Brevet FR2489356A1 — publié le 19820305

La présente invention se rapporte à un procédé continu de carbonisation de matières carbonées ayant une valeur calorifique considérée jusqu'ici comme insuffisante. Des procédés de carbonisation utilisant les gaz incondensables produits par la carbonisation sont mis en oeuvre avec succès depuis de nombreuses années. C'est ainsi qu'ont été chauffées jadis les cornues par combustion des gaz incondensables à l'extérieur des appareils ; par la suite, des fours continus utilisant la combustion interne du gaz incondensable de carbonisation ont fait leur apparition (BF nO 859 741 des Etablissements Lambiotte Frères). Dans ce dernier cas, particulièrement, le flux gazeux desdits incondensables était utilisé dans deux circuits, juste après leur production : l'un, de gaz chauds servant à la carbonisation, l'autre de gaz froids servant au refroidissement du charbon ou du coke produit.Il est bien connu que la principale limitation à l'utilisation de ce type d'appareils est l'humidité du bois : en effet, lorsque l'humidité augmente, la quantité de substances sans valeur calorifique présente dans les incondensables de la carbonisation augmente, rendant impossible la combustion autonome de ces incondensables lorsque le matériau est trop humide. De ce fait, un séchage artificiel préalable est presque toujours obligatoire avec ce type d'appareil. Un objet de la présente invention consiste à rendre possible l'utilisation des gaz de carbonisation dans un domaine beaucoup plus étendu, ce qui permet par exemple de se passer du séchage artificiel préalable, qui est très co- teux à l1investissement. Par ailleurs, il est souvent pénalisant pour les consommateurs de produits de pyrolyse comme les charbons végétaux d'avoir une qualité régulière et un approvisionnement diversifie, En effet, la qualité est très souvent irrégulière, ce qui nuit au bon fonctionnement des équipements en aval. Cette remarque peut stappliquer à bon nombre de matériaux carbonés comme le coke, les charbons fossiles ou les lignites, ainsi que toutes les catégories de charbons d'origine végétale. La diversité peut s'appliquer à l'indice de matières volatiles, l'humidité, les cendres, séparément ou simultanément. Un autre objet de l'invention qui suit est de produire à partir de matériaux de qualités différentes un produit de qualité régulière, notamment en ce qui concerne l'indice de matières volatiles et l'humidité. La présente invention répond aux objets ci-dessus et fournit un procédé qui permet, d'une manière générale, de carboniser en continu des matériaux de moindre valeur calorifique qu'auparavant ainsi que de retraiter des charbons végétaux de basse qualité. Par "charbon végétal de basse qualité" il faut entendre un charbon dont la teneur en carbone fixe est es timée insuffisante par ses utilisateurs (on admet en général que pour satisfaire les utilisateurs industriels un charbon végétal doit avoir une teneur en carbone fixe au moins égale à 80 %) ou bien un charbon constitué de lots de qualité irrégulière. Selon la présente invention, il est fourni un procédé continu de carbonisation de matières carbonées dans lequel le produit carbonisé est refroidi par le gaz incondensable de la carbonisation, caractérisé par le fait que l'on utilise ledit gaz incondensable ayant servi au refroidissement du charbon pour assurer les besoins calorifiques de la carbonisation. Des modes de réalisation du procédé revendiqués concernant, d'une part, 13 carbonisation du bois, d'autre part le retraitement de charbon végétal de basse qualité schématisés respectivement dans les Figures 1 et 2 annexées, sont décrits ci-après à titre d'illustration non limitative de l'invention. Dans la Figure 1, la matière à carboniser arrive en 1 dans le four de carbonisation 2. Les produits volatils dégagés par la pyrolyse 3 et les gaz chauds destinés à provoquer la pyrolyse 4 sont melangés dans la zone de carbonisation et donnent le flux 5 qui est condensé et refroidi en 6. Le jus est séparé dans le ballon 7 qui délivre en 8 le jus pyroligneux qui peut alors être utilisé. En 9, le ballon 7 délivre la fraction incondensable aspirée par le ventilateur 10. Une partie 11 est utilisée pour refroidir le charbon produit, qui est soutiré en 16 par le sas 17. Une partie du gaz incondensable 18 est disponible pour d'éventuelles autres utilisations. Le gaz incondensable ayant servi au refroidissement du charbon est aspiré par le ventilateur 12 et ce flux est alors séparé en deux parties : une partie 13 est brillée avec une quantité voulue d'air 19 dans un foyer 15 pour réchauffer le reste 14 et produire ainsi le flux 4 assurant les besoins calorifiques de la carbonisation. Avec les dispositions faisant 11 objet de la description qui précède, on a carbonisé de lteucalyptus à 30 % d'humidité sur matière brute sans consommation d'autre combustible que la partie incondensable des produits de py pyrolyse La température théorique de combustion atteignait 1130du pour une valeur pratique de 10500C. La dilution de cette partie incondensable par l'azote atmosphérique introduit avec ltair et les produits de combustion nta pas empê- ché l'emploi du gaz. Sans l'adoption de ce dispositif, l'hu- midité maxima admissible n'avait été que de 21 % par rapport à la matière brute. Dans la Figure 2 la matière à retraiter arrive en 1 dans une zone de préchauffage 2 et passe par gravité dans la zone de retraitement 3. Sous l'action de la circulation de gaz 4 issue du foyer 5, la matière perd les substances indésirables, qui sont aspirées par un ventilateur 12 et séparées dans une colonne 10, refroidie par un courant d'eau Il Un ventilateur 9 reprend une partie des gaz issus de 12 pour refroidir en 8 le'produit retraité. Le ventilateur 6 assure la récupération du gaz de refroidissement et son introduction dans le foyer 5. Le ventilateur 7 procure l'air nécessaire. Avec le schéma précédemment décrit et à partir d'une matière première constituée par du charbon de bois de la qualité moyenne suivante Indice de Matières volatiles 16 0 Humidité................................... O % Cendres . . . . . 1 . . 3 % c'est-à-dire ayant une teneur en carbone fixe de 71 % on a produit un charbon de bois répondant à la spécification Humidité inférieure à 5 % Carbone fixe supérieur à 85 % Le retraitement du charbon de bois a dégagé un excédent énergétique : 1172 106 J par tonne de produit retraité, sous forme d'un gaz résiduaire combustible dont le pouvoir calorifique était de 4604 103 J/Kg. Cet excédent s'entend compte tenu de l'autoconsommation d'énergie calorifique pour assurer les besoins énergétiques du retraitement. REVENDICATIONS 1 - Procédé continu de carbonisation de matières carbonées dans lequel le produit carbonisé est refroidi par le gaz incondensable de la carbonisation, caractérisé par le fait que l'on utilise ledit gaz incondensable ayant servi au refroidissement du charbon pour assurer les besoins calorifiques de la carbonisation. 2 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel la matière carbonisée est choisie parmi le bois et le charbon végétal de basse qualité.