LU86942A1 - Procede de fabrication de briquettes de charbon et installation pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Description

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PROCEDE DE FABRICATION DE BRIQUETTES DE CHARBON ET INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE

La présente invention concerne un procédé de fabrication de briquettes de charbon à l'aide d'un mélange granuleux de charbon gras et de charbon inerte, selon lequel le charbon gras est réchauffé au-dessus de 5 son point de ramollissement au contact du charbon inerte préalablement réchauffé à une température supérieure et qui est mélangé au charbon gras dans un mélangeur pour former une substance pâteuse sous l'effet du ramollissement du charbon gras, cette substance pâteuse étant 10 extraite par le fond du mélangeur et guidée dans un dispositif de formation de briquettes qui sont ensuite durcies et refroidies. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Ce procédé, plus généralement connu sous le nom 15 de procédé "ANCIT" est par exemple décrit dans le document DE-PS-1584752. Ce procédé permet la fabrication de petites briquettes de charbon à usage industriel et ménager. Le charbon gras utilisé dans ce procédé est un charbon bitumeux cokéfiant qui, chauffé à une température 20 supérieure à environ 420°C, tend à s'agglutiner en dégageant des matières volatiles, elles-mêmes combustibles.

Avant son introduction dans le mélangeur, ce charbon est réchauffé à une température de l'ordre de 350°, c.-à-d. inférieure à son point de ramollissement. Le charbon 25 inerte, par contre, résiste mieux aux températures et celui-ci est réchauffé, avant son introduction dans le mélangeur, à une température de l'ordre de 700° par des gaz de combustion dégagés d'un brûleur. Lors du mélange de ces deux types de charbon préchauffés, la chaleur du 30 charbon inerte permet d'élever la température du charbon gras au-dessus de son point de ramollissement pour former ainsi un mélange de consistance pâteuse. Les matières volatiles qui se dégagent du charbon gras entraînent une quantité relativement importante (de l'ordre de 2% de la 35 production totale) de poussières de charbon et des parti- l i 2 cules bitumeuses. Jusqu'à présent, ces dégagements gazeux constitués de matières volatiles et de constituants solides étaient généralement traités comme déchets, ce qui non seulement constitue un problème éco-5 logique, mais en plus une perte de rendement.

Certes, il y a bien eu des tentatives de récupération de ces soi-disant déchets, mais celles-ci ont généralement été peu fructueuses. C'est ainsi, par exemple, qu'on a essayé de récupérer les gaz s'échappant 10 du mélangeur à travers une conduite montante inclinée qui s'élargit en une chambre inclinée dans laquelle on provoque un dépôt partiel des substances solides par le ralentissement des gaz. Autrement dit, la poussière doit retomber par la même cheminée que par laquelle elle 15 s'échappe avec les gaz. Ce système n'a pas fourni des résultats satisfaisants.

Une autre solution consiste à faire passer la cheminée du mélangeur à travers une chambre dans laquelle on provoque le dépôt des substances solides, cette cham-20 bre communiquant à travers un sas à rotor alvéolaire avec la partie supérieure du mélangeur. Etant donné que les particules solides sont introduites dans le mélangeur dans la partie supérieure où sont engendrés les poussières et les gaz, ces constituants sont partiellement 25 entraînés à nouveau par les gaz, de sorte que ceux-ci deviennent de plus en plus chargés et finissent par boucher le rotor alvéolaire.

Le but de la présente invention est de prévoir un procédé et une installation du genre décrit dans le 30 préambule qui permet une récupération efficace des poussières emportées par les gaz et des matières volatiles combustibles.

Pour atteindre cet objectif, la présente invention propose un procédé du genre décrit ci-dessus qui est 35 essentiellement caractérisé en ce que les gaz engendrés dans le mélangeur sont envoyés dans un séparateur au fond duquel sont récupérés les constituants solides entraînés par les gaz et qui sont réintroduits dans le mélangeur en » 3 dessous du niveau supérieur du mélange.

Ces constituants solides sont, de préférence, introduits dans le mélangeur à un niveau où le mélange se trouve en phase pâteuse.

5 Les substances volatiles sont récupérées du sépa rateur et peuvent être utilisées avantageusement comme gaz de combustion pour chauffer le charbon inerte avant son introduction dans le mélangeur.

Les avantages de ce procédé sont multiples. 10 D’abord, ce qui auparavant était généralement considéré comme déchet devient maintenant une substance utile étant donné que les constituants solides récupérés des gaz d'échappement sont réintroduits dans le processus et permettent, par conséquent, d'augmenter la productivité. 15 D'un autre côté, les substances volatiles com bustibles sont suffisamment riches en calories pour pouvoir être envoyées aux brûleurs et servir au préchauffage du charbon inerte et du charbon gras. Certes, ces substances volatiles ne sont pas plus riches en calories 20 qu'auparavant, mais étant donné que maintenant, on en a extrait les constituants solides, elles peuvent être transportées plus facilement, ce qui n'était pas le cas auparavant. Autrement dit, le procédé peut être mis en oeuvre sans apport d'énergie extérieure autre que celle 25 du charbon, étant donné qu'on utilise une partie des calories de celui-ci pour son traitement.

L'invention prévoit également une installation pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, comprenant un mélangeur avec un agitateur et pourvu d'une ouverture 30 d'admission de charbon gras préchauffé à une température inférieure à son point de ramollissement, d'une ouverture d'admission de charbon inerte préchauffé à une température supérieure à la température de ramollissement du charbon gras, et d'une ouverture de sortie des gaz engen-35 drés dans le mélangeur, caractérisé en ce que l'ouverture de sortie des gaz est reliée par une cheminée à un séparateur dans lequel les constituants solides entraînés par les gaz sont précipités par gravité et en ce que le fond

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4 du séparateur est relie par un convoyeur à un dispositif d'introduction des constituants solides dans le mélangeur à travers une ouverture prévue dans la paroi latérale de celui-ci à un endroit déterminé situé en dessous du 5 niveau de remplissage du mélangeur.

Le séparateur peut être du type cyclone ou sac à poussière ou une combinaison des deux, alors que le convoyeur est de préférence une double vis sans fin.

Le dispositif d'introduction des constituants 10 solides dans le mélangeur est, de préférence, constitué par un piston coulissant dans un tube communiquant avec l'ouverture dans la paroi latérale du mélangeur et incliné par rapport à celle-ci, ce tube étant relié, en aval de la position de repos du piston, par un passage 15 vertical au convoyeur à vis sans fin.

Ledit passage vertical peut comporter une connexion flexible pour compenser les dilatations thermiques différentielles entre le séparateur et le mélangeur.

Il est avantageux de prévoir deux obturateurs 20 respectivement dans le tube incliné à proximité de sa communication avec le mélangeur et dans le passage vertical pour former, ainsi, un sas entre le mélangeur et le séparateur.

D'autres particularités et caractéristiques res-25 sortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux présenté, ci-dessous, en référence aux figures annexées dans lesquelles: la figure 1 montre schématiquement une vue partielle d'un mode de réalisation d'une installation pour 30 la mise en oeuvre de l'invention et la figure 2 montre schématiquement le détail du dispositif de réintroduction des constituants solides dans le mélangeur.

La figure 1 montre schématiquement un mélangeur 35 10 contenant un agitateur 12, connu en soi, qui est animé d'un mouvement de rotation sous l'action de moyens d'entraînement non représentés. Le mélangeur 10 est en communication avec deux réservoirs 14, 16 contenant respec- ; 5 tivement du charbon inerte et du charbon gras gui sont introduits, de façon contrôlée, dans le mélangeur par des vis sans fin 18, 20 disposées dans des sections horizontales des communications entre les réservoirs 14, 16 5 d'une part et le mélangeur 10, d'autre part.

Le mélange de consistance plus ou moins pâteuse qui est formé à l'intérieur du mélangeur 10 sous l'action de l'agitateur 12 et sous l'effet du ramollissement du charbon gras est extrait du mélangeur 10 par un rotor 10 alvéolaire 22 et est déversé entre deux cylindres 24, 26 en contact tangentiel mutuel et tournant en sens inverse. La surface des deux cylindres 24 et 26 est pourvue de moules complémentaires pour former des briquettes à partir du mélange déversé par le rotor 22, ces briquettes 15 étant par la suite durcies et refroidies.

Les matières volatiles engendrées dans le mélangeur 10, essentiellement par l'action de la chaleur sur le charbon gras, s'échappent par une cheminée 28 en entraînant une quantité non négligeable de constituants 20 solides, tels que de la poussière de charbon et des particules bitumeuses.

Cette cheminée 28 redescend dans la partie supérieure d'un séparateur 30 du type cyclone ou sac à poussière dans lequel la majorité des particules solides est 25 précipitée sous l'effet de gravité lors de la déviation du courant descendant en direction de l'ouverture supérieure 32 par laquelle s'échappent les constituants volatiles combustibles. Ceux-ci seront avantageusement réutilisés et, à cet effet, envoyés par une conduite non 30 représentée au brûleur servant à réchauffer le charbon inerte.

Comme le montre plus en détail la figure 2, les constituants solides déposés au fond du séparateur 30 sont extraits de celui-ci à travers une conduite 34 et à 35 l'aide d'un convoyeur 36 constitué, de préférence, par une double vis sans fin s'étendant du fond du séparateur 30 à travers cette conduite 34. L'extrémité de cette conduite 34 communique à travers un passage vertical 38 * c 6 avec un tube 40 pénétrant obliquement dans le mélangeur 10. Selon l'une des caractéristiques essentielles, ce tube 40 pénètre dans le mélangeur 10 à un endroit déterminé, se trouvant en dessous du niveau de remplissage du 5 mélangeur 10, de préférence à un endroit où le charbon gras commence à se ramollir et à s'agglutiner.

La matière qui est déversée par la vis sans fin 36 à travers le passage vertical 38 dans le tube 40 est enfoncée dans le mélangeur 10, à intervalles déterminés, 10 à l'aide d'un piston coulissant 42, représenté sur la figure 2 en position de repos et qui est actionné à l'aide d'un dispositif approprié 44, tel qu'un vérin hydraulique capable de déplacer ce piston 42 entre la position de repos et la position avancée illustrée en 15 traits interrompus. Pour éviter que le piston 42, lors de son retrait de la position de travail vers la position de repos, ne ressorte la matière du mélangeur 10 par aspiration, il est préférable de laisser un certain jeu entre la surface extérieure du piston 42 et la surface 20 intérieure du tube 40 ou de prévoir un by-pass entre le tube 40 et le passage vertical 38.

Pour éviter que l'agitateur 12 ne refoule du mélange dans le tube 40 lorsque le piston 42 se trouve en position de repos, il est possible de monter un obtu-25 rateur dans le tube 40 à proximité immédiate de l'entrée dans le mélangeur 10 comme représenté en 44, qui représente l'obturateur en position fermée, sa position ouverte étant représentée en traits interrompus. De même, un obturateur 46 monté dans le passage vertical 38 em-30 pêche la chute de matières dans le tube 40 lorsque le piston 42 est avancé et lorsque l'obturateur 46 se trouve dans sa position fermée représentée en traits interrompus .

Pour absorber les dilatations thermiques diffé-35 rentielles se produisant entre le mélangeur 10 et le séparateur 30, on peut prévoir, par exemple au niveau du passage vertical 38, une connexion flexible 48, par exemple sous forme d'un raccord du type compensateur ou i 7 soufflet.

En résumé, on peut dire que le dispositif illustré par la figure 2 permet d'introduire les substances solides récupérées des gaz d'échappement de façon 5 contrôlée à un endroit bien déterminé du mélangeur, alors que dans les solutions proposées par l'état de la technique, cette récupération et le recyclage dans le mélangeur étaient tout à fait aléatoires.

Pour éviter une précipitation des particules de 10 goudron, il est préférable de maintenir les gaz dans le circuit de récupération à une température supérieure à la température de condensation du goudron. A cet effet, on peut envoyer dans la cheminée 28 les gaz à +_ 700°C ayant servi à chauffer le charbon inerte, alors que le dispo-15 sitif d'introduction des particules solides dans le mélangeur peut être chauffé par voie électrique.

Pour garder la surface du piston 42 aussi propre que possible, on peut prévoir à l'intérieur du tube 40 des racleurs dans la région de l'extrémité du côté mélan-20 geur du piston 42 dans sa position de repos. Dans ce cas, le tube 40 est de préférence à section rectangulaire.

Pour éviter une remontée des gaz du mélangeur à travers le tube 40 et le passage 38, on peut introduire dans celui-ci un gaz de barrage à une pression légèrement 25 supérieure à celle régnant dans le mélangeur.

Il peut être avantageux de maintenir dans le séparateur 30 un niveau minimal prédéterminé de dépôts solides. A cet effet, on peut prévoir au fond de ce séparateur des sondes de niveau qui commandent automati-30 quement le fonctionnement du convoyeur 36.

Claims (12)

1. Procédé de fabrication de briquettes de charbon à l'aide d'un mélange granuleux de charbon gras et de charbon inerte, selon lequel le charbon gras est réchauffé au dessus de son point de ramollissement au 5 contact du charbon inerte préalablement réchauffé à une température supérieure et qui est mélangé au charbon gras dans un mélangeur pour former une substance pâteuse sous l'effet du ramollissement du charbon gras, cette substance pâteuse étant extraite par le fond du mélangeur et 10 guidée dans un dispositif de formation de briquettes, qui sont ensuite durcies et refroidies, caractérisé en ce que les gaz engendrés dans le mélangeur sont envoyés dans un séparateur au fond duquel sont récupérés les constituants solides entraînés par les gaz et qui sont réintroduits 15 dans le mélangeur en dessous du niveau supérieur du mélange.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les constituants solides sont introduits dans le mélangeur à un niveau où le mélange se trouve en phase 20 pâteuse.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les substances volatiles sont récupérées du séparateur et utilisées comme gaz de combustion pour chauffer le charbon inerte 25 avant son introduction dans le mélangeur.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on maintient tout le circuit de récupération à une température supérieure à la température de condensation des particules bitumeuses.

5. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant un mélangeur (10) avec un agitateur (12) et pourvu d'une ouverture d'admission de charbon gras préchauffé à une température inférieure à son point de ramollissement, 35 d'une ouverture d'admission de charbon inerte préchauffé à une température supérieure à la température de ramol- 9 t lissement du charbon gras, et d'une ouverture de sortie des gaz engendres dans le mélangeur (10), caractérisée en ce que l'ouverture de sortie des gaz est reliée par une cheminée (28) à un séparateur (30) dans lequel les cons-5 tituants solides entraînés par les gaz sont précipités par gravité et en ce que le fond du séparateur (30) est relié par un convoyeur (36) à un dispositif d'introduction des constituants solides dans le mélangeur (10) à travers une ouverture prévue dans la paroi latérale de 10 celui-ci à un endroit déterminé situé en dessous du niveau de remplissage du mélangeur (10).

6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le convoyeur (36) est une double vis sans fin.

7. Installation selon la revendication 5, carac térisée en ce que le dispositif d'introduction est constitué par un piston (42) coulissant dans un tube (40) communiquant avec l'ouverture dans la paroi latérale du mélangeur (10) et incliné par rapport à celle-ci, ce tube 20 (40) étant relié en aval de la position de repos du piston (42) par un passage vertical (38) au convoyeur à vis sans fin (36).

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit passage (48) comporte une con- 25 nexion flexible (48) pour compenser les dilatations thermiques.

9. Installation selon la revendication 7, caractérisée par deux obturateurs (44, 46) prévus respectivement dans le tube incliné (40) à proximité de sa com- 30 munication avec le mélangeur (10) et dans le passage vertical (38).

10. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le tube (40) est de section cylindrique.

11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que la paroi intérieure du tube (40) comporte des racleurs. * * ί 1 ο

12. Installation selon la revendication 5, caractérisée par des sondes de niveau prévues dans la partie inférieure du séparateur (30).