Brevet FR2410040A1 — publié le 19790622

La présente invention concerne un combustible formé d'une huile et de charbon et çlus précisément son procéda de traitement. De nombreux pays ont des réserves de charbon qui suffisent pour la consommation d'énergie qui leur est propre, pendant une période bien supérieure à celle qui correspond à la consommation de leurs réserves de pétrole. En ccséquence et compte tenu des pénuries de pétrole et des embargos des dernières années, les centrales électrique, les usines et d'autres gros consommateurs de combustible ont essayé de rendre minimale leur consommation d'huile combustible par adoptior d'ope'rations de combustion de charbon dans la mesure du possible. Bien qutil s'agisse d'un but souhaitable, il ne peut pas être atteint rapidement et facilement étant donné qu'il existe de nombreux problèmes posés par la conversion des opérations de combustion dune huile combustible aux operations de combustion de charbon. Un problème estl' gddition et le traitement du charbon qui diffère de celui du pétrole. le charbon sous forme solide nécessite un appareillage coûteux de traitement contrairement au pompage du pétrole liquide qui est habituellement moins comateux. En outre, les coûts d'expédition du charbon sont élevés étant donné son encombrement. Un autre problème repose sur les différences entre les appareils de combustion des différents combustibles. Compte tenu de ces problèmes ainsi que d'autres, on consacre des recherches importantes à la transformation du charbon sous forme d'un combustible liquide, le charbon étant traité afin que les constituants voulus soient extraits. De tels procédés mettent en oeuvre des procédés et des appareils très comateux si bien que le rendement et l'utilisation pratique de telles opérations sont encore incertains. En outre, il existe une tendance considérable à la réduction au minimum de la consommation du pétrole par utilisation de charbon. L'invention concerne un progrès accompli vers le but voulu, et plus précisément elle concerne une nouvelle technique de mise en oeuvre de la technologie connue et des appareils fiables et qui ont fait leurs preuves. le charbon est concassé en petits morceaux puis mélangé à du pétrole dans un appareil de dispersion à grande vitesse et e graent élevé de vitesse. Cet appareil est disponible et est utilisé dans diverses an cations pour la dissolution, l'émulsification, la désaggloméra- tion ou la dispersion d'autres manières de matières solides dans des matières liquides. le mélange soigneusement dispersé est alors pompé dans un appareil de broyage dans lequel les morceaux solides de charbon sont finement broyés ou pulvérIsés en particules très petites. le mélange est de préférence d'abord traité dans un broyeur à pierres puis dans un broyeur à sable. le broyeur à pierres et le broyeur à sable, comme l'appareil de dispersion, sont des appareillages qui ont fait leurs preuves et qui sont très utilisés dans diverses applications industrielles, le broyeur à pierres étant habituellement utilisé pour un broyeur plus grossier que celui assuré par le broyeur à sable. Le broyeur à pierres comporte un rotor formé par un disque abrasif ou de pierre qui tourne près d'un stator complé- mentaire de matière analogue. le produit est traité entre le rotor et le stator afin que la dimension des matières solides du mélange soit réduite. Le produit est alors pompé dans un broyeur à sable qui assure un traitement plus important. Le broyeur à sable comprend un arbre de rotor portant plusieurs disques distants axialement et placés dans un récipient rempli partiellement de sable ou d'autres matières de petit diamètre. Le produit est pompé suivant un courant ascendant dans ces matières de broyage et quitte l'extrémité supérieure alors les rotors agitent le produit et les maties de broyage. Dans un tel appareil, le mélange de charbon et d'huile combustible se transforme en une émulsion, le charbon finement divisé étant en suspension dans l'huile. Le produit final est fluide et uniforme et a seulement l'aspect d'un liquide. On constate que l'huile peut absorber une grande quantité de charbon lorsque celui-ci est broyé ou concassé sous forme de petites particules. Ainsi, un mélange de 65 % de charbon et 35 % d'huile combustible constitue une matière souhaitable qui permet une économie considérable de pétrole. Le mélange de charbon et d'huile combustible peut être traité sous forme d'un liquide si bien qu'il a tous les avantages de cette matière, l'un des principaux étant que le combustible peut être transmis lans une chambre de combustion de la meme manière qu'une bile combustible est pulvérisée habituellement. De manière analogue, le combustible peut sAtre pompé dans des canalisations ou expédié en citernes de la même manie que les produits du pétrole, s bien que l'espace d'expédition est nettement réduit par rapport à celui qui est nécesarre au charbon en vrac.D'autre part, le combustible peut tre traité sur place par l'utilisateur le cas échéant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la descrIption qui va suivre, faite en réference au dessin annexé sur lequel la figure unique est une perpective schématique d'une installation de traitement de charbon et d'huile combustible selon l'invention. La figure représente l'introduction de pétrole, par une canalisation 11, dans un récipient 12 d'un appareil 14 de dispersion. le pétrole peut provenir de toute manière convenable, par exemple d'un wagon-citerne ou d'un réservoir de stockage ou il peut être transmis directement d'une raffinerie cu d'un puits, suivant l'huile combustible utilisée. Un exemple d'huile qui peut etre utilisée est l'huile de soute consommée par les centrales d'énergie. Le charbon concassé est transmis au récipient 12 par une trémie 16 ou tout autre dispositif convenable. Il peut titre acquispar'entreprise de traitement de combustible sous sa forme concassée ou en vrac puis concassé àla demande. le charbon transmis au récipient 12 a de préférence une dimension maximale qui ne dépasse pas 6 à 12 mm de diamètre. L'appareil 14 de dispersion a un socle 18 portant une potence 20 qui porte elle-meme un moteur 22 qui entralare l'arbre 24 portant une roue 26 à son extrémité inférieure, dans le récipient 12. L'appareil de dispersion est d'un type connu, disponible auprès de nombreux fabricants, la Demanderesse vendant par exemple toute une série d'appareils de dispersion à grande vitesse ayant des dimensions diverses. Le brevet des Eats-Unis d'Amerique n 3 954 035 donne des détails sur un tel appareil. Une sortie 27 de l'extrémité inférieure du récipient 12 débouche dans un déversoir 28 ayant une tuyauterie 32 de sortie qui est réglable verticalement et qui débouche à l'extrémité supérieure ou d'entrée d'un broyeur 34 à pierres La position de la tuyauterie de sortie règle le niveau du fluide dans le récipient 12 dcnc le débit du dispositif de dispersion. Le broyeur à pierres a un rotor de pierre schému- tiquement indiqué par la référence 36, tournant très près d'un stator 38 de pierre. Les particules de charbon sont broyées en plus petites particules entre les pIerres formant le rotor et le stator et elles quittent le broyeur par une tuyauterie 40 de sortie, vers une trémie 41 qui est reliée à l'entrée d'une pompe 42. Le refoulement de cette dernière est relié par une tuyauterie 44 à l'extrémité inférieure du récipient 45 d'un broyeur à sable 46. Le récipient est monté sur une colonne 48 de support portant un moteur non représenté à son extrémité supérieure, ce moteur entratnant un arbre 50 portant plusieurs rotors 52.Les deux broyeurs sont des appareils confus disponibles auprès de nombreux fabricants, notamment la Demanderesse qui commercialise toute une série d'appareils ayant des dimensions diverses. Le récipient 45 est rempli à peu près aux trois quarts de matières 53 de broyage qui peuvent être sous forme de sable ou d'une autre matière de petit diamètre, par exemple de particules manufacturées. La matière à traiter dans le récipient 45 est pompée à l'extrémité inférieure puis elle remonte dans le récipient et sort par la tuyauterie 54 de sortie. Pendant ce trajet, les particules de charbon sont très finement broyées par interaction entre les disques formant rotor et les matières de broyage. Dans un exemple avantageux de l'invention, l'appareil 14 de dispersion à grande vitesse a un arbre qui tourne à environ 1800 tr/min. La vitesse du bout des lames, pour le rotor utilisé, correspond à peu près a 1800 m/min. Cette action mécanique directe donne une vitesse très élevée au mélange de charbon et d'huile si bien qu'une zone de turbulence intense est créee tout autour de la roue.La matière est rapidement chassée vers l'extérieur dans elle-même. Lorsque la matière à grande vitesse frappe les parties plus lentes, la matière subit une usure par frottement de type hydraulique. Cette usure par fro-temei1 est la combinaison d'un choc violent et de force de cieaillement exercés entre elle par les particules. L'effet hydraulique multiplie beaucoup l'effet mécanique de la roue. La plus grande partie du travail réel de dispersion est ainsi accompli par l'action de la suspension sur ellemeAme. Une partie de l'énergie de la roue se transforme en énergie de circulation laminaire qui maintient l'ensemble de la matière en mouvement constat. L'appareil de dIspersion peut être utilisé de façon discontinue mais de préférence de façon continue comme indiqué sur le dessin. Le débit dans le récipient peut être déterminé à volonté afin que le mélange et la dispersion dans le récipient soient aussi poussés que nécessaire. De manière analogue, le broyeur à pierres et le broyeur à sable peuvent avoir la dimension correspondant à la capacité voulue et évidemment un nombre illimité d'appareils peut être utilisé pour lrobtention du débit voulu. Les vitesses des rotors sont choisies en fonction du débit et du broyage voulus. Dans un exemple avantageux de mise en oeuvre de l'invention, une huile combustible est mélangé à du charbon concasse, avec un rapport pondéral d'environ 65 % de charbon pour 35 0 dthuile combustible. Le broyage réduit la dimension des particules à une valeur de Tordre du micron ou même moins si bien que la matière passe par un tamis à orifices très petits, tels que 43 microns et moins le cas échéant. le produit résultant peut être pulvérisé dans des buses de brtleurs de grande capacité, par exemple utilisés dans les générateurs de vapeur des centrales électriques. REVENDICATIONS 1. Procédé de combinaison de charbon et de pétrole, selon lequel un mélange de charbon et de pétrole subit un broyage, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend l'introduc- tion de pétrole et de charbon concassé en petits morceaux dans un récipient 12 de dispersion, la dispersion unltorme du charbon dans le pétrole, le transport du charbon dispersé et du néroli du récipient de dispersion à un appareil de broyage 34, 46, et le broyage du charbon et du pétrole dispersés dans l'appareil de broyage afin que la dimension particulaire des morceaux de charbon soit réduite à une valeur extrêmement petite et que la proportion de charbon absorbée par le pétrole atteigne la quantité voulue. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le broyage assure la réduction de la dimension particulaire du charbon à une valeur telle que la matière passe par un filtre à orifices de 43 microns. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'appareil de broyage comprend un broyeur à pierres 34 et un broyeur à sable 46, le charbon dispersé et du pétrole étant traites dans le broyeur à pierres puis dans le broyeur a sable. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plus grande partie des petits morceaux de charbon concassé ont une dimension maximale qui ne dépasse pas 6 à 12 mm environ avant le broyage. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil de broyage comprend un rotor abrasif 35 proche d'un stator abrasif 38, le procédé comprend la rotation du rotor 36 afin que le charbon et l'huile combustible soient aspirés entre le rotor et le stator et que la dimension particulaire moyenne du charbon soit fortement réduite, puis le transport au mélange de charbon et d'huile provenant de l'appareil 34 de broyage à l'extrémité inférieure d'un second appareil de broyage 46 comprenant plusieurs disques de rotor 52 distants axialement et contenant une matière de broyage de petite dimension, et le pompage du mélange d'huile et de charbon vers le haut, dans ces matières de broyage avec rotation des disques afin que les matières de broyage soient agitées et broient finement le charbon, la dimension particulaire moyenne de celui-ci étant réduite aflï que les particules passent par un filtre à orifices de 43 inIcrons-, ces particules pouvant être absorbées dans l'huile. 6. Procédé selon l'une des revendications t et 5, caracsé- risé en ce qu'une partie importante des particules broyées de charbon a des dimensions ne dépassant pas 1 micron. 7. Procédé de combinaison de pétrole et de charbon, sélon lequel un mélange de charbon concassé et de pétrole est broyé dans un premier appareil 34 de broyage afin que la dimension particulaire moyenne du charbon soit réduite, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend le transport du mélange de charbon et de pétrole dans un second appareil de broyage 46 ayant plusieurs rotors 52 distants axialement, immergés dans des matières de broyage de petite dimension, et le pompage du mélange de charbon et de pétrole dans ces matières de broyage avec rotation des rotors 52 afin que les matières soient agites et broient finement le charbon avec réduction de la dimension particulaire moyenne du charbon si bien que celui-ci peut être absorbé par le pétrole. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plus grande partie du mélange de pétrole et de charbon broyé est suffisamment fin pour qu'il passe par un filtre à orifices de 43 microns. 9. Produit; caractérisé en ce qu'il préparé par mise en oeuvre d1un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.