Brevet FR2525624A1 — publié le 19831028

-1- La présente invention concerne un procédé pour la production d'agglomérés de combustible à partir d'une matière organique fibreuse et les agglomérés de combustible ainsi obtenus. De tels procédés sont déjà connus Le brevet des Philippines No 11 922 par exemple décrit un procédé selon lequel la teneur en humidité d'une matière fibreuse divisée en petits fragments, comme de la sciure de bois, est ajustée à 16-28 % et la matière est agglomérée à une température de 163-1770 C. Selon le procédé de la présente invention, on peut utiliser une température d'agglomération bien plus basse. De plus, on a trouvé qu'en broyant la matière fibresue dans un broyeur, de préférence un broyeur à cylindres, les cuticules de la matière, si celle-ci est du type très humide comme dans le cas de feuilles, sont endommagées, ce qui entraîne une réduction de la durée de séchage de 8085 % par rapport au cas o on coupe seulement en morceaux la matière telle que des feuilles. De plus, le broyage entraîne une fibrillation consi- dérable, ce qui a une influence favorable sur les forces de cohésion des agglomérés en raison de l'enchevêtrement des fibres. Ainsi, la présente invention concerne un procédé pour la production d'agglomérés de combustible à partir d'une matière fibreuse organique, selon lequel on broie la matière à une grosseur maìmale de particules de 5 fois le diamètre des cavités du'moule dans l'appareil de formation d'agglo- mérés mentionné ci-après, après quoi la matière est séchée à 20-10 % en poids d'eau par rapport à la matière totale, éventuellement au moins une partie de la matière est fragmentée, et ensuite la matière est mise sous la forme d'agglomérés dans un appareil de formation d'agglomérés à moule à une tem- pérature des agglomérés de 70-135 C, cde préférence 70-120 'C, en particulier de 707100 OC Les agglomérés peuvent être ensuite séchés sur place. 2- Si la matière fibreuse organique est du type très humide, comme des déchets d'une installation de traitement d'ananas contenant plus de 70 % en poids d'eau, la matière est déshydratée mécaniquement à une teneur en eau de 70-40 % en poids, de préférence 60-40 % par rapport à la matière totale, tandis qu'en même temps la matière est broyée à la grosseur maximale de particules spécifiée Cette déshydratation mécanique n'est pas nécessaire si la matière a une teneur en humidité allant jusqu'à 70 % en poids, comme certains types de déchets de bois, par exemple des mélanges de sciure de bois, de fibres d'écorce et de copeaux d'écorce. De préférence, le broyage est effectué de manière que la grosseur de particules de la matière présente une certaine variation Les particules assez petites rem- plissent alors les cavités entre les particules plus grosses, avec pour résultat une moindre consommation d'énergie dans la formation des agglomérés et un encore meilleur enchevêtrement des fibres. Si cela est avantageux, on peut utiliser de l'eau ou de la vapeur d'eau durant la formation des agglomérés pour faciliter cette formation, par exemple 3-5 % en poids d'eau ou de vapeur d'eau. Des diamètres appropriés des cavités de l'appareil de formation d'agglomérés sont compris entre 5 et 30 mm. Les agglomérés ont de préférence un diamètre de -20 mm et en particulier de 13-18 mm et une longueur moyenne de par exemple 20-60 mm De préférence, l'opération de formation des agglomérés est effectuée dé manière que l'on obtienne une certaine variation dans la longueur, avec pour résultat une masse volumique apparente supérieure et donc des coûts de transport moindres. Selon l'invention, la matière peut être mélangée avec d'autres matières fines, par exemple de la poudre de charbon ou de charbon de bois avant la formation des agglomérés La matière peut aussi être mélangée avec certains produits -3- chimiques pour empêcher la formation de suie lors de la combustion des agglomérés, ou avec des composés hydro- phobes pour réduire l'absorption d'humidité par les agglomérés. De plus, on peut traiter les agglomérés au moyen d'huile chaude de manière à carboniser la croûte extérieure, réduisant ainsi la sensibilité à l'humidité et rendant po 3 sible le stockage dans des environnements humides. Les présents agglomérés peuvent être utilisés direc- tement comme combustible industriel, spécialement dans des chaudières pour la production d'énergie électrique, ainsi que pour des applications domestiques On peut aussi les utiliser pour une gazéification thermique ou pour la production de combustibles liquides et solides, par exemple de charbon de bois par carbonisation par exemple par chauffage dans une chambre de combustion fermée. L'invention va maintenant être illustrée dans l'exemple 1 à propos de déchets d'une installation de traitement d'ananas et dans l'exemple 2 à propos de déchets de mais Toutefois, le présent procédé est utilisable. aussi pour d'autres déchets cellulosiques, comme décrit dans le brevet des Philippines No 13 155, en particulier ceux d'un type similaire. Exemple 1 Des déchets d'installations de traitement d'ananas, par exemple provenant de plantations, avaient une masse volumique apparente de 200-300 kg/m 3 et une teneur en eau d'environ 78 % en poids par rapport à la matière totale. Le pouvoir calorifique était d'environ 2-3 MIJ/kg et les grosseurs inférieures à environ 500 mm Cette matière, à savoir des feuilles, des tiges et des trognons, mais prin- cipalement des feuilles ( 65 % en poids) a été déshydratée mécaniquement par compression sur un ou plusieurs broyeurs à trois cylindres, tandis que par l'action de broyage des cylindres, les cuticules de la matière, en particulier des feuilles, étaient endommagées pour faciliter la libération -4- de l'eau Cette matière broyée avait une longueur moyenne d'environ 35 mm, la majeure partie étant plus courte que 60 mm. Le gâteau résultant a été défait dans un déchiqueteur rotatif pour permettre un séchage efficace. La matière a été séchée therniquement à environ 18 % en poids d'eau par rapport à la matière totale, avec de l'air chaud dans un séchoir rotatif en cascade en écoulement parallèle avec les gaz de combustion On pourrait aussi utiliser d'autres séchoirs, tels qu'un foyer mécanique. La matière séchée a été triée et les fragments de plus de 65 mm ont été coupés de manière appropriée dans une coupeuse rotative à des grosseurs de moins de 65 mm La matière triée et la matière coupée ont été agglomérées dans un appareil à trois cylindres pour la formation d'agglo- mérés par extrusion-moulage à une pression de 7 k N/cm, les cavités du moule ayant un diamètre de 13 mm et une longueur de 65 mm Durant cette formation d'agglomérés, qui a été effectuée en continu, le frottement et la compression dans le moule ont causé une élévation de la température du moule et des agglomérés jusqu'à établissement de conditions stables après environ 15 minutes à environ 80 'C pour le moule et environ 750 C pour les agglomérés. Les agglomérés avaient un diamètre de 13 mm et une longueur de 20-60 mm. Les agglomérés ont été refroidis ensuite à la tempéra- ture ambiante par un courant d'air forcé, tandis qu'ils étaient triés par un tamis vibrant, et transférés à un entrepôt pour expédition. Les agglomérés avaient une résistance mécanique suf- fisante pour être manipulés par des transporteurs méca- niques Leur pouvoir calorifique était d'environ 18 MJ/kg, leur teneur en eau d'environ 14 % en poids par rapport à la matière totale, leur masse volumique de 1,1 g/cm 3 et leur masse volumique apparente de 675 kg/m -5La production de l'appareil à former les agglomérés était de presque 50 kg d'agglomérés par kilowatt-heure d'énergie électrique consommée par l'appareil. Les particules fines séparées par tamisage peuvent être recyclées L'air provenant du refroidisseur des agglomérés peut être utilisé comme air secondaire dans le four du séchoir. Comme combustible pour le chauffage de ce four, on peut utiliser de la matière déshydratée mécaniquement, de la matière séchée thermiquement ou les agglomérés La quantité nécessaire sera d'environ 20 % en poids par rapport aux déchets d'ananas introduits. Exemple 2 Des déchets de mais (tiges et feuilles) d'une teneur en eau de 68 % en poids par rapport à la matière totale ont été comprimés et broyés de façon qu'on arrive à une teneur en eau de 48 % en poids par rapport à la matière totale. Ce produit a été séché dans un four à 17 % en poids d'eau par rapport à la matière totale. La longueur de la charge de départ de paille ainsi obtenue avant densification était d'environ 30-50 mm et la masse volumique apparente de 135 kg/m 3 On a produit des agglomérés de divers diamètres, à savoir 8, 10 et 15 mm. Le rapport longueur/largeur des cavités de l'appareil à agglomérés à été 'choisi entre sept et huit dans ces cas. Il en est résulté'ur Ve pression moyenne de Il k N/cm 2 et une masse Volumiqudtde la matière d'environ 1,2 g/cm 3 La tem- pérature du moule est devenue en régime permanent de 850 C et celle des agglomérés de 75 C La teneur en eau du produit refroidi était de 13 % en poids La production de l'appareil à agglomérés a été d'environ 30 kg/k Wh Le pouvoir calorifique des comprimés était de 19,8 MJ/kg -6- REVENDICATIONS 1 Un procédé pour la production d'agglomérés de combustible à partir d'une matière fibreuse organique, caractérisé en ce qu'on broie la matière à une grosseur maximale de particules de 5 fois le diamètre des cavités du moule dans l'appareil de formation d'agglomérés mentionné ci- après, après quoi la matière est séchée à 20-10 % en poids d'eau par rapport à la matière totale, éventuel- lement au moins une partie de la matière est fragmentée, et ensuite la matière est mise sous la forme d'agglomérés dans un appareil de formation d'agglomérés à moule à une température des aggloméréq,,,e 70-135 WC. 2 Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière fibreuse organique est déshydratée mécaniquement à 70-40 % en poids, de préférence 60-40 % en poids d'eau par rapport à la matière totale, en même temps que la matière est broyée à la grosseur maximale de particules spécifiée. 3 Un procédé selon l'une des revendications i et 2, caractérisé en ce que l'opération d'agglomération est effectuée à une température des agglomérés de 70-120 WC. 4 Un procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière fibreuse organique con- siste en déchets d'une installation de traitement d'ananas ou en déchets de mals. 5 Un procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise de l'eau ou de la vapeur d'eau durant l'agglomération. 6 Un procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les agglomérés ont un diamètre de 10-20 mm et une longueur de 20-60 mm. 7 Un procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le broyage est effectué-dans un broyeur à cylindres. -7- 8 Les agglomérés de combustible produits par un procédé selon l'une des revendications 1 à 7. 9 Des agglomérés de combustible selon la revendi- cation 8, caractérisés en ce qu'ils sont au moins partiel- lement carbonisés.