Brevet FR2503136A1 — publié le 19821008

L'invention est destinée à fabriquer simultanément dans l'industrie de la construction et de la céramique grossière un matériau de construction léger isolant de la chaleur. Le procédé à haute température recommandé est le procédé de combustion hydrothermique. On connaît déjX un procédé pour la fabrication de produits destinés à la construction et à la céramique grossière qui fonctionne à des températures de cuisson relativement faibles et utilisant la vapeur d'eau comme second paramètre essentiel de la combustion (DWP 72487). L'énergie nécessaire ici pour l'opération de séchage et de cuisson est fournie par la fourniture étrangère d'un support d'énergie au chauffage indirect du dispositif. On connatt d'autre part des procédés dans lesquels on transforme des combustibles solides en gaz combustibles dans un appareil de production de gaz séparé. Ainsi, on produit par exemple à partir de briquettes de lignite ou de charbon, dans des générateurs de gaz spéciaux, du gaz combustible qui convient pour la combustion dans des dispositifs à haute température. Avec ces générateurs de gaz on recueille des cendres et des scories qui sont des matières gênantes. En raison de la rareté des supports d'énergie de grande valeur tels que les huiles de chauffage et le gaz naturel on recherche en particulier pour la fabrication de matériaux de construction fabriqués à l'échelle industrielle, des solutions techniques qui assurent un bon fonctionnement des dispositifs en valorisant des supports d'énergie de moindre valeur disponibles en quantité suffisante. Ainsi, il est décrit dans le document DE - OS 2 851 412 que lwon utilise comme constituant essentiel des masses céramiques à fabriquer, des déchets provenant des terril. Suivant le procédé proposé on introduit environ 70 fio de ces déchets mis en oeuvre dans une installation séparée de production de gaz et envoie le gaz obtenu dans un four de cuisson où une chaudière à vapeur et les déchets dégazés à un mélangeur au moyen d'une installation appropriée. Avec cette solution on a, d'une part, plus besoin d'un support d'énergie de grande valeur, toutefois il est nécessaire d'utiliser un générateur de gaz spécial ainsi que toute une série de dispositifs annexes tels que dépoussiéreurs, appareils de classement et installations de transport. Dernièrement on a à nouveau utilisé un générateur de gaz pour la fabrication de gaz pour l'alimentation d'appareils à haute température pour l'industrie céramique. Ainsi, il est décrit par exemple dans Brick and Olay Record 171 (1977) 11, pages 26 à 28 comment on produit à partir d'anthracite avec une granulométrie donnée, dans un générateur de gaz spécial comportant un agitateur, le gaz nécessaire pour le fonctionnement d'un four tunnel à briques. Dans cette solution aussi on doit utiliser un générateur de gaz spécial et aussi éliminer les cendres qui sont produites en quantité importante comme sous produit. L'invention a pour objet d'éviter l'utilisation supplémentaire de générateurs de gaz séparés, la production de cendres et de scories comme sous produits gênants et d'utiliser des matières premières qui n'étaient pas utilisables jusqu'ici dans l'extraction du lignite et l'industrie céramique. L'invention a pour objet de réaliser un procédé qui rende superflu le fonctionnement d'un générateur de gaz séparé afin qu'on arrive à chauffer le dispositif à haute température essentiellement sans fourniture d'un gaz de provenance étrangère et qui permette dans la mtme opération la fabrication de matériaux de constructions légers isolant de la chaleur. A cet effet, l'invention propose que l'on produise dans un appareillage chauffé indirectement fermé de façon étanche au gaz simultanément, des produits de céramique grossière, par exemple des briques, et un gaz combustible. A l'intérieur du dispositif on soumet les produits moulés à un traitement thermique jusqu'à un maximum de 9000C et ensuite les refroidit. Au cours du traitement thermique on assure à côté l'une de l'autre la solidification des matières argileuses, par la voie hydrothermique,commandée par la pression partielle de vapeur d'eau, et le dégazage et gazéification des constituants combustibles. L'invention est caractérisée par les étapes d'opérations suivantes - séchage résiduel des matières mises en oeuvre jusqu'à 2000C (a - b). - chauffage de la matière à cuire jusqu'à 9000C (b - d), avec dégazage simultané des cons tituants combustibles (b - c) - introduction de l'agent de gazéification (par exemple de l'eau) à 700 à 9000C - la température maximum atteinte, temps de repos jusqu'à achèvement de la consolidation céramique hydrothermique et de la gazéification (d - e) - refroidissement de la matière à cuire mise en oeuvre du maximum de 9000C à environ 500C (e - f) La gazéification des constituants combustibles est commandée par la quantité d'agents de gazéification (par exemple de l'eau) fournie par unité de temps et la température d'opération correspondante. Le dosage de la quantité d'eau s'opère en fonction du rapport entre les constituants combustibles et la matière argileuse, et la composition minéralogique de cette matière argileuse.On peut dire : plus grande est la proportion de constituants combustibles plus élevée doit être l'addition nécessaire d'agents de gazéification. Quand on utilise une matière première dont la proportion en constituants combustibles est faible (par exemple 10 *), et dont les constituants minéraux possèdent une composition chimio-minéralogique telle que la déhydroxylation des minéraux argileux et la désacidification libère suffisamment d'eau et de C02 qu'il est nécessaire pour la gazéification, on peut renoncer à l'utilisation supplémentaire d'un agent de gazéification. La surpression indiquée d'au moins 100 Pa jusqu'au commencement du refroidissement est réglée quand ltor- gane de réglage de la conduite d'air de refroidissement est fermée en actionnant l'organe de réglage de la conduite de gaz combustible. Dès le début de l'opération de séchage la vapeur d'eau ou le gaz combustible qui se produit est évacué du dispositif par la conduite de gaz combustible, elle est envoyée pour assurer les besoins d'énergie pour le fonctionnement du dispositif à ce dernier pour être brûlée dans une installation de chauffage indirecte, et le gaz combustible en excès est envoyé à un autre appareil chauffé au gaz pour autre brûlé directement comme gaz de chauffage. Quand la durée de repos est terminée on ferme la conduite de gaz frais et on ouvre la conduite dsair de refroidissement et la phase de refroidissement commence alors par introduction d'air par la conduite du raccordement d'air ou d'eau par la conduite d'alimentation en eau. L'air de refroidissement ou la vapeur chaude qui se produisent sont envoyés par la conduite d'air de refroidissement à un dispositif d'utilisation par exemple une installation de séchage ou le chauffage des locaux.Quand la phase de refroidissement est terminée on retiré les produits céramiques dont la cuisson est terminée, refroidis à 150 à 50 C du dispositif et on peut commencer un nouveau cycle.Pour assurer les opérations en cas d'avaries ou comme chauffage d'appoint pour les appareils consommateurs de gaz on pourra fournir en cas de nécessité un gaz de provenance externe dans le système de la conduite de gaz combustible. Une configuration particulièrement avantageuse du procédé est Obtenue si l'on connecte ensemble et fait fonctionner plusieurs, au moins trois, dispositifs, ce qui garantit un fonctionnement quasi-continu avec fourniture à peu près uniforme de gaz combustible et d'air de refroidissement chaud ainsi que de produits finis aux organes consommateurs, au moins un dispositif 1 fonctionnant dans la phase (d - e) et au moins un autre dispositif 1 dans la phase (e - f), simultanément. En plus de l'économie d'un générateur de gaz spécial, les avantages que se propose l'invention résident dans l'incorporation des cendres et scories qui se produisent au cours du dégazage et de la gazéification sont incorporés dans les produits (briques légères). En outre, il devient possible en utilisant l'invention d'utiliser avec une efficacité économique omportante des matières premières dont on ne tirait aucun parti jusqu'à présent. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une courbe température-temps d'un dispositif séparé, - la figure 2 est un schéma de dispositifs connectés en une batterie, - la figure 3 est une coupe longitudinale d'un dispositif, - la figure 4 est une superposition des courbes température-temps des quatre dispositifs réunis en batterie. Suivant la figure 1 la durée d'un cycle d'un dispositif séparé est de 24 heures où sont comprises une heure de chargement et de vidange, deux heures de séchage résiduel a - b, sept heures de chauffage b - d, le dégazage b étant compris dans l'étape b - d, huit heures de gazéification d - e dans l'exemple choisi, à 8000C, avec introduction d'eau dans le dispositif, six heures de refroidissement e - f, par soufflage d'air froid dans le dispositif. Le refroidissement est terminé dans l'exemple choisi quand la température des produits est de 100 C. Suivant la figure 2 on connecte en une batterie pour établir la continuité dans le temps des courants de matières, d'énergie et d'informations, quatre dispositifs séparés. La condition de continuité à maintenir d'obtient d'après le quotient du cycle de traitement et du nombre de dispositifs. I1 ressort de l'exemple représenté un rythme de mise en marche de six heures. Suivant la figure 4 lors de la mise en marche du dispositif 4, le dispositif 3 se trouve dans la phase de chauffage b - d, le dispositif 2 dans la phase de gazéification c - e, et le four 1 dans la phase de refroidissement e - f. Grace à cette conduite des opérations on est assuré que toujours un dispositif fonctionne dans la phase de refroidissement e - f et émet ensuite continuellement des chaleurs perdues vers d'autres consommateurs de chaleur. D'autre part on est assuré que toujours au moins un dispositif émet du gaz combustible. En superposant la phase de gazéificatioi de deux dispositifs qui se suivent pendant deux des huit heures totales,on assure la continuité de la quantité du courant du gaz combustible. Suivant la figure 3, la phase de gazéification c - e est réalisée du fait que l'on introduit par la conduite 8 d'alimentation en eau de l'eau dans le dispositif 1, parmi les produits de mise en oeuvre 3, et par la conduite de gaz combustible 5 il se produit une fourniture du gaz combustible obtenu vers les dispositifs consommateurs. Au moyen de llor- gane de réglage et d'ajustement 6, la conduite de gaz combustible 5 est fermée d'une façon étanche au gaz, est bloquée, pendant toute la phase de refroidissement e - f - a. Pendant la phase de refroidissement e - f on introduit par la conduite d'air 10 de l'air de refroidissement dans le dispositif 1 et l'évacue au moyen de son organe de réglage 7 par la conduite d'air de refroidissement. Le gaz combustible produit dans le dispositif 1 est envoyé par l'organe de réglage 6 dans la conduite de gaz combustible 5 et est poussé par un ventilateur 9 dans les dispositifs, l'excès de gaz étant envoyé aux appareils consommateurs de gaz 2 par exemple un four tunnel pour la production de tuiles fortement cuites (figure 2). Dans l'exemple choisi les paramètres de matières et d'opérations sont les suivants - humidité de la matière mise en oeuvre 3 ffi en masse - teneur en constituants combustibles princi paleiment en lignite 34 ffi en masse - surpression dans le dispositif 210 Pa REVENDICATIONS 10) Procédé pour la fabrication simultanée de produits céramiques grossiers par exemple de briques, et de gaz combustible dans un dispositif chauffé indirectement fermd de façon étanche au ga > z, caractérisé en ce que l'on soumet des objets moulés séchés de préférence jusqu'à 2 à 3 * fabriqués avec une matière première argileuse contenant 10 à 60 % en masse de constituants combustibles, de charbon par exemple, à un traitement thermique jusqutà un maximum de 9000C et qu'on opère côte à côte une solidification hydrothermique de l'argile et un dégazage et une gazéification des constituants combustibles contenus,pendant qu'il se produit jusqu'à 2000C, un séchage (a - b) de 200 à 9000C au maximum le chauffage avec solidification hydrothermique commençante (b - d) avec dégazage simultané des constituants combustibles (b - c) qu'à 700 à 9000C, on achève (d - c) par introduction d'un agent de gazéification par exemple de l'eau, dans le dispositif 1, aussi bien la solidification céramique hydrothermique que la gazéification des constituants combustibles commandés par la quantité introduite d'agents de gazéification par unité de temps, qu'il sty raccorde la phase de refroidissement (e - f)des produits, et que la vapeur d'eau qui se produit à partir de l'opération de séchage, et le gaz combustible provenant du dispositif (1) sont évacpés continuellement par la conduite de gaz combustible (5) jusqu'au commencement du refroidissement, que l'on maintient dans le dispositif (1) une pression prescrite d'au moins 100 Pa et que le gaz combustible sous forme de gaz de chauffage est envoyé directement par des conduites de gaz frais (5) pour assurer les besoins en énergie du fonctionnement du dispositif (1), à ce dernier pour être brûlé dans une installation de chauffage indirect et les quantités de gaz combustible en excès étant envoyées à un autre appareil (2) consommateur de gaz, les produits céramiques dont la cuisson est terminée, refroidis à 1500 à 500C étant retirés du dispositif (1). 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait fonctionner suivant la technique du procédé plusieurs dispositifs (1), au moins trois, connectés en une batterie, décalés dans le temps d'une façon telle que l'on réalise une alimentation continue suffisante en gaz combustible ou en chaleur de refroidissement les appareils consommateurs de gaz (1) (2), au moins un dispositif fonctionnant dans la phase (d - e) et au moins un autre dispositifdans la phase (e - f) simultanément.