (19) placé sur la conduite de la cheminée.At the top of the hearth (1) is mounted a recirculation fan (8). The space under the containers is connected to a chimney (9). The combustion air is brought to the hearth (1) by a conduit (10). This combustion air can be blown in thanks to the fan and the combustion regulation can be carried out by a valve (18) placed on the air line or a valve (19) placed on the chimney line.

Le four comporte également un tube d'écoulement du goudron (11), une conduite d'eau de refroidissement (12) qui est vaporisée dans le four à la fin du processus, un puits d'inspection avec pompes à goudron (13), un tube renvoi du goudron de combustion (14), des gicleurs de goudron (15), et une conduite de gaz C02 (17) pour purger les mélanges éventuels de gaz combustibles et d'air dans l'interstice sous le réservoir du goudron.The oven also has a tar discharge tube (11), a cooling water pipe (12) which is sprayed into the oven at the end of the process, an inspection well with tar pumps (13), a combustion tar return tube (14), tar nozzles (15), and a C02 gas line (17) to purge any mixtures of combustible gases and air in the gap under the tar tank.

Le fonctionnement de ce four est illustré par le schéma de la fig. 1.The operation of this oven is illustrated by the diagram in fig. 1.

Sur ce schéma, sont représentés, dans l'enveloppe étanche (7) du four, le foyer (1) muni, à son orifice supérieur, du ventilateur (8) et, à sa partie basse, d'une grille (îoî), et un conteneur à bois (4), muni d'une grille (104).In this diagram, the hearth (1) is represented in the sealed envelope (7) of the oven, provided, at its upper orifice, with the fan (8) and, at its lower part, with a grid (ioi), and a wood container (4), provided with a grid (104).

Au fond (6) de l'enveloppe (7) est recueilli par l'écoule- ment (11), le goudron formé par la carbonisation du bois.At the bottom (6) of the envelope (7) is collected by the flow (11), the tar formed by the carbonization of the wood.

La chaleur est transférée du foyer au bois directement par les gaz chauds poussés par le ventilateur (8). Le-foyer est déparré avec du bois ou un autre combustible solide (anthracite, etc...) disposé sur la grille (101). Quand la température du combustible est devenue suffisamment haute, du goudron y est pulvérisé par (102). Il subit un processus de cracking produisant des gaz combustibles qui se mélangent à ceux déjà brillés qui proviennent de la partie inférieure (103) du foyer (1). Le mélange de ces gaz (105) finit par arriver sous la grille (101), ou il s'allume grâce à la présence de l'air (106). L'éventuel excès d'air s'épaise en traversant le lit de combustible solide supérieur, qui sert de barrière à ltaire. Au volume des gaz qui sortent (105) du foyer s'ajoute celui des distillats (106) duquel est enlevé le volume du gaz qui sort par la cheminée (9). Le gaz résiduel qui reste à l'intérieur du four passe à travers la grille (101) du foyer ou à travers le bypass (109) de façon à abaisser la température de gaz à la sortie(105) sans refroidir la zone dans laquelle se produit le cracking du goudron. Après un certain temps le bois le plus fin entre en phase exothermique produisant des gaz combustibles et du goudron pendant que le bois le plus gros est encore en phase endothermique.A ce point, le débit du goudron peut être réduit ou arrêté puisque la combustion autonome peut continuer grace aux gaz combustibles distillés par le bois.The heat is transferred from the fireplace to the wood directly by the hot gases pushed by the fan (8). The hearth is cleaned with wood or another solid fuel (anthracite, etc.) placed on the grid (101). When the fuel temperature has become high enough, tar is sprayed onto it by (102). It undergoes a cracking process producing combustible gases which mix with those already shone which come from the lower part (103) of the hearth (1). The mixture of these gases (105) ends up arriving under the grid (101), or it ignites thanks to the presence of air (106). Any excess air thickens through the upper solid fuel bed, which acts as a barrier to the ltaire. To the volume of gases exiting (105) from the hearth is added that of the distillates (106) from which the volume of gas exiting through the chimney (9) is removed. The residual gas which remains inside the oven passes through the grate (101) of the hearth or through the bypass (109) so as to lower the gas temperature at the outlet (105) without cooling the area in which produces tar cracking. After a while, the finest wood enters the exothermic phase producing combustible gases and tar while the largest wood is still in the endothermic phase. At this point, the tar flow can be reduced or stopped since autonomous combustion can continue thanks to combustible gases distilled by wood.

Le nouveau goudron recueilli par 11 au fond (6) du four, est envoyé dans un réservoir d'accumulation et conservé pour le cycle suivant de production.The new tar collected by 11 at the bottom (6) of the oven, is sent to an accumulation tank and kept for the next production cycle.

Au stade actuel de la technique le temps de charge et de décharge des fours à cycle discontinu est très long. Le four proposé réduit les temps morts parce qu'il est équipé de containers métalliques préchargeables avec du bois, adaptés pour titre laissés dans le four pendant le processus de carbonisation; quand ils sont retirés à la fin du processus de carbonisation, ils contiennent le charbon produit.At the present stage of the technique, the charging and discharging time of discontinuous cycle ovens is very long. The proposed oven reduces downtime because it is equipped with metal containers preloadable with wood, suitable for the title left in the oven during the carbonization process; when they are removed at the end of the carbonization process, they contain the charcoal produced.

Le déplacement des parties mobiles est effectué par une grue à pont dont les rails avancent parallèlement le long des côtes les plus longs du four.The moving parts are moved by a bridge crane, the rails of which run parallel along the longest sides of the oven.

Les opérations de charge et de décharge peuvent être commandées par un ordinateur, en plaçant le long des rails une série d'interrupteurs dans les points dtarrêt de la grue.The loading and unloading operations can be controlled by a computer, by placing a series of switches along the rails in the crane stop points.

Le four selon l'invention présente de nombreux avantages, réduisant les cottes de production.The oven according to the invention has many advantages, reducing production costs.

I1 est semi-mobile : il peut entre monté près de la forêt où le cotit du bois est plus bas, comme pour les fours artisanaux. La production de chaleur est effectuée par le goudron et les gaz recirculés, par conséquent le rendement est aussi élevé que celui des fours industriels. Les opérations de charge et de décharge peuvent entre mécanisées ce qui rend la productivité par ouvrier assimilable à celle des fours industriels. Le processus de carbonisation est conduit sans déplacement du charbon ce qui évite la fragmentation du charbon qui réduit généralement le rendement dans les fours à système continu. En outre, l'amortissement est faible, inférieur à celui des installations continues. It is semi-mobile: it can be mounted near the forest where the cost of the wood is lower, as for traditional ovens. The production of heat is carried out by the tar and the recirculated gases, consequently the output is as high as that of industrial ovens. The loading and unloading operations can be mechanized, which makes productivity per worker comparable to that of industrial ovens. The carbonization process is carried out without displacement of the coal, which avoids the fragmentation of the coal, which generally reduces the efficiency in continuous system ovens. In addition, the depreciation is low, lower than that of continuous installations.

Claims

1. A method of carbonizing wood, characterized in that the combustible gases released by the wood are recirculated in the furnace furnace in the exothermic phase of its transformation into charcoal, and are introduced into the furnace to serve as combustible, the tar collected during the exothermic phase of the previous treatment.

2. Oven for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises, in a gas-tight envelope (7), a hearth (1), at least one wooden container (4), means ventilation (8) at the outlet of the hearth, arranged to circulate the gases released by the wood in the hearth, and the gases leaving the wood, means (6, 11) for collecting tar formed by the carbonization of the wood and means for reintroducing this tar into the hearth.