WO2012101358A1 - Procede securise de traitement thermique du bois - Google Patents

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WO2012101358A1
WO2012101358A1 PCT/FR2012/050109 FR2012050109W WO2012101358A1 WO 2012101358 A1 WO2012101358 A1 WO 2012101358A1 FR 2012050109 W FR2012050109 W FR 2012050109W WO 2012101358 A1 WO2012101358 A1 WO 2012101358A1
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water
wood
furnace
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heat treatment
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Patrick Delaine
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Jcl Technologie
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    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B21/14—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects using gases or vapours other than air or steam, e.g. inert gases
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    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases, or liquids
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    • F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2210/16—Wood, e.g. lumber, timber

Definitions

  • the invention relates to a method of heat treatment of wood, the principle of which is based on the generation of hot gases from the combustion of biomass, said gases feeding a furnace designed to provide this treatment.
  • Heat treatment of wood can improve its biological resistance to insects and xylophagous fungi, or increase its dimensional stability through a modification of the material and without the introduction of chemical.
  • Wood heat treatment processes using a gas generator using biomass are generally confronted with two major risks, which are fire and environmental pollution, both of which are related to the production of toxic fumes. . Indeed, wood heated to a temperature above 180 ° C undergoes chemical modifications of its carbon chains. Cellulose, hemicelluloses and wood lignin undergo a gradual degradation producing molecules such as aldehydes, such as furfural or formaldehyde, methanol formic and acetic acids as well as combustible gases such as hydrogen, monoxide of carbon and methane. These gases are likely to self-ignite and thus cause a fire in wood heat treatment furnaces.
  • the main drawbacks of these techniques are that they do not systematically allow the capture of products in small quantities and with high vapor pressures, that they can not, moreover, surely avoid the re-aspiration of the fluids in the form of vapors by the pumping system, and finally, that they do not provide a self-cleaning of the condensation system. In addition, they do not guarantee condensation of vapors without lowering the gas flow, and do not guarantee to make the liquid state permanent, including in a low vacuum system.
  • the methods of heat treatment of wood according to the invention implement means for limiting the risk of fire, and means for recovering the vapors from the treatment, these means overcoming all the aforementioned drawbacks.
  • said method includes an additional step of controlling this oxygen level, in particular to organize an intervention fast at the facility in the event that this control step would detect an abnormally high value of this rate.
  • the subject of the invention is a method for heat treatment of wood, comprising a step of heating the wood in an oven placed in an enclosure, by means of hot gases supplied by a generator, a step of recovering the vapors resulting from the treatment and a step of injecting water into the oven so as to create water vapor.
  • the main characteristic of a heat treatment process according to the invention is that it implements a step of controlling the oxygen level in the oven, by the presence of at least one oxygen probe implanted in said oven and connected to a reading means of the measurement.
  • the enclosure which represents the specific part of the installation in which is implemented the method of heat treatment of wood, corresponding to the space dedicated to the furnace, and the means for recovering the vapors from heat treatment wood, will be filled with water vapor.
  • the process of treatment according to the invention implements a simple and perfectly well controlled means, to significantly reduce the risk of fire in the enclosure, and to recover completely or partially, the harmful vapors emanating from the heat treatment of the wood.
  • the injection of water into the furnace can be effected either by means of at least one directional jet or by diffusion in the form of droplets, via at least one injection nozzle.
  • the orientation of the water inlet in the furnace is flexible, and will be a function of geometric constraints and congestion encountered.
  • the water injection step can be continuous throughout the heat treatment of the wood. According to another preferred embodiment of a method according to the invention, it can be carried out intermittently, at predefined time intervals depending on the constraints encountered.
  • a method according to the invention can be performed "à la carte” over time ranges random, dictated by the constraints for a real-time adjustment.
  • the implantation of an oxygen probe in the furnace makes it possible to continuously inform an operator of the oxygen content present in said furnace during the heat treatment of the wood, and to evaluate the risk of fire. If the flow rate of injected water is constant, that is to say operating all or nothing, an unacceptable rise in the oxygen level will indicate to an operator that it is necessary to activate the injection of water into the furnace. If the flow of water is variable, the operator will adjust its flow punctually, to adapt to the critical situation encountered, and thus reduce the oxygen level.
  • the oxygen sensor is connected to a buzzer to inform, in real time, an operator that the oxygen level has reached a value too high. This alarm may be visual, such as a light that comes on, or sound, such as an alarm or a siren.
  • the water injection rate is variable. This possibility increases the flexibility of use of the wood heat treatment system, by adjusting the quality of the wood to be treated, and the dimensions and geometry of the oven and the enclosure, the amount of water to be injected . Similarly, if the rate of oxygen were to grow during the same thermal treatment of wood, a temporary increase in the flow of injected water would bring it down to an acceptable level.
  • the gas generator uses the biomass.
  • the interest of using biomass is no longer to be proven, on the other hand, it generates disadvantages related to the emission of vapors heavily loaded with water and various dusts and varied.
  • vapor recovery is therefore a major issue, in particular to avoid environmental pollution.
  • the water injected into the oven is preheated to accelerate the vaporization phenomenon.
  • the water injected into the oven is hot, and is heated to a temperature of the order of 80 ° C.
  • This preheating phenomenon will accelerate the process of formation of water vapor in the chamber containing the furnace, and instantly make operational this water vapor, against the occurrence of a fire, and vis-à-vis the collection of vapors charged with dust, resulting from the heat treatment of wood.
  • the hot gases supplied by the gas generator are used to heat the water which is injected into the furnace.
  • the energy used to heat the water pre-exists, and therefore does not have to be brought or created from the outside.
  • the gases supplied by the generator allowing, in these two cases, to increase the temperature of the water to accelerate the phenomenon of vaporization.
  • the temperature of the gases emitted can reach 600 ° C., said gases then being able to heat the water rapidly and significantly.
  • the oxygen sensor is connected to a self-regulating system of the flow of water injected into the oven, so as to maintain the oxygen level in the oven below a threshold value, at each instant of the process.
  • the device triggering the injection of water is connected to the oxygen sensor, and is programmed to trigger automatically from that the measured value of the oxygen level is found above a threshold value.
  • the flow-regulating device is connected to the oxygen probe, and is programmed to adapt the flow of water to be injected, as soon as the measured value of the oxygen level is above a threshold value.
  • the threshold value below which the oxygen level must be maintained is 7%. Indeed, this rate guarantees conditions of non-occurrence of fire, and this, so almost safe.
  • the step of recovering the vapors resulting from the heat treatment of the wood involves a cooling exchanger, part of the water vapor present in the enclosure condensing at said exchanger.
  • a cooling exchanger may already be present in the chamber to recover the vapors from the heat treatment of wood.
  • this exchanger will concentrate, in condensed form, a portion of the emitted water vapor. This important condensation will allow:
  • the water injected into the furnace comes from a parallel and autonomous circuit.
  • the water supply circuit to be injected into the furnace is dissociated from the rest of the plant specially designed for the heat treatment of wood, to avoid accidental interference, between said circuit of water and said installation, which could be detrimental to the smooth running of the treatment method according to the invention.
  • an incident that would occur at this water circuit would not require the interruption of the treatment process.
  • the wood treatment methods according to the invention have the advantage of using water, which is a simple, inexpensive and well controlled way, both to avoid the occurrence of a fire and to recover the harmful vapors resulting from the heat treatment of the wood. Moreover, this means, which is based on an injection of water into the furnace, can not in any way, including in the event of a malfunction, have any negative influence on the progress of the wood treatment process and on the quality of this treatment.
  • FIG. 1 is a schematic view of a water circuit mounted in an installation for the implementation of a wood treatment method according to the invention.
  • the methods of heat treatment of the wood according to the invention implement a closed circuit 1 of hot water, parallel to the main circuit of gas, made from biomass for thermally treating the wood.
  • the heat treatment processes of the wood according to the invention in fact comprise a step of producing gas at about 600 ° C., a stage of heat treatment of the wood itself. speak, involving an oven 2 in which these particular hot gases arrive, and a terminal stage of recovery of the vapors emitted during said treatment, these vapors being heavily loaded with water and harmful dust.
  • the treatment methods according to the invention propose to solve these two problems by implementing a single technique, which is that of injecting hot water into the oven 2, in order firstly to create instantaneously water vapor, the main consequence of which is to contribute to lowering the oxygen content in said furnace 2 to values of less than 7% and, secondly, to promote condensation at the level of the cold elements of the chamber, for trapping the vapors from the furnace 2.
  • This hot water injection into the furnace 2 is made possible by the circuit 1 of hot water, implanted parallel and autonomous, in the installation specially dedicated to the heat treatment of wood.
  • the production of hot water is carried out by means of a tubular 3 gas / water heat exchanger, fed by hot gases 16 at 600 ° C.
  • a temperature probe 9 placed at the outlet of the hot water preparer 5 triggers the tilting of a valve 10 and the deviation of the flow of water towards the cooled circuit 7.
  • the temperature of the water in the circuit is measured by a number of temperature probes 11, 12, 13, distributed along the latter, and in particular at the inlet 12 and at the outlet 13 of the gas / water exchanger 3.
  • the gases 17 coming out of the 3 gas / water heat exchanger have a temperature of the order of 300 ° C, and are routed to the furnace 2 via a system of valves 18.
  • the introduction into the oven 2 of gas 17 at this temperature allows a lower heat input, making it a regulating element for the establishment of bearings in the furnace 2 during processing.
  • the gases 17 leaving the exchanger 3 gas / water are used for an optimized supply of heat during the phases of temperature steps in the furnace 2.
  • the control of the oxygen level in the chamber is achieved by means of an oxygen sensor.
  • this probe can be connected to a visual or audible alarm, which is triggered as soon as the oxygen level is higher than a threshold value.
  • this rate is 10%.
  • the probe is connected to a regulator of the flow of hot water, which increases said flow rate, if the rate of oxygen tends to increase towards the threshold value.

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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de traitement thermique du bois, comprenant une étape de chauffage du bois dans un four (2) placé dans une enceinte, au moyen de gaz chauds (17) fournis par un générateur, et une étape de récupération des vapeurs issues du traitement.La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention, est qu'il comprend une étape d'injection d'eau dans le four (2), de manière à créer de la vapeur d'eau.

Description

PROCEDE SECURISE DE TRAITEMENT THERMIQUE DU BOIS
L'invention se rapporte à un procédé de traitement thermique du bois, dont le principe repose sur la génération de gaz chauds issus de la combustion de biomasse, lesdits gaz alimentant un four conçu pour assurer ce traitement. Les traitements thermiques du bois permettent d'améliorer sa résistance biologique vis-à-vis des insectes et des champignons xylophages, ou encore d'accroître sa stabilité dimensionnelle grâce à une modification du matériau et sans l'introduction de produit chimique.
Les procédés de traitement thermique du bois mettant en œuvre un générateur de gaz utilisant la biomasse, sont généralement confrontés à deux risques majeurs, qui sont l'incendie et la pollution de l'environnement, ces deux risques étant liés à la production de vapeurs toxiques. En effet, le bois chauffé à une température supérieure à 180°C subit des modifications chimiques de ses chaînes carbonées. La cellulose, les hémicelluloses et la lignine du bois connaissent une dégradation progressive produisant des molécules telles que des aldéhydes, comme par exemple le furfural ou les formaldéhydes, du méthanol des acides formique et acétique ainsi que des gaz combustibles comme l'hydrogène, le monoxyde de carbone et le méthane. Ces gaz sont susceptibles de s'autoenflammer et donc de provoquer un incendie dans les fours de traitement thermique du bois. Les solutions les plus couramment utilisées pour limiter le risque de départ et de propagation d'un incendie, consistent à limiter la teneur en oxygène de l'enceinte constituée par le four, et de supprimer les sources d'ignition possibles. Dans des procédés fondés sur la génération de gaz à partir de la biomasse, les gaz de combustion chargés à 10% d'oxygène sont réutilisés pour l'alimentation du four, sans la présence de flammes nues dans l'enceinte. Or, il s'avère que des essais préliminaires de traitement thermique du bois ont montré qu'un taux d'oxygène de l'ordre de 10% dans l'enceinte demeurait trop élevé pour garantir, à coup sûr, la sécurité des installations vis-à-vis d'un départ d'incendie. De plus, certaines normes de sécurité, comme la norme EN1539 relative aux étuves et fours accueillant des émissions de composés organiques volatils, préconisent un taux d'oxygène inférieur à 7% pour des températures supérieures à 150°C. D'autres moyens ont déjà été mis en œuvre pour réduire le risque d'incendie, parmi lesquels, la mise en surpression de l'enceinte afin de limiter les entrées d'oxygène, l'évacuation forcée des vapeurs au moyen d'une pompe afin de réduire la concentration de gaz inflammables, ou l'implantation dans l'enceinte de sondes de température permettant de détecter les éventuels points de départ d'incendie. Or, les principaux inconvénients de toutes ces techniques, sont qu'il demeure particulièrement difficile d'abaisser le taux d'oxygène de 10% à 7%, et de contrôler que ce taux a été atteint de façon convenable. De plus, toutes ces techniques ont un coût élevé, et ne sont pas sans influence sur le déroulé du procédé de traitement thermique du bois, et sur la qualité de ce traitement. Enfin, ces techniques ne sont pas forcément adaptables aux données d'entrée fixes, que sont, par exemple, la nature inflammable du bois, l'utilisation comme point de départ d'un gaz à 10% d'oxygène au minimum.
Pour ce qui concerne la récupération des vapeurs issues du traitement thermique du bois, elle est actuellement réalisée par condensation à la sortie du four, au moyen d'un condenseur de type « tubes et calandre » avec un système de refroidissement à eau, cette solution ayant été validée suite à des essais conduits sur une station à échelle réduite. Si les résultats ont montré des niveaux acceptables de récupération, il apparaît clairement que les taux de rétention, notamment des composés les plus lourds, pouvaient être améliorés. D'autres moyens ont déjà été mis en œuvre pour la récupération des vapeurs, comme l'extraction forcée de ces vapeurs au moyen d'une pompe, ou le stockage dans un jeu de deux cuves successives. Les principaux inconvénients de ces techniques sont qu'elles ne permettent pas systématiquement une captation des produits en faible quantité et ayant des tensions de vapeur élevées, qu'elles ne peuvent pas, de plus, éviter de façon sûre la réaspiration des fluides sous forme de vapeurs par le système de pompage, et, enfin, qu'elles n'assurent pas un auto-nettoyage du système de condensation. De plus, elles ne garantissent pas une condensation des vapeurs sans abaisser le débit de gaz, et ne garantissent pas de rendre l'état liquide permanent, y compris dans un système en faible dépression. Les procédés de traitement thermique du bois selon l'invention, mettent en œuvre des moyens permettant de limiter le risque d'incendie, et des moyens destinés à récupérer les vapeurs issues du traitement, ces moyens s'affranchissant de tous les inconvénients précités. De façon à s'assurer que le taux d'oxygène ne dépasse pas une valeur seuil dans le four durant toute la durée du procédé, ledit procédé inclut une étape supplémentaire de contrôle de ce taux d'oxygène, afin notamment d'organiser une intervention rapide au niveau de l'installation dans le cas où cette étape de contrôle détecterait une valeur anormalement élevée de ce taux.
L'invention a pour objet un procédé de traitement thermique du bois, comprenant une étape de chauffage du bois dans un four placé dans une enceinte, au moyen de gaz chauds fournis par un générateur, une étape de récupération des vapeurs issues du traitement et une étape d'injection d'eau dans le four de manière à créer de la vapeur d'eau. La principale caractéristique d'un procédé de traitement thermique selon l'invention, est qu'il met en œuvre une étape de contrôle du taux d'oxygène dans le four, par la présence d'au moins une sonde à oxygène implantée dans ledit four et reliée à un moyen de lecture de la mesure. L'enceinte, qui représente la partie spécifique de l'installation dans laquelle est mis en œuvre le procédé de traitement thermique du bois, correspondant à l'espace dédié au four, ainsi qu'aux moyens destinés à récupérer les vapeurs issues du traitement thermique du bois, va ainsi être remplie de vapeur d'eau. L'injection d'eau dans le four va engendrer la production de vapeurs d'eau dans ledit four, ces vapeurs constituant un volume de gaz important se mélangeant aux vapeurs de gaz issues du traitement thermique du bois, ce mélange ayant pour conséquence d'abaisser de façon significative, le taux d'oxygène dans le four. De cette façon, les risques d'incendie sont réduits, voire annuler. De plus la création d'une abondante quantité de vapeur d'eau dans l'enceinte va engendrer des zones de condensation de ces vapeurs d'eau au niveau des parties froides de ladite enceinte, cette condensation étant particulièrement adaptée au piégeage des vapeurs issues du traitement thermique du bois, par solubilisation dans l'eau produite par ladite condensation. Le procédé de traitement selon l'invention met en œuvre un moyen simple et parfaitement bien maîtrisé, permettant de réduire, de façon notable, les risques d'incendie dans l'enceinte, et permettant de récupérer totalement ou partiellement, les vapeurs nocives émanant du traitement thermique du bois. L'injection d'eau dans le four peut s'effectuer, soit au moyen d'au moins un jet directionnel, soit par une diffusion sous forme de gouttelettes, par l'intermédiaire d'au moins une buse d'injection. De même, l'orientation de l'arrivée d'eau dans le four est modulable, et sera fonction des contraintes géométriques et d'encombrement rencontrées. L'étape d'injection d'eau peut être continue durant toute la durée du traitement thermique du bois. Selon un autre mode de réalisation préféré d'un procédé selon l'invention, elle peut s'effectuer par intermittence, à des intervalles de temps prédéfinis en fonction des contraintes rencontrées. Selon un autre mode de réalisation préféré d'un procédé selon l'invention, elle peut être réalisée « à la carte », sur des plages de temps aléatoires, dictées par les contraintes, pour un ajustement en temps réel. L'implantation d'une sonde à oxygène dans le four, permet de renseigner de façon continue un opérateur, sur le taux d'oxygène présent dans ledit four, lors du traitement thermique du bois, et d'évaluer les risques d'incendie. Si le débit d'eau injecté est constant, c'est-à-dire fonctionnant en tout ou rien, une montée inacceptable du taux d'oxygène indiquera à un opérateur qu'il faut activer l'injection d'eau dans le four. Si le débit d'eau est variable, l'opérateur ajustera ponctuellement son débit, pour l'adapter à la situation critique rencontrée, et ainsi diminuer le taux d'oxygène. De façon avantageuse, la sonde à oxygène est reliée à un avertisseur permettant d'informer, en temps réel, un opérateur que le taux d'oxygène a atteint une valeur trop élevée. Cet avertisseur peut être visuel, comme par exemple un voyant qui s'allume, ou être sonore, comme une alarme ou une sirène.
Avantageusement, le débit d'injection d'eau est variable. Cette possibilité accroît la souplesse d'utilisation de l'installation de traitement thermique du bois, en ajustant à la qualité du bois à traiter, et aux dimensions et à la géométrie du four et de l'enceinte, la quantité d'eau à injecter. De même, si le taux d'oxygène était amené à croître au cours d'une même opération de traitement thermique du bois, une augmentation temporaire du débit d'eau injectée permettrait de le faire baisser à un niveau acceptable.
Selon un mode de réalisation préféré d'un procédé de traitement du bois selon l'invention, le générateur de gaz utilise la biomasse. Si l'intérêt d'avoir recours à la biomasse n'est plus à démontrer, en revanche, elle engendre des inconvénients liés à l'émission de vapeurs fortement chargées en eau et en poussières diverses et variées. Pour cette configuration de génération de gaz, la récupération des vapeurs est donc un enjeu majeur, pour éviter notamment la pollution de l'environnement. De façon préférentielle, l'eau injectée dans le four est préalablement chauffée, pour accélérer le phénomène de vaporisation. Autrement dit, l'eau injectée dans le four est chaude, et est portée à une température de l'ordre de 80°C. Ce phénomène de préchauffage va accélérer le processus de formation de vapeurs d'eau dans l'enceinte contenant le four, et rendre instantanément opérationnelle cette vapeur d'eau, contre l'apparition d'un incendie, et vis-à- vis de la captation des vapeurs chargées en poussières, issues du traitement thermique du bois.
De façon avantageuse, les gaz chauds fournis par le générateur de gaz servent à chauffer l'eau qui est injectée dans le four. De cette manière, l'énergie servant à chauffer l'eau préexiste, et n'a donc pas à être apportée ou créée depuis l'extérieur. Soit l'eau à injecter est initialement froide, soit elle est déjà chaude, les gaz fournis par le générateur permettant, dans ces deux cas de figure, d'augmenter la température de l'eau pour accélérer le phénomène de vaporisation. Dans le cas d'un générateur de gaz utilisant la biomasse, la température des gaz émis peut atteindre les 600°C, lesdits gaz pouvant alors chauffer l'eau de façon rapide et significative. Il est bien entendu que dans cette configuration, l'objectif majeur des gaz émis reste le traitement thermique du bois, et que, moyennant un aménagement approprié, ces gaz peuvent, en totalité ou partiellement, servir aussi à chauffer l'eau. Avantageusement, la sonde à oxygène est reliée à un système d'autorégulation du débit d'eau injectée dans le four, de manière à maintenir le taux d'oxygène dans le four en dessous d'une valeur seuil, à chaque instant du procédé. Dans le cas d'un débit d'eau constant, c'est-à-dire fonctionnant en tout ou rien, le dispositif déclenchant l'injection d'eau est relié à la sonde à oxygène, et est programmé pour se déclencher automatiquement dès que la valeur mesurée du taux d'oxygène se retrouve au dessus d'une valeur seuil. Dans le cas d'une injection d'eau à débit variable, le dispositif régulant le débit est relié à la sonde à oxygène, et est programmé pour adapter le débit d'eau à injecter, dès que la valeur mesurée du taux d'oxygène se retrouve au dessus d'une valeur seuil. De telles configurations garantissent en permanence des conditions sécuritaires, pour éviter le risque d'incendie.
De façon préférentielle, la valeur seuil en dessous de laquelle doit se maintenir le taux d'oxygène est de 7%. En effet, ce taux garantit des conditions de non apparition d'incendie, et ce, de façon quasiment sûre.
De façon avantageuse, l'étape de récupération des vapeurs issues du traitement thermique du bois, fait intervenir un échangeur de refroidissement, une partie des vapeurs d'eau présentes dans l'enceinte se condensant au niveau dudit échangeur. En effet, un échangeur de refroidissement peut déjà être présent dans l'enceinte pour récupérer les vapeurs issues du traitement thermique du bois. Dans le cas d'une injection d'eau dans l'enceinte, cet échangeur va concentrer, sous forme condensée, une partie des vapeurs d'eau émises. Cette condensation importante va permettre :
- Le captage de la phase gazeuse des vapeurs nocives émises, par une solubilisation dans l'eau produite par cette condensation. Ce type de piégeage est particulièrement efficace pour les composés fortement solubles dans l'eau, comme les acides et les alcools. La solubilisation dans l'eau de corps légers comme les acides et les alcools améliore également leur rétention, en les empêchant d'être réaspirés par le système de pompage. Le nettoyage en continu de l'échangeur de refroidissement.
Préférentiellement, l'eau injectée dans le four provient d'un circuit parallèle et autonome. En effet, il est souhaitable que le circuit d'alimentation en eau destinée à être injectée dans le four, soit dissocié du reste de l'installation spécialement conçu pour le traitement thermique du bois, afin d'éviter toute interférence accidentelle, entre ledit circuit d'eau et ladite installation, qui pourrait porter préjudice au bon déroulement du procédé de traitement selon l'invention. Ainsi, de par cette séparation, un incident qui se produirait au niveau de ce circuit d'eau, ne nécessiterait pas l'interruption du procédé de traitement.
Les procédés de traitement du bois selon l'invention, présentent l'avantage de mettre en œuvre de l'eau, qui est un moyen simple, peu coûteux et bien maîtrisé, permettant à la fois d'éviter l'apparition d'un incendie et de récupérer les vapeurs nocives issues du traitement thermique du bois. De plus, ce moyen qui est basé sur une injection d'eau dans le four, ne peut, en aucune façon, y compris en cas de dysfonctionnement, avoir une quelconque influence négative, sur le déroulement du procédé de traitement du bois et sur la qualité de ce traitement.
On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un procédé de traitement thermique du bois selon l'invention, en se référant à la figure 1.
- La figure 1 est une vue schématisée d'un circuit d'eau monté dans une installation prévue pour la mise en œuvre d'un procédé de traitement du bois selon l'invention. En se référant à la figure 1, les procédés de traitement thermique du bois selon l'invention mettent en œuvre un circuit 1 fermé d'eau chaude, parallèle au circuit principal de gaz, élaboré à partir de la biomasse pour traiter thermiquement le bois. Les procédés de traitement thermique du bois selon l'invention comprennent en effet, une étape de production de gaz à environ 600°C, une étape de traitement thermique du bois à proprement parler, faisant intervenir un four 2 dans lequel arrivent notamment lesdits gaz chauds, et une étape terminale de récupération des vapeurs émises lors dudit traitement, ces vapeurs étant fortement chargées en eau et en poussières nocives. Avec ce type de procédés, se posent alors deux problèmes : l'un lié à l'apparition d'un incendie, et l'autre, lié à la récupération des vapeurs nocives, issues du four. En effet, au-delà d'une température de 150°C dans l'enceinte de l'installation contenant le four 2, il y a un risque réel d'apparition d'un incendie, en raison principalement de la présence d'un taux d'oxygène important, généralement supérieur à 10%. De plus, puisque les vapeurs issues du traitement thermique du bois sont chargées en eau et en poussières, il est nécessaire de les récupérer efficacement et suffisamment tôt, avant qu'elles ne se répandent dans l'atmosphère et ne polluent l'environnement. Habituellement ces deux problèmes sont traités séparément, avec des équipements spécifiques, encombrants et donc coûteux. Les procédés de traitement selon l'invention, se proposent de régler ces deux problèmes en mettant en œuvre une seule technique, qui est celle consistant à injecter de l'eau chaude dans le four 2, afin, d'une part, de créer instantanément de la vapeur d'eau, dont la principale conséquence est de contribuer à abaisser le taux d'oxygène dans ledit four 2, à des valeurs inférieures à 7%, et, d'autre part, de favoriser la condensation au niveau des éléments froids de l'enceinte, permettant de piéger les vapeurs issues du four 2. Cette injection d'eau chaude dans le four 2, est rendue possible grâce au circuit 1 d'eau chaude, implanté de façon parallèle et autonome, dans l'installation spécialement dédiée au traitement thermique du bois. La production d'eau chaude est réalisée au moyen d'un échangeur 3 tubulaire gaz/eau, alimenté par des gaz chauds 16 à 600°C en provenance d'un générateur de gaz utilisant la biomasse, ledit échangeur 3 étant placé dans le circuit 1 fermé d'eau chaude. L'eau chaude tourne dans le circuit 1 au moyen d'un circulateur 4 et transmet sa chaleur à un préparateur 5 d'eau chaude, dont l'eau est envoyée au four 2 par une pompe 6 de montée en pression. La surchauffe du circuit 1 est évitée par la mise en place d'une boucle 7 de refroidissement implantée sur ledit circuit 1, ladite boucle 7 comportant un échangeur 8 à plaque eau/eau refroidi par un groupe froid 14. Cet échangeur 8 assure le prélèvement des calories de l'eau à la place du préparateur 5 d'eau chaude, qui a atteint sa température d'équilibre, de l'ordre de 85°C-90°C. Une sonde de température 9, placée en sortie du préparateur 5 d'eau chaude, déclenche le basculement d'une vanne 10 et la déviation du flux d'eau vers le circuit refroidi 7. La température de l'eau dans le circuit est mesurée par un certain nombre de sondes à température 11,12,13, réparties le long de celui-ci, et notamment à l'entrée 12 et à la sortie 13 de l'échangeur gaz/eau 3. Les gaz 17 sortant de l'échangeur 3 gaz/eau, ont une température de l'ordre de 300°C, et sont acheminés vers le four 2 par l'intermédiaire d'un système de vannes 18. L'introduction dans le four 2 de gaz 17 à cette température, permet un apport calorifique moindre, ce qui en fait un élément de régulation pour l'établissement de paliers dans le four 2 lors du traitement. Les gaz 17 sortis de l'échangeur 3 gaz/eau, sont utilisés pour un apport optimisé de chaleur lors des phases de paliers de température dans le four 2. Le contrôle du taux d'oxygène dans l'enceinte est réalisé au moyen d'une sonde à oxygène. Selon une première variante d'utilisation, cette sonde peut être reliée à un avertisseur visuel ou sonore, qui se déclenche dès que le taux d'oxygène est supérieur à une valeur seuil. Préférentiellement, ce taux est de 10%. Selon une autre variante d'utilisation, la sonde est reliée à un régulateur du débit d'eau chaude, qui augmente ledit débit, si le taux d'oxygène a tendance à croître vers la valeur seuil.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de traitement thermique du bois, comprenant une étape de chauffage du bois dans un four (2) placé dans une enceinte, au moyen de gaz chauds ( 17) fournis par un générateur, une étape de récupération des vapeurs issues du traitement, et une étape d'injection d'eau dans le four (2)de manière à créer de la vapeur d'eau, caractérisé en ce que ledit procédé met en œuvre une étape de contrôle du taux d'oxygène dans le four (2), par la présence d'au moins une sonde à oxygène implantée dans ledit four (2) et reliée à un moyen de lecture de la mesure.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le débit d'injection d'eau est variable.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le générateur de gaz utilise la biomasse.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'eau injectée dans le four (2) est préalablement chauffée, pour accélérer le phénomène de vaporisation .
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les gaz chauds 16) fournis par le générateur de gaz servent à chauffer l'eau qui est injectée dans le four (2) .
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sonde à oxygène est reliée à un système d'autorégulation du débit d'eau injectée dans le four (2), de manière à maintenir le taux d'oxygène dans le four (2) en dessous d'une valeur seuil, à chaque instant du procédé.
Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur seuil en dessous de laquelle doit se maintenir le taux d'oxygène est 7%. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'étape de récupération des vapeurs issues du traitement thermique du bois, fait intervenir un échangeur de refroidissement, une partie des vapeurs d'eau présentes dans l'enceinte se condensant au niveau dudit échangeur.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'eau injectée dans le four (2) provient d'un circuit (1) parallèle et autonome.
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