OA18352A - Powdered charcoal making apparatus - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un appareil permettant d'avoir du charbon en granulé à partir de déchets organiques. Cet appareil comprend une enceinte métallique (1) disposant de plusieurs compartiments communicants où a lieu la combustion en atmosphère contrôlée, des tubes de petit diamètre (4) pour conduire de faibles quantités d'air dans l'enceinte métallique, une tige axiale (3) munis de longs bras rigides à faible section pour le brassage de la matière en combustion, un ventilateur (5) relié à de longs tuyaux renifleurs (5') de faible diamètre pour l'extraction de fumée et autres gaz, une vis sans fin (6) logée dans une cage fixée au bas conique de l'enceinte permet l'évacuation du charbon fabriqué, une vis sans fin (6') logée dans une cage à double coque munie de gicleurs d'eau de refroidissement pour la récolte du charbon éteint. An apparatus for obtaining granulated charcoal from organic waste is disclosed. This device comprises a metal enclosure (1) having several communicating compartments where combustion takes place in a controlled atmosphere, small diameter tubes (4) for conducting small quantities of air in the metal enclosure, an axial rod (3 ) fitted with long rigid arms with small cross-section for stirring the burning material, a fan (5) connected to long sniffer pipes (5 ') of small diameter for the extraction of smoke and other gases, an endless screw (6) housed in a cage fixed to the conical bottom of the enclosure allows the evacuation of the carbon produced, an endless screw (6 ') housed in a double-shell cage fitted with cooling water jets for collecting the extinguished coal.
Description
DESCRIPTION DE L’INVENTIONDESCRIPTION OF THE INVENTION
Appareil de fabrication du charbon en granuléGranular charcoal making apparatus
L’invention concerne un appareil permettant d’avoir du charbon en granulé à partir de déchets organiques (ménagers, agricoles et agroindustriels) ainsi que toute matière végétale telle que herbes sauvages, cultures à haute teneur en matière sèche (MS).The invention relates to an apparatus for obtaining granulated charcoal from organic waste (household, agricultural and agro-industrial) as well as any plant material such as wild grasses, crops with a high dry matter content (DM).
Le charbon est un combustible solide riche en carbone. Il est obtenu à partir de la matière organique végétale. Il est utilisé principalement comme combustible de propulsion ou comme combustible de cuisson. Le charbon utilisé est issu de 2 sources :Coal is a solid fuel rich in carbon. It is obtained from organic plant matter. It is used primarily as a propellant fuel or as a cooking fuel. The charcoal used comes from 2 sources:
- soit naturelle par formation géologique : c’est le charbon de terre ou houille ;- either natural by geological formation: it is coal or hard coal;
- soit par la combustion du bois : c’est le charbon de bois. C’est ce dernier qui nous intéresse ici.- or by burning wood: it is charcoal. It is the latter that interests us here.
Le charbon de bois est un combustible obtenu, soit dans un incendie de forêt, soit par la carbonisation du bois, c'est-à-dire par pyrolyse (en l'absence d'oxygène) dans une enceinte en atmosphère contrôlée.Charcoal is a fuel obtained either in a forest fire or by charring the wood, that is to say by pyrolysis (in the absence of oxygen) in a chamber in a controlled atmosphere.
Le procédé de carbonisation permet d'extraire du bois, par élévation de la température, les fractions liquéfiables (acide pyroligneux), gazéifiables, l’humidité et toute matière végétale ou organique volatile, afin de ne laisser que le carbone et quelques minéraux. La structure micro et nanoporeuse de ce charbon lui confère des qualités particulières.The carbonization process extracts from the wood, by raising the temperature, the liquefiable (pyroligneous acid), gasifiable fractions, moisture and any volatile vegetable or organic matter, leaving only the carbon and a few minerals. The micro and nanoporous structure of this carbon gives it particular qualities.
Historiquement, la carbonisation était réalisée par des charbonniers (ou carbonniers), directement en forêt au plus près de la ressource en bois. Les lieux où s'établissaient cette activité étaient appelés charbonnières ou carbonneries. La fabrication en est décrite dans le Précis illustré de mécanique en 1894 de la manière suivante :Historically, carbonization was carried out by charcoal burners (or carbons), directly in the forest as close as possible to the wood resource. The places where this activity was established were called coal mines or carbonneries. The manufacture is described in the Précis illustrated de Mécanique in 1894 as follows:
« Le charbon de bois provient de la carbonisation du bois brûlé sans air pendant un certain temps. Cette opération se fait à l’emplacement même où on coupe le bois, c’est-à-dire dans la forêt. Les morceaux de bois sont mis debout et inclinés, entassés les uns sur les autres en formant une circonférence de 3 à 6 mètres environ de diamètre et une hauteur d'environ 2,50 à 3 mètres, en laissant un trou au centre et en hauteur pour y mettre le feu. Puis on le referme totalement et on met une couche de terre ou de gazon sur toute la surface pour éviter les courants d’air. Il brûle dans cette position pendant quinze jours ou trois semaines suivant la i - qualité du bois. Lorsqu’il est suffisamment brûlé, on remet une nouvelle couche de terre sur toute la surface pour l’étouffer complètement et on le laisse refroidir, puis on démonte le tout. Le bois étant assemblé et le feu y étant, il prend le nom de fourneau et demande à être surveillé nuit et jour. »“Charcoal comes from charring burnt wood without air for a period of time. This is done at the very location where the wood is cut, that is, in the forest. The pieces of wood are put upright and inclined, piled on top of each other forming a circumference of about 3 to 6 meters in diameter and a height of about 2.50 to 3 meters, leaving a hole in the center and in height to set it on fire. Then we close it completely and we put a layer of earth or grass over the entire surface to avoid drafts. It burns in this position for fifteen days or three weeks depending on the quality of the wood. When it is sufficiently burned, we put a new layer of soil over the entire surface to smother it completely and let it cool, then take it apart. The wood being assembled and the fire being there, it takes the name of stove and asks to be watched night and day. "
Au cours du XIXe siècle sont apparus des procédés industriels de fabrication du charbon de bois. Ce sont des enceintes métalliques et des meules de diverses formes, utilisés comme fours. Ils ne fonctionnent pas en vase clos. Certains sont amovibles afin d'être utilisés sur place en forêt. Ils permettent la récupération des sous-produits comme le goudron et les gaz.During the nineteenth century appeared the industrial processes of manufacture of charcoal. They are metal enclosures and grindstones of various shapes, used as ovens. They do not operate in a vacuum. Some are removable in order to be used on site in the forest. They allow the recovery of by-products such as tar and gases.
Ce sont également les appareils Moreau, Pierce, Dromart, etc.They are also Moreau, Pierce, Dromart, etc.
« L'appareil Moreau, mis au point aux environs de 1875, est composé d'une cage en forme de dôme composée de plaques de fortes tôles montées sur un bâti en fonte. La partie supérieure se termine par une cheminée munie d'un couvercle mobile ; la partie inférieure est ouverte et la cage se pose simplement sur une aire préparée comme pour une meule ordinaire »“The Moreau apparatus, developed around 1875, is made up of a dome-shaped cage made up of heavy metal plates mounted on a cast iron frame. The upper part ends with a chimney fitted with a movable cover; the lower part is open and the cage is simply placed on a prepared area as for an ordinary grinding wheel ”
Le procédé Pierce permet de chauffer le four en utilisant les gaz produits lors d'une précédente carbonisation. Dès que la vapeur a cessé de se dégager, on met en marche l'aspirateur et envoie les gaz dans le condenseur, d'où ils reviennent chauffer un four voisin. ».The Pierce process makes it possible to heat the furnace using the gases produced during a previous carbonization. As soon as the steam has ceased to emerge, the vacuum cleaner is started and the gases are sent to the condenser, from where they return to heat a neighboring oven. ".
La carbonisation de 100kg de bois dans ces types de carbonisateur permet d'obtenir 25 kg de charbon de bois, 0,75kg d’alcool méthylique, 1 kg d'acide acétique, 4 kg de goudron de bois, 45,95 kg d'eau et 23kg de gaz combustible. Le rendement en charbon de ces carbonisateurs est de l’ordre de 25%.The carbonization of 100kg of wood in these types of carbonizer makes it possible to obtain 25 kg of charcoal, 0.75 kg of methyl alcohol, 1 kg of acetic acid, 4 kg of wood tar, 45.95 kg of water and 23kg of fuel gas. The carbon yield of these carbonizers is in the order of 25%.
La production industrielle est de plus en plus effectuée dans des fours.Industrial production is increasingly carried out in ovens.
Cependant, Il est établi que l’utilisation du bois sous forme de charbon gaspille les 4/5 de sa valeur calorifique. La production de charbon de bois provoque donc un gaspillage énorme de bois et son usage systématique accélère la déforestation.However, it is established that using wood in the form of charcoal wastes 4/5 of its calorific value. The production of charcoal therefore causes an enormous waste of wood and its systematic use accelerates deforestation.
Un des enjeux contemporains est d'en limiter la production ou d'éviter les rejets dans le milieu naturel et d'utiliser des matières qui n'augmentent pas la pression sur les forêts tropicales et primaires notamment, et à lutter ainsi contre le réchauffement climatique, un enjeu planétaire.One of the contemporary challenges is to limit its production or to avoid discharges into the natural environment and to use materials that do not increase the pressure on tropical and primary forests in particular, and thus to fight against global warming. , a global issue.
La présente invention, a pour but de produire un appareil permettant d’obtenir du charbon en utilisant des matières autres que le bois afin de préserver l’écosystème forestier et participer à l’entretien de l’environnement.The present invention aims to produce an apparatus for obtaining charcoal using materials other than wood in order to preserve the forest ecosystem and participate in the maintenance of the environment.
L’appareil revendiqué permet d'obtenir du charbon en granulé, agglomérer ensuite en morceau, à partir de la carbonisation de toute matière organique faite d’une part des déchets (sans utilité) ménagers, agricoles et agro-industriels et d'autre part de matière végétale telle que les herbes sauvages, les plantes à haute teneur en matière sèche (MS) cultivées à cette fin.The claimed device makes it possible to obtain granulated charcoal, then agglomerate in pieces, from the carbonization of any organic matter made on the one hand from household, agricultural and agro-industrial waste (useless) and on the other hand plant material such as wild grasses, high dry matter (DM) plants grown for this purpose.
Cet appareil comprend une enceinte métallique disposant de plusieurs compartiments (étages) communicants où a lieu la combustion en atmosphère contrôlée, des tubes de petit diamètre pour conduire de faibles quantités d’air dans l’enceinte métallique, une tige axiale munis de longs bras rigides à faible section pour le brassage de la matière en combustion, un ventilateur relié à de longs tuyaux renifleurs de faible diamètre pour l’extraction de fumée et autres gaz, une vis sans fin logée dans une cage fixée au bas conique de l'enceinte permet l’évacuation du charbon fabriqué, une vis sans fin logée dans une cage à double coque munie de gicleurs d’eau de refroidissement pour la récolte du charbon éteint.This device comprises a metal enclosure having several communicating compartments (stages) where combustion takes place in a controlled atmosphere, small diameter tubes to conduct small quantities of air in the metal enclosure, an axial rod fitted with long rigid arms with a small section for the stirring of the material in combustion, a fan connected to long sniffer pipes of small diameter for the extraction of smoke and other gases, an endless screw housed in a cage fixed to the conical bottom of the enclosure allows the evacuation of the manufactured coal, an endless screw housed in a double-shell cage fitted with cooling water jets for collecting the extinguished coal.
L'Appareil de fabrication de charbon en poudre à partir de résidus organiques, conformément à l’invention, présente plusieurs avantages, notamment le recyclage des déchets organiques et l’assainissement de l’environnement ainsi que l'obtention d'un charbon plus ferme. Par ailleurs, cet appareil a un meilleur rendement avec un taux d’environ 35% ; quant à son efficacité de carbonisation, il avoisine le taux de 100%. Enfin, l'appareil est facile de maintenance notamment l’entretient des circuits de fumée et gaz susceptibles de s'encrasser et de réduire les performances de l’appareil.The apparatus for making powdered charcoal from organic residues in accordance with the invention has several advantages, including recycling of organic waste and cleaning up the environment as well as obtaining firmer charcoal. . In addition, this device has a better efficiency with a rate of about 35%; as for its carbonization efficiency, it is around 100%. Finally, the device is easy to maintain, in particular it maintains smoke and gas circuits liable to clog and reduce the performance of the device.
L’invention est décrite ci-après avec référence aux dessins joints à cet effet pour lesquels :The invention is described below with reference to the accompanying drawings for which:
La figure 1 est une vue de profil du carbonisateur complet,Figure 1 is a side view of the complete carbonizer,
La figure 2 est une vue de face de l’agitateur du carbonisateur fait d'un axe munis de longs bras rigides à faible section,Figure 2 is a front view of the agitator of the carbonizer made of an axis equipped with long rigid arms of small section,
La figure 3 est une vue de côté du corps du carbonisateur.Figure 3 is a side view of the body of the carbonizer.
Le carbonisateur selon l’invention dispose de fonctions qui ne sont pas forcément séquentielles. Ce sont :The carbonizer according to the invention has functions which are not necessarily sequential. Those are :
1èr® fonction : Une enceinte métallique (1) formant le corps du carbonisateur où a lieu toute l’opération.1 st ® function: A metal enclosure (1) forming the body of the carbonizer where the entire operation takes place.
2ème fonction : L’alimentation (2) de l’enceinte métallique avec les matières organiques broyées, séparées des résidus minéraux et ayant un taux d’humidité de moins 25%.2 nd function: Feeding (2) the metallic enclosure with crushed organic matter, separated from mineral residues and having a humidity level of less than 25%.
3ème fonction : la pyrolyse de la matière organique, après amorçage, en apportant de l’air sous contrôle au cœur de la matière via de longs tubes de petit diamètre (4). La température au cœur de la carbonisation peut atteindre 400°C.3 rd function: the pyrolysis of the organic material, after initiation, by bringing air under control to the core of the material via long tubes of small diameter (4). The temperature at the heart of the carbonization can reach 400 ° C.
4èm® fonction : Brassage de la matière en combustion à l'aide d’un axe munis de longs bras rigides à faible section ou agitateur (3), tournant à très faible vitesse (5 tr/mn). Ce dispositif îo permet d’éliminer « /es trous de rat » dans ladite matière, et d'homogénéiser ainsi la combustion dans l’enceinte du carbonisateur.4 em ® function: Brewing of burning material with an axis provided with long rigid arms low section or stirrer (3), very low speed rotating (5 rev / min). This device makes it possible to eliminate "/ es rat holes" in said material, and thus to homogenize the combustion in the chamber of the carbonizer.
5ème fonction : L’extraction de fumée et de gaz par un ventilateur d’extraction (5) relié à de longs tuyaux renifleurs de faible diamètre (5’) (pour ne pas gêner la descente de la matière) introduits à différents points dans la matière. L’extraction vise les fumées, la vapeur d’eau et 15 d’autres gaz nés de la carbonisation pouvant étouffer la combustion et les poches de gaz explosifs formées dans l’enceinte très chaude où arrive de l’air frais. 5th function: The extraction of smoke and gas by an exhaust fan (5) connected to long tubes of small diameter sniffer (5 ') (not to interfere with the descent of the material) introduced at different points in matter. The extraction targets the fumes, water vapor and other gases born from carbonization which can smother the combustion and the pockets of explosive gases formed in the very hot enclosure where fresh air arrives.
6ème fonction : L'évacuation du charbon fabriqué grâce à une vis sans fin (6) logée dans une cage, laquelle cage est fixée au bas conique de l’enceinte. 6th function: The removal of the coal manufactured through a worm screw (6) housed in a cage, which cage is fixed enclosure to the conical bottom.
7ème fonction : Enfin, la récolte du charbon éteint grâce à une vis sans fin (6’) logée dans une 20 cage à double coque ou circule de l’eau froide, cette cage est également muni de gicleurs d'eau qui permettent d’asperger du brouillard d’eau sur la poudre afin d'en accélérer le refroidissement. 7th function: Finally, harvesting of coal off through a worm (6 ') housed in a cage 20 double hull or circulating cold water, the cage is also provided with water sprays which allow '' spray the powder with water mist to speed up the cooling.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| OA18352A true OA18352A (en) | 2018-10-16 |
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