Brevet FR2262104A1 — publié le 19750919

l'invention concerne un combustible u f-zler, ne dégageant pratiquement pas d'odeur. Il existe des combustibles artificiels ou synthétiques fabriqués à partir de différentes matières telles que la sciure, le papier et analogues. Des combustibles contiennent dif férents déchets animaux associés à d'autres matières. les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 3 297 419 N 3 744 980 et N 3 637 355 décrivent des briquettes synthétiques. te brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 297 419 précité décrit des briquettes de sciure comprenant un liant à base de cire résistant à des températures basses et élevées.Le brevet des Etats Unis d'Amérique N 3 744 980 précité décrit un produit préparé à partir de papier sec et broyé qui est immergé dans une cire liquide chaude, cette immersion assurant la pénétration ou l'absorption en profondeur nécessaire à l'obtention d'un temps de combustion avantageux. te brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 637 355 précité concerne une briquette qui contient une matière colorante pyrogène, de la sciure et une cire. tes brevets des Etats-Unis d'Amérique No 48 439, N 712 636, N 316 580 et N 36 495 décrivent des combustibles synthétiques qui contiennent du fumier. Chacun de ces brevets décrit l'utilisation du fumier, en particulier de vaches, associé à différents types de liants et la préparation d'un combustible. te brevet des Etats-Unis d'Amérique N 36 495 précité décrit la préparation d'un combustible par réduction d'une masse de déchets sous forme de pSte et addition de charbon au mélange. le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 316 580 précité décrit un produit qui comprend du charbon, de la suie, de la sciure de la rafle de mais, de la paille coupée et du fumier de vaches associés à de la colophane et de l'asphalte. te brevet des Etats-Unis d'Amérique N 712 636 précité décrit un produit qui comprend du charbon, de la suie, du fumier de vaches, du sang, de la chaux, de l'alun, de la glu et de l'eau.Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 48 439 précité décrit un produit qui comprend de la sciure ou d'autres matières combustibles rélargées à un certain pourcentage de fumier de vaches. L'invention concerne un combustible au fumier, pratiquement inodore et qui comprend du fumier pratiquement anhydre dont la dimension moyenne des particules est inférieure à 3,2 mm et qui est lié sous forme d'une matière solide très homogène par un liant du type cireux. le produit obtenu a un poids spécifique compris entre environ 0,48 et 1,12 g/cm3, de préférence entre 3 0,64 et 0,96 g/cm3. Une briquette preparée à partir de fines par- ticules de fumier de vaches liées les unes aux autres par une cire représentant environ 40 % du poids total et ayant un diamètre de 10 cm et une longueur de l'ordre de 36 cm, est facile à enflammer et brûle en 3 heures environ. le fumier peut etre à base d'excréments humains, de bétail, de chevaux, de volaille et de porcs. La préparation d'un combustible à partir de fumier, en particulier de fumier de vaches, qui brute pratiquement sans odeur, nécessite généralement que la dimension moyenne des particules de fumier ne soit pas supérieure à environ 3,2 mm, de préférence environ 1,6 mm. La présence de particules relativement grosses est responsable de l'odeur importante dégagée lors de la combustion de la briquette, bien que ces particules relativement grosses dont-l'épaisseur atteint environ 12,7 mm puissent etre présentes en quantité relativement faible, par exemple inférieure à environ 10 , du poids des particules de fumier. le fumier de vaches est éventuellement séché jusqu'à ce que sa teneur en humidité soit faible. les briquettes sont fabriquées à partir d'une matière dont l'humidité maximale est inférieure à environ 30 %, de préférence à 20 %. L'utilisation de fumier dont l'humidité est inférieure à environ 10 % nécessite un séchage notable; cependant, le fumier sec favorise l'absorption de la cire et le produit obtenu a une vitesse avantageuse de combustion. te combustible contient un liant cireux qui est de préférence un résidu de distillat de pétrole ayant pratiquement les propriétés des cires et qui représente environ 20 % à 70 % du poids du produit, avantageusement 35 à 55 % de ce poids, des résultats particulièrement satisfaisants étant obtenus lorsque le liant représente 40 à 50 % du poids. Le liant a de préférence une température d'inflammation inférieure à celle du fumier et un point de fusion compris entre 38 et 80 C. les cires dont le point de fusion est supérieur à cette valeur et,par esemple,at- teint environ 15000, conviennent, en particulier lorsque la température d'inflannnation est faible, par exemple inférieure à 260 C. les produits de l'invention peuvent Qtre préparés par criblage ou pulvérisation de fumier de vaches contenant de l'eau à raison d'environ t5 à 30 % en poids, jusqu'a ce ;ue la dimension moyenne des particules soit inférieure à environ 3,2 mm et pratiquement uniforme. Des particules très fines conviennent. Cependant, des particules-relativement grosses, c'est-à-dire dont l'épaisseur est supérieure à environ 3,2 mm, lorsqu'elles sont présentes en quantité notable, donnent un combustible qui brûle avec une odeur de fumier. A la différence des briquettes de papier, de copeaux de bois et analogues, une briquette de fumier peut etre préparée par mélange du fumier et d'eau, mise sous forme de briquette et séchage dans la mesure où le fumier se comporte comme un liant. Cependant, une briquette composée pratiquement uniquement de fumier brûle en dégageant une grande quantité de fu mée et une odeur forte. L'association par un liant cireux des particules fines de fumier donne un produit qui brûle pratiquement sans dégager de fumée ni d'odeur. Du fumier dont les particules ont une dimension moyenne inférieure à environ 3,2 mm et une humidité inférieure à environ 30 %, de préférence à 20 %donne un combustible par mélange dans un récipient avec une cire fondue représentant environ 2O à 70 %,de préférence 35 à 55 % du poids du produit final. Après mélange intime de la cire et du fumier et obtention d'un mélange pratiquement homogène, on verse ce mélange dans un moule èt on le comprime jusqu'à obtention d'un produit dont le poids spécifique 3 est compris entre 0,48 et 1,12 g/cm , de préférence entre 0,64 et 0,96 g/cm3. On laisse éventuellement le mélange se refroidir avant de le comprimer. Ce procédé est particulièrement avantageux lorsque le pourcentage de cire est élevé, car il évite que la cire fondue soit chassée du mélange comprimé. Par exemple, une briquette est préparée comme décrit par coulée dtun mélange homogène de particules fines de fumier et de cire dans un tube de 10 cm de diamètre et de 36 cm de longueur et compression en une briquette dont le poids est de l'ordre de 2,25 kg. Cette briquette s'enflamme et brûle en environ 3 heures sans dégager d'odeur décelable. les exemples suivants illustrent l'invention. Exemple 1 On pulvérise du fumier brut de vaches dont l'humidité est de l'ordre de 25 % en poids et on prépare ainsi des particules dont la dimension moyenne est inférieure à environ 3,2 mm. On mélange le fumier avec de la paraffine fondue pour bougies jus qu'à addition d'un poids égal de cire. On comprime le mélange tiède de cire et de fumier sous forme dsune briquette dont le poids spécifique est de l'ordre de 0,96 g/cm3. La briquette a un diamètre de l'ordre de 10 cm et une longueur de l'ordre de 36 cm. La briquette s'enflamme facilement et brûle en dégageant relativement peu de fumée et pratiquement pas d'odeur. Exemple 2 On calibre du fumier brut de vaches dont l'humidité est de l'ordre de 25 % en poids de façon que la dimension moyenne des particules soit de l'ordre de 12,7 mm. On mélange le fumier avec de la paraffine pour bougies comme décrit dans l'exemple 1 et-on prépare une briquette dont le poids spécifique est analogue. la briquette s'enflamme facilement mais br le en dégageant une fumée importante et une odeur très forte de fumier. Exemple 3 On prépare des briquettes de référence à partir de particules de fumier dont la dimension moyenne des particules est de l'ordre de 3,2 mm et l'humidité de l'ordre de 25 %, et de paraffine pour bougies et de brai. lie brai est du type brai d'étanchéité du commerce. On prépare les mélanges suivants Erai et fumier Paraffine et fumier 1. 10 % en poids 4. 10% en poids 2. 25 % en poids 5. 25 % en poids 3. 50 % en poids 6. 50 % en poids lie brai fond difficilement et émet une quantité notable de fumée et une odeur importante pendant la fusion. Il est difficile d'obtenir un mélange homogène à partir du brai car il se forme des morceaux ; la briquette contenant 10 % de brai n'a pas de résistance mécanique tandis que la briquette contenant 25 % de brai est très peu cohérente et ne convient pas à la combustion. La briquette qui contient 10 % de paraffine est peu cohérente et ne convient pas à la combustion. La briquette qui contient 50 % de paraffine a une résistance mécanique nettement supérieure à celle de la briquette contenant 25 % de paraffine, mais cette dernière convient cependant à la combustion. lies briquettes contenant 50 ffi de brai, 25 % de paraffine et 50 % de paraffine s1 enflamment facilement. lies briquettes contenant du brai brûlent en dégageant des quantités notables de fumée noire et avec une odeur importante. Tes briquettes au brai forment éventuellement une crotte noire à leur surface, cette croûte provoquant l'extinction prématurée de la briquette. lies briquette à la paraffine brulent sans dégagement notable de fumée ou d'odeur. lies briquettes à la paraffine brûlent jusqu'à ce qu'il ne reste qu'une cendre gris-noir. Exemple 4 On soumet des briquettes préparées à partir de différentes matières combustibles et de d efférents liants cireux à des essais comparatifs. On prépare une briquette du type habituel à partir de sciure et trois briquettes de fumier dont la dimension moyenne des particules est de l'ordre de 3,2 mm et dont l'humidité est de l'ordre de 25 % en poids. On prépare deux briquettes à partir de particules fines d'une matière carbonisée obtenue par grillage de fumier de vaches en l'absence quasi totale d'oxygène et à environ 2000C pen dant un temps qul suffit à l'éiirination de toute l'eau et de pratiquement toutes les huiles présentes. La matière carbonisée est pratiquement carbonée. On utilise deux paraffines différentes comme liants pour la préparation des briquettes utilisées dans les essais comparatifs. Une paraffine huileuse qui est pratiquement un pétrolatum contenant 25 à 30%o en poids d'huile est utilisée pour toutes les briquettes sauf deux. Ta paraffine huileuse est brun sombre et contient un ensemble de molécules à longue chaîne et complexes dont la température d'ébullition est comprise entre environ 316 et 4820C. Une paraffine en écailles de couleur blanche et contenant moins de 5 % en poids d'huile convient-également. Ta paraffine en écailles a une température d'ébullition comprise entre environ 360 et 38800. On comprime les briquettes à une pression d'environ 2,45.106 Pa, Les briquettes ont un poids uniforme et un diamètre de l'ordre de 2,5 cm et une longueur comprise entre 7,5 et 10 cm. Be tableau I récapitule les résultats des essais comparatifs. TABLEAU I de l'échantil- 1 2 3 4 5 6 lon Charge Sciure Fumier Funier Fumier. Matière Matière cerbonisée carbonisée Paraf- Paraf- Paraf- Paraf- Paraffine Paraffine Pype de fine fine fine fine en en en cire huileuse huileuse buileuse éceilles écailles écailles en poids de cire 50 50 40 40 40 40 Couleur de Brun Brun Brun Brun Noir Noir la briquet- clair sombre sombre moyen te Résistance mécanique Très Très de la Rigide Rigide rigide forte forte Forte briquette Inflamma- Facile Diffi- Diffi- Facile Facile Moyenns tion cile cile Etalement Rapide- Lent Lent- Lent Lent Lent de la régulier irrégu- irrégu- régulier irrégulier flamme lier lier Fumée Moyenne- Faible- Faible Trés Moyenne Faible impor- moyenne moyenne faible moyenne tante Surface de Fissu- Cokéfiée Cokéfiée Fissu- Fissurée Cokéfiée combustion rée rée Ecoulement Nul Oui Faible Nul Nul Faible de cire Hauteur 30 15-20 15-20 20-30 12-25 10-20 (cm) de la 2-25 flamme Durée de Non la combus- 3 1 à 1,5 1 à 1,5 2,5 à 3 3,5 observée tion (h) Etat Incandes- dislo- Fas d'in- Incandes- Pas d'in- Non final cence qué d'incan- cence candes- obeervvé dans des descence dars de@ cence cendres Noir cendres Noir grises grises cendres grises Une briquette au fumier contenant un liant du type paraffine à écailles a des propriétés comparables à celles d'une briquette de sciure contenant un liant à base de paraffine huileuse. La briquette au fumier a une résistance mécanique supérieure à celle de la briquette à la sciure bien que cette dernière contienne davantage de paraffine. Une briquette au fumier carbonisé et à la paraffine en écailles a une combustion plus lente et une résistance mécanique plus importante qu'une briquette à la sciure et à la parafine huileuse. lies briquettes au fumier ont un poids spécifique supérieur à celui des briquettes à la sciure car le fumier se comprime mieux que la sciure. On obtient des résultats relativement meilleurs dans le cas des briquettes au-fumier lorsque celles-ci sont comprimées à un poids spécifique relativement faible. lie fumier utilisé dans les essais décrits est du fumier vieilli dont la décomposition a commencé. La décomposition diminue la teneur en fibres et réduit l'aptitude du fumier à l'absorption de la paraffine. De même, l'odeur du fumier augmente lorsqu'il se décompose. Exemple 5 On prépare une briquette de fumier particulièrement satisfaisante à partir de particules fines desfumier très sec (40 en poids), de papier journal déchiqueté (10 % en poids), de paraffine huileuse (25 % en poids) et de paraffine en écailles (25 % en poids), par compression jusqu'à obtention d*un poids spé cifique de l'ordre de 0,8 g/cm3. Une briquette de 10 cm de diamètre et 36 cm de longueur brûle avec d'excellents résultats. Exemple 6 Une briquette contenant environ 30 % en poids de particules fines et sèches de fumier et environ 30 % en poids de particules fines de fumier carbonisé brûle en donnant d'excellents résultats lorsque le liant utilisé est une paraffine en écailles qui représente environ 40 % en poids du produit. lies paraffines celui conviennent particulièrement selon l'invention ont celles dont le point de fusion est compris entre environ 38 et 80 C, et la température d'inflammation est lnfé- rieure à environ 260 C J préférence à 232 C. Les paraffines de pétrole sont particulièrement avantageuses car elles sont disponibles et dont des propriétés convenables. les paraffines de pétrole comprennent les hydrocarbures paraffiniques, la paraffine huileuse et la paraffine en écailles. les cires animales telles quc la cire d'abeilles conviennent également bien que leur température d'inflammation soit relativement élevée. La cire de Carnauba, une cire végétale, a une température d'inflammation trop élevée pour être vraiment avantageuse. les propriétés des cires sont indiquées sur le tableau Il. TABLEAU II Type de cire Température Point Viscosité Dureté à 25 C de fusion, C d'éclair, C Saybolt en Pénétration secondes normalisée Saybolt Universelles à 99 C Paraffine 58 - 58 227 - 232 38 - 42 10 - 30 Paraffine en écailles 49 - 54 177 37 - 38 20 - 35 Paraffine huileuse 42 - 49 35 - 38 50 - 90 Cire d'abeilles (blanche) 66 245 - 258 12,9 59 - 66 Cire d'abeilles (jaune) 65 243 - 250 12,1 43 - 50 Ozocérite 71 5,8 58 Cire de Candelilla 67 - 79 17,0 99 - 100 Cire de Carnauba 83 - 86 271 - 327 17.0 99 - 100 cér6sine 82 10,0 32 Il faut remarquer qu'une briquette de fumier dont les propriétés d'inflammation et de combustion sont satisfaisantes ne dégage pratiquement pas d'odeur lors de sa combustion. lies briquettes de fines particules de fumier libèrent une quantité notable de chaleur. lies briquettes comprenant au moins 40 % d'un liant cireux donnent les résultats les plus satisfaisants. lies briquettes dont l'humidité est élevée, par exemple de l'ordre de 15 à 25 % en poids,ont tendance à absorber une quantité relative ment faible de cire et brûlent en aégageant une quantité relati vexent importante de fumée. En raison de la nature du fumier, la cire est absorbee en quantité moindre que par les matières fibreuses telles que les copeaux de bois, le papier et analogues. Selon l'invention, addition de quantités faibles de matières fibreuses adsorbantes, par exemple de papier, de fi bres de coton, de paille et analogues en quantité atteignant environ 20 ffi du poids de la briquette, cette quantité étant cependant de préférence inférieure à environ 10 % du poids, augmente la quantité de cire qui est incorporée avec succès à la bri quette. Par comparaison avec les boches de bois de poids analo gue, les briquettes cylindriques de fumier brûlent pendant un temps plus court,en particulier lorsqu'elles sont comprimées de la meme façon. Cependant, il est généralement préférable de préparer des briquettes de fumier dont le poids spécifique n'est pas supé- rieur à celui d'une briquette de sciure dont le volume est équivalent. Les propriétés de combustion des briquettes de fumier -peuvent Btre améliorées par formation de briquettes dont les formes correspondent b un rapport de la surface au volume supérieur à celui correspondant à un cylindre, par exemple des briquettes dont la section est carrée, triangulaire, en étoile ou analogue. De même, la surface spécifique d'une briquette cylindrique peut être augmentée notablement par des rainures longitudinales placées à la surface de la briquette. Dans le cas d'une briquette de 10 cm de diamètre, des rainures de 6,3 mm de largeur et 12,7 mm de pro fondeur, espacces de 25;4 mm, augmentent notamment la surface et empêchent la cokéfaction de la surface qui se produit occasion nellement lorsqu'on utilise de la paraffine huileuse comme seul liant ou lorsque cette paraffine représente la partie principale d'un liant composite. lie fumier frais est généralement préférable au fumier dont la décomposition est commencée. lies briquettes de fumier frais brûlent généralement mieux que les briquettes de fumier vieilli à humidité équivalente. Une briquette comprenant une combinaison de fumier et de fumier carbonisé est facilement préparée par traitement du fumier à une température supérieure à environ 2000C pendant un temps qui suffit à ltéliminstion de pratiquement toute 11 eau et d'au moins une partie des huiles présentes dans le fumier de sorte qu'une partie de ce fumier est carbonisée. Ce fumier partiellement carbonisé est ensuite facilement utilisé selon le procédé de l'invention. REVENDICATIONS 1. Combustible à base de fumier, n'ayant pratiquement pas d'odeur, caractérisé en ce qu'il comprend du fumier pratiquement anhydre dont la dimension particulaire moyenne est inférieure à 3,2 mm, ses particules étant liées les unes aux autres par un liant cireux combustible en une matière solide. 2. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que son poids spécifique est compris entre environ 0,48 et 1,12 g/cm3. 3. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en cé que la dimension des particules de fumier est comprise entre environ 0,043 et 12,7 mm. 4. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fumier a une humidité inférieure à environ 20 %. 5. Combustible selon la rearendication 1, caractérisé en ce que le fumier a une humidité comprise entre 0 et 10 ffi en poids. 6. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant a une température dtinflammation inférieure à celle du fumier. 7. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant brûle avec une flamme dont la température est supérieure à celle des flammes du fumier. 8. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant représente environ 20 à 70 % du poids du profuit. 9. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 'iant cireux est un résidu de distillat de pétrole. 10. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant représente environ 55 à 55 ffi du poids du produit. 11. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant est un résidu de distillat de pétrole dont le point de fusion est compris entre environ 38 et 800C et la température d'inflammation est comprise entre 66 et 2600C. 12. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant est choisi parmi les cires telles que les paraf fines, la paraffine en écailles, la paraffine huileuse, la cire d'abeilles, I'ozocérite, la cire de candelilla, la cire de Carcaubaet la cérésine. 13. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu=il est pratiquement enfermé dans une matière combustible sanitaire. 14. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fumier est choisi parmi les excréments humains, de bétail, de cheval, de volaille et de porcs. 15. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fumier est du fumier de bétail. 16. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant est pratiquement uniformément dispersé dans le combustible. 17. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de sa surface à son volume est supérieur à celui d'un cylindre. 18. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que des matières absorbant la cire sont incorporées en quantité atteignant environ 10 % du poids du combustible. 19. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que de fines particules de matière pratiquement carbonée sont incorporées au combustible. 20. Combustible pratiquement inodore, caractérisé en ce qu'il comprend du fumier carbonisé composé de particules fines de fumier carbonisé liées les unes aux autres sous forme d'une matière solide par un liant combustible.