Brevet FR2492839A1 — publié le 19820430

L'invention concerne une briquette de combusti- ble, ainsi qu'un procédé et un appareil pour fabriquer de telles briquettes. La briquette de combustible selon l'invention comprend jusqu'à 100 o de charbon sous forme de particules et/ou de poudre à l'état de matière compactée ou comprimée par vibration. Il apparalt que cette briquette de combus- tible, comprenant 100 % de charbon sous forme de particu- les et/ou de poudre obtenues par compactage sous l'effet d'une vibration, présente une solidité mécanique suffisante pour résister à des contraintes qui se produisent pendant le transport et la manutention du lieu d'obtention ou d'origine jusqu'au lieu d'utilisation. Ainsi, le charbon sous forme de particules et/ou de poudre peut être valo- risé et peut obtenir un plus large domaine d'application que ce n'est actuellement le cas pour de la poussière de charbon, pour des fines séparées par criblage et pour de la noix ou des grains fins. Il apparalt en outre que de telles briquettes peuvent garder une assez bonne cohésion tout en contenant d'autres matières et même s'il n'y a pas de liant, ce qui est probablement dû au fait que le charbon sous forme de particules ou de poudre joue par lui-même, pendant et après la vibration, le rôle de liant. En outre, la briquette selon l'invention peut également contenir une matière choisie parmi des déchets de matière plastique broyée, des déchets d'huile ou de mazout, des rebuts ou déchets broyés et séchés, des époxy- des adhésifs, des copeaux de bois, de la poussière inflam- mable, des particules de matière comme du bois, de la tourbe et du lignite. La briquette de l'invention peut ainsi contenir, comme autre matières, celles choisies parmi une colle d'urée NO 1351 de Kemicasco, une lessive ou solution de sulfite de Wafolin, de l'alcool solide sous forme de particules et des hydrocarbures aliphatiques (gras) sous forme liquide, de particules ou sous une forme analo- gue à de la pâte. La briquette peut également contenir d'autres matières choisies parmi de la stéarine, une ou des paraffines, de l'hydroxyéthylcellulose, de la carboxy- méthylcellulose sodique, de la chaux ou oxyde de calc-ium, des cendres volantes et du chlorure de calcium (CaCl2). Ainsi, la briquette de combustible peut présenter une cohésion accrue, un plus grand pouvoir calorifique, une meilleure durabilité et/ou faciliter l'inflammation, des matières autres que du charbonnet qui peut-être ne pour- raient pas être utilisées dans un autre cas,pouvant ser- vir à diminuer encore le prix de revient de la briquette de combustible ou à en améliorer les caractéristiques et/ou qualités. Du charbon criblé, comme de la poussière de charbon ou de petites particules de charbon (noix; noiset- tes, braisettes; grains et granulés ainsi que des fines) sont actuellement vendues sur le marché à un prix relati- vement bas, ce qui est également le cas de plusieurs types de refus ou déchets de combustible, de sorte que l'on peut fabriquer des briquettes simplement et à de faibles prix de revient. Si du chlorure de calcium fait partie de la briquette, ce chlorure joue le rôle d'un accélérateur, par exemple si du ciment, de la chaux ou de l'oxyde de calcium ou des cendres volantes font également partie de la briquette, et lorsque de l'hydroxyéthylcellulose ou de la carboxyméthylcellulose sodique fait partie de la briquette, elle joue le rôle d'agent d'épaississement, cependant que les substances comme de la stéarine et de la paraffine augmentent la solidité mécanique et la com- bustibilité de la briquette. Lorsque, de façon connue en soi, du ciment o de la colle fait partie de la briquette, la teneur en ciment ou colle est ce 1 à a a% en poids et de préférence de l'ordre de 6 G en poids, de sorte que l'on obtient une briquette ayant une solidité satisfaisante et pouvant résister aux efforts et contraintes s'exerçant sur elle pendant le ma- gasinage et la manutention. Lorsque la briquette contient de l'hydroxy- éthylcellulose, la teneur en cette substance est de 0 à 0,05 millième en poids, de préférence 0,03 millième en poids, et en plus de son rôle d'agent d'épaississement, la cellulose favorise également une combustion parfaite des constituants inflammables de la briquette, notamment dans le cas de briquettes à humidité élevée. Lorsque les briquettes contiennent du chlo- rure de calcium, leur teneur en ce chlorure est de 1 à 3 millièmes en poids, de préférence 2,5 millièmes en poids des briquettes. Lorsque les briquettes contiennent de la chaux,de l'oxyde de calcium et/ou des cendres volantes ou des poussières fines volantes, ces substances contribuent à neutraliser les effets'du soufre dans l'environnement susceptible de recevoir les gaz provenant de la combustion de briquettes formées à partir de particules de charbon à forte teneur en soufre. Certaines des substances mentionnées contri- buent également à accroître la vitesse de production des briquettes. Cela est notamment le cas de plusieurs des substances suivantes: une colle d'urée, de la solution de sulfite, de l'alcool solide sous forme de particules, des hydrocarbures aliphatiques, de la stéarine, un ou des pa- raffines, de l'hydroxyéthylcellulose, de la carboxyméthyl- cellulose sodique, de la chaux ou oxyde de calcium, des cendres volantes, et du chlorure de calcium. Pour produire des briquettes de combustible à partir de charbon, l'invention propose un procédé selon le- quel on verse dans une cavité de moule du charbon sous forme de particules et/ou de poudre, éventuellement en mé- lange avec une autre matière, de préférence inflammable, en forme de poudre, de particules, de liquides ou de pro- duits pâteux, et l'on soumet le contenu de la cavité du moule, comprenant jusqu'à 100 de poussière de charbon avec ou sans particules de charbon, à une vibration pour obtenir un produit compacté ou comprimé, puis l'on retire de cette cavité la briquette de combustible ainsi formée. Il s'agit ainsi d'un procédé inconnu jusqu'à présent pour fabriquer des briquettes de combustible et selon lequel on peut soumettre de la poussière de charbon ou de toutes pe- tites particules de charbon à un traitement de revalorisa- tion donnant à ce charbon une plus grande valeur marchande, de meilleures caractéristiques d'utilisation et un plus large domaine d'application, le tout pour un prix de revient relativement faible et en opérant de façon simple. On ne s'était pas rendu compte jusqu'à présent du fait que, sous l'effet principal ou même sous le seul effet de la vi- bration, de la poussière de charbon ou de petites particules de charbon peuvent former par elles-mêmes un liant et conférer une cohésion adéquate aux briquettes fabriquées, de sorte que ces der- nières puissent résister aux efforts et contraintes subis pendant le transport et la manutention. Pour obtenir de façon certaine des briquettes de grande qualité, le procédé de l'invention consiste à soumettre le contenu de la cavité du moule à une vibration à fréquence constante pendant une période prédéterminée, au cours de laquelle il peut se produire également une com- pression, puis l'on retire de ce moule la matière qu'il contenait et on la conserve, de préférence en une seule couche,pendant une période prédéterminée. Les opérations de vibration, de compression éventuelle et d'enlèvement ou d'extraction du moule peuvent être réalisées de manière con- tinue ou discontinue, ce qui augmente la souplesse et l'uti- lité du procédé proposé, lequel ne se limite pas à une pro- duction discontinue de briquettes. L'invention propose également, pour produire des briquettes de combustible selon le procédé ci-dessus, un appareil comportant au moins une cavité de moule, un dispositif pour faire vibrer les parois de cette cavité, un dispositif pour introduire la matière de formation de briquettes dans ladite cavité et un dispositif pour en re- tirer le contenu, une fois celui-ci mis sous forme de bri- quettes. L'invention propose ainsi un appareil nouveau, puisqu'il n'était pas connu jusqu'à présent, pour produire des briquettes de combustible ne comprenant que de la pous- sière ou de petites particules de charbon. L'appareil peut comporter une machine déjà connue en soi mais utilisée, ou destinée, à d'autres fins que la production des briquettes de combus- tible de l'invention. Des exemples de tels appareils sont des machi- nes pour la coulée du béton, par exemple en dalles ou blocs, ou des machines utilisées dans l'industrie de fabrication des briques, de tuiles ou de carreaux et dans lesquelles les matières introduites jusqu'à présent pour le moulage sont remplacées par de la poussière de charbon éventuellement mé- lo langée à des quantités convenables d'autres matières. Dans la métallurgie, il existe également des machines pouvant servir à produire les briquettes proposées ici, comme des machines destinées à produire par vibration des noyaux pour des moules de fonderies d'acier, de fer ou de métal, ou pour produire par vibration des moules desti- nés à la coulée de l'acier, du fer ou du métal, la forme des cavités de ces machines étant complémentaire de la forme des briquettes de combustible devant être ainsi fabri- quées. L'appareil peut ainsi avoir la forme d'une machine de production de moules de fonderie comportant des surfaces verticales de jonction ainsi que des cavités dont la forme est complémentaire de celle des briquettes devant être fa- briquées. Ainsi, on peut donner aux briquettes des formes différentes avec des surfaces latérales planes ou bien des surfaces latérales rugueuses pour augmenter la surface de combustion des briquettes. L'appareil pour produire des briquettes peut également être une machine à mouler du genre de celles fa- briquées par Dansk Industrisyndikat A/S, Copenhague (Danemark), dite machine à mouler "DISAMATIC" (le terme DISAMATIC est une marque commerciale), ladite machine produisant des moules comportant des surfaces verticales de jonction et, pour produire des briquettes selon l'invention, cette ma- chine est modifiée afin de comporter une platine de moulage 3-5 présentant des cavités dont la forme est complémentaire de celles des briquettes de combustible devant être ainsi fa- briquées, de sorte qu'au lieu de fabriquer des moules de fonderie, la machine produit des briquettes de combustible. Au lieu d'utiliser du sable classique de fonderie pour pro- duire des moules, on utilise surtout de la poussière de charbon avec ou sans de petites particules de charbon. Dans une machine courante destinée à produire des dalles ou plaques de béton, on peut mouler en un jour m3 de briquettes de combustible, ce qui correspond à une production de 100 tonnes. On peut également produire des briquettes de combustible par moulage continu dans un convoyeur à secousses ou par extrusion de la matière à mouler à travers un tube de moulage ou de formage éventuellement vibrant ou par vibration d'une broche d'éjecteur d'extrudeuse ou d'un poinçon ou piston plongeur. En cas de production continue des briquettes, un dispositif de découpage peut être monté pour compléter l'appareil et tronçonner les barres, qu'il a produites comme demi-produits, en des briquettes. On va maintenant décrire dans un exemple la mise en oeuvre d'un appareil selon l'invention pour fabri- quer des briquettes. Cet appareil était destiné à l'origine à produire des dalles ou plaques de béton. Exemple On pèse et mélange, dans un mélangeur ou une machine spéciale, les matières destinées à former les bri- quettes. Un convoyeur achemine les matières ainsi mélangées vers un silo ou réservoir de machine à mouler des blocs de béton. Du silo ou réservoir, les matières mélangées passent dans un chariot destiné au remplissage du moule. Ce chariot est déplacé du silo jusqu'au sommet du moule et les matières sont déversées dans les cavités du moule. Le chariot est animé d'un mouvement alternatif au sommet du moule et, simultanément, les matières présentes dans les cavités du moule sont vibrées par un vibrateur disposé au- dessous du moule. Lorsque les cavités du moule sont entière- ment emplies, le chariot revient à sa position initiale. Des plaques ou poinçons, situés au-dessus des cavités du moule, sont abaissés sous l'effet de pistons jusqu'à venir au contact du moule; les vibrateurs sont à nouveau mis en action et ils fonctionnent pendant un nombre prédéterminé de secondes. Une plaque d'acier constituant la base du moule est retirée, et une plaque de bois constitue alors le support du moule et de la matière de formation des briquet- tes que ce moule contient. Le moule est soulevé et, en même temps, les plaques ou poinçons sont maintenus immobiles par rapport à la plaque de bois, de sorte que les briquettes sont expulsées vers le bas des cavités du moule et sont ain- si séparées de celui-ci. Pendant cette opération, les vibra- teurs agissent sur les plaques ou poinçons destinés à enle- ver des pièces moulées, c'est-à-dire les briquettes. La plaque de bois portant les briquettes est retirée, et une plaque de bois suivante, ainsi que la plaque d'acier, sont déplacées pour venir prendre position au-dessous du moule. Le moule est abaissé pour venir au contact de la plaque d'acier et, en même temps, les plaques formant poinçons sont soulevées du moule. Le moule ainsi que ses cavités sont alors prêts à être à nouveau garnis de la matière de forma- tion des briquettes et les opérations décrites ci-dessus peuvent être répétées. Les plaques de bois, portant les briquettes,sont convoyées de l'appareil vers un site de stockage et, après un temps prédéterminé de stockage, qui est par exemple de 24 heures, les briquettes sont retirées des plaques de bois et empilées sur des palettes de trans- port. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être appor- tées aux briquettes de combustible, ainsi qu'au procédé et à l'appareil pour leur fabrication. REVENDICATIONS 1. Briquette de combustible, caractérisée en ce qu'elle comprend jusqu'à 100 'a de charbon sous forme de particules ou de poudre ou les deux, la matière étant à l'état compacté ou compressé par vibration. 2. Briquette selon la revendication 1, caracté- risée en ce qu'elle contient également de la matière choisie parmi des déchets de matière plastique broyés, des déchets d'huile, des rebuts ou déchets broyés et séchés, des époxydes adhésifs, des copeaux de bois, de la poussière inflammable ou des particules de matière comme du bois, de la tourbe et du lignite. 3. Briquette selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle contient d'autres matières choisies parmi un adhésif de type urée NO 1351 de Kemicasco, une solution de sulfite de Wafolin, de l'alcool solide sous forme de particules et des hydrocarbures aliphatiques ou gras sous forme liquide, de particules ou pâteuse. 4. Briquette selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle contient égale- ment d'autres matières choisies parmi de la stéarine, une ou des paraffines, de l'hydroxyéthylcellulose, de la carboxy- méthylcellulose sodique,de la chaux ou oxyde de calcium,. des cendres volantes et du chlorure de calcium (CaCl2). 5. Briquette selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, comportant une matière à rôle de ciment ou colle et caractérisée en ce que cette matière à rôle de ciment ou colle constitue 1 à 8 A et de préférence environ 6 %' du poids de la briquette. 6. Briquette selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle contient au ma- ximum 0,05 millième et de préférence 0,03 millième en poids d'hydroxyéthylcellulose et en ce qu'elle contient éventuel- lement de 1 à 3 millièmes, de préférence environ 2,5 millièmes en poids de chlorure de calcium. 7. Procédé pour produire des briquettes de combustible à partir de charbon, caractérisé en ce qu'on-verse dans une cavité de moule du charbon, sous forme de particules ou de poudre ou sous les deux formes, éventuellement en mélange avec une autre matière, de préférence inflammable, sous forme de poudre ou de particules, de liquide ou de pâte, et en ce qu'on soumet le contenu de la cavité du moule, comprenant jusqu'à 100 'O de poussière de charbon avec ou sans particules de charbon, à de la vibration pour lui conférer un état compacté ou comprimé, et en ce qu'on retire de la cavité du moule la briquette de combustible ainsi formée. 8. Procédé selon la revendication 7, caracté- risé en ce qu'on soumet le contenu de la cavité du moule à de la vibration à fréquence constante pendant une période prédéterminée, au cours de laquelle il peut se produire également une compression, puis on retire du moule la matière comprimée qu'il contenait et on la conserve, de préférence en une seule couche, pendant une période prédéterminée. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les opérations de vibration, de compression éventuelle et d'enlèvement sont réalisées de façon discontinue ou continue. 10. Appareil pour produire des briquettes de combustible par le procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cavité de moule, un dispositif pour faire vibrer les parois de cette cavité, un dispositif pour introduire la matière de forma- tion des briquettes dans ladite cavité et un dispositif pour en retirer le contenu, une fois celui-ci mis en for- me. 11. Appareil selon la revendication 10, carac- térisé en ce qu'il est une machine du genre servant par ail- leurs à produire des dalles ou blocs de béton ou de la tuile ou du carreau, ou bien du genre utilisé par ailleurs pour produire par vibration des noyaux pour des moules de fonder- rie de fer, d'acier ou de métaux ou pour produire par vibra- tion des moules destinés à la coulée du fer, de l'acier ou des métaux, et dont la forme des cavités est complémen- taire de la forme des briquettes devant être ainsi fabri- quées. 12. Appareil selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'il a la forme d'une machine de production de moules de fonderie comportant des surfaces verticales de jonction ainsi que des cavités dont la forme est complémentaire de celle des briquettes devant être ainsi fabriquées. 13. Appareil selon la revendication 10, caracté- risé en ce qu'il est une extrudeuse comportant au moins un élément vibrant, comme une broche d'éjecteur ou un poinçon ou piston plongeur, associée à un dispositif de découpage destiné à tronçonner le demiproduit formé, obtenu sous forme de barre, en des briquettes de combustible.