Brevet FR2562640A1 — publié le 19851011

Ensemble permettant la valorisation énergétique de déchets de bois." L'ensemble conforme à l'invention sert à valori ser des combustibles de valeur médiocre ayant un faible pouvoir calorifique, notamment des déchets de bois, pour produire de la chaleur dans des installations de chaudières de faible puissance thermique. On cornait un grand nombre de procédés, d'instal lations et de dispositifs pour produire du gaz combustible à partir du bois et d'autres substances combustibles, ainsi que pour une combustion à plusieurs composants, procédés, installations et dispositifs dans lesquels le gaz est utilisé comme flamme de soutien.C'est ainsi que,par exemple,des gé nérateurs de gaz sont décrits dans la série documentaire "Die Verbrennungskraftmaschine, tome 1, partie 2 - Die Gaserzeuger- Springer - Verlag Wien 1959", et dans le périodique "Jugend und technik, 3DR September 1983", et que des inventions pour le dégazage de substances organiques ont été publiées, par exemple dans les documents OS-DE 29 27 240, OS-DE 31 33 740 et OS-DE 28 46 897, Dans ces procédés et ces installations connus, des exigences dlevées sont formulées en ce qui con cerne la pureté du gaz obtenu, ainsi que cela est1 par exemple, nécessaire pour le fonctionnement de moteurs à combustion in terne.En conséquence, ces installations sont très conteuses et le rendement énergétique spécifique est faible. Un prélè vement continu de gaz neesty par exemple, pas possible pendant l'alimentation du générateur. Il existe des installations et des dispositifs pour la combustion à plusieurs composants, par exemple selon le document DD-AP 132 020 dans le cas de la combustion des ordures, et selon le document D3-WP 65 617 dans le cas de l'amélioration du pouvoir calorifique lors de la combustion de charbons de valeur médiocre. Ces inventions ne sont pas applicables à de faibles puissances thermiques ou bien à de faibles débits. Par ailleurs, le document DD-AP 134 449 décrit un procédé dans lequel on ajoute aurproduits organiques destinés à la gazéifieation des agglomérés fabriqués à partir du meme matériau. Ce procédé présente l'inconvénient que le matériau organique doit 8tre traité au cours d'une étape préliminaire. On ne connaît pas de solutions, qui pernettent de porter à la combustion des combustibles variés combinés dans une installation de combustion et qui puissent être mises en oeuvre avec sécurité pour des installations de faible puissance thermique. le but de l'invention est de créer un ensemble constitué d'équipements connus en soi, ensemble qui permette de porter à la combustion, conformément aux exigences énergétiques, un matériau combustible dosé, soit sous forme de mor ceaux dans un générateur en vue de la production de gaz, soit sous forme de poudre ou de grains fins comme second composant combustible dans une unité de combustion à plusieurs composants. le problème de l'invention est de concevoir une installation qui permette, sans traitement préalable tel que par exemple un séchage, un briquetage, etc...., de fabriquer avec des équipements connus en soi et à partir de déchets solides conbustibles, un gaz de bas pouvoir calorifique et de brdler ce gaz dans une installation de combustion à plusieurs composants pour obtenir un rendement optinal en énergie calorifioue, avec une contrainte réduite sur l'environnement, en ajoutant,de façon continue ou discontinue, des substances combustibles sous forme de poudre ou de grains fins, et de garantir un fonctionnement sûr. Conformément à l'invention, ce problème est résolu en ce que du gaz est obtenu dans un générateur, connu en soi, de gaz de bois à partir de déchets combustibles, notamment de bois en morceaux, ce gaz contenant des ajouts solides en suspension et des ajouts sous forme de vapeur. Ce mélange gazeux est amené à une installation de combustion à plusieurs composants et brûlé. Pour améliorer le pouvoir calorifique, un matériau combustible sous forme de poussière ou de grains fins, tel que par exemple de la farine de bois, est amené à cette flamme de gaz.Pour garantir un fonctionnement sûr et pour éviter une pollution excessive de flair, le gaz humide distillé à basse température est échauffé, au cours du processus de démarrage et jusqu'à l'obtention d'un gaz combustible susceptible d'être allumé, à une température se situant audessus du point de rosee du mélange gazeux dans un échangeur thermique équipé d'un chauffage électrique d'appoint, et ce gaz est ramené par l'intermédiaire d'une dérivation, sus cettible d'être branchée et débranchée par des soupapes et munie d'un dispositif de pompage, à la canalisation d'air frais du générateur de gaz, de sorte qu'un filtre ou bien un réservoir de dépôt pour séparer les ajouts est inutile. Un point de nesure disposé en amont de la bifurca- tion vers la dérivation surveille la température et la compo- sition du mélange gazeux après son échauffement dans l'échan- geur thermique. Ce pois de mesure commande la mise hors circuit du chauffage d'appoint lors du dépassement d'une température admissible. SI ce point de mesure signale l'existence d'un gaz combustible susceptible d'être allumé, la dérivation est fermée, et le passage vers l'installation de combustion à plusieurs composants est libéré par l'intermédiai- re de soupapes avec bnnchement d'un filtre, et le gaz est allumé.Si le processus d'allumage, contrôlé par un dispositif de surveillance, est terminé, le combustible supplémentaire sous forme de poussière ou de grains fins, est amené à cette flamme et il en résulte une combustion intensive avec un rendement élevé en énergie calorifique. Un dispositif mécanique anti-retour empêche le retour de la flamme dans la canalisation d'alimentation du combustible supplémentaire. Parallèlement au fonctionnement de l'installation de combustion, un accunulateur de gaz peut être repli par l'intermédiaire d'une soupape, accunulateur à partir duquel du gaz peut être prélevé pour maintenir la flamme lors d'une interruption de courte durée de la production de gaz ou bien de l'écoulement du gaz. Un dispositif de surveillance de la flamme et des fumées, disposé dans la chambre de combustion, assure la sécurité nécessaire du fonctionnement de l'installation.Lorsque des perturbations interviennent, les soupapes commandant le filtre, l'accumulateur de gaz et l'installation de combustion à plusieurs composants sont tout d'abord fer mées par l'intermédiaire de la commande de l'installation, tandis que la soupape en direction de la dérivation est ouverte. Le point de mesure disposé avant la bifurcation vers la dérivation assure le maintien de conditions de fonctionnement sûres, même lors d'un mode de fonctionnement intermittent et il arrête ensemble de l'installation lors du dépassement des températures de gaz admissibles. L'ensemble conforme à l'invention va être exposé plus en détail en se référant à un exemple- de réalisation et aux dessins ci-joints - figures 1 et 2 -. A partir d'un générateur d'air comprimé, de l'air frais parvient par l'intermédiaire de la canalisation de refoulement d'air 1 et de la soupape d'arrêt 2.1 au générateur de gaz de bois 3 rempli de déchets de bois en morceaux. Lors du processus de démarrage, cet air s'écoule par dessus l'enveloppe du générateur de gaz dans la chambre de réaction. Le charbon de bois stocké dans cette chambre est amené à l'incandescence au moyen d'un dispositif d'allumage, et le processus de gazéification est enclenché. L'air ainsi insufflé sort sous forme de gaz du générateur à bas pouvoir calorifique, en étant mélangé avec de l'eau et de la vapeur de goudron ainsi qu'avec des substances solides en suspen selon, hors du générateur et an-ive par l'intermédiaire de la soupape d'arrêt 2.2 dans l'échangeur tubulaire 6 qui; au cours du processus de démarrage, est échauffé par le chauffage électrique d'appoint 11 à des températures se situant au-dessus du point de rosée du mélange gazeux.Le filtre 7 étant fermé, le mélange gazeux s'écoule par l'intermédiaire de la soupape 2.3 dans l'enveloppe externe de l'échangeur thermique 6 et de là, par l'intermédiaire de la bifurcation 9, de la soupape d'arrêt 2.5 et de l'injecteur 12, il revient à la canalisation d'air comprimé 1 du générateur 3. Si un gaz combustible est susceptible d'être allumé et signalé au point de mesure 13, la soupape d'arrêt 2.4 s'ouvre et les soupapes d'arrêt 2.3 et 2.5 sont fermées. Le gaz combustible susceptible d'être allumé traverse alors le filtre 7, l'échangeur thermique tubulaire 6 passe devant le point de mesure 13, et, par l'intermédiaire de la soupape d'arrêt 2.8 ouverte, arrive à l'installation de combustion à plusieurs composants 10. Simultanément, si la soupape d'arrêt 2.7 est ouverte, l'accumulateur de gaz 8 peut 8tre rempli. En fonction de la possibilité d'allumage du mélange gazeux déterminée au point de mesure 13, le chauffage d'appoint 11 est arrêté. Si le processus d'allumage du gaz dans l'installa- tion de combustion à plusieurs composants 10 est terminé, de la poussière de bois est amenée à partir du réservoir 4 et par l'intermédiaire du dispositif de dosage 5 et de la sou pape d'arrêt 2.6 à l'installation de combustion à plusieurs composants 10 dans le rapport énergétique 1 : 6 (gaz/pous- sière de bois), et introduite dans la flamme de gaz. Un déroulement correct de la combustion est assuré par le bloc constitutif de surveillance 14. En cas d@incidents, ce bloc constitutif de surveillance commande, par l'intermédiaire d'un circuit de sécurité, l'ouverture des soupapes d'arrêt 2.3 et 2.5 et la fermeture des soupapes d'arrêt 2.6 et 2.8. Pour éviter la condensation d'ajouts sous forme de vapeur, le chauffage d'appoint il est branché. En cas de besoin, la soupape d'ar rêt 2.7 peut être ouverte et l'accumulateur de gaz 8 être rempli. Ce circuit de sécurité garantit en même temps un mode de fonctionnenent intermittent. Lors d'interruption de courte durée de l'écoule- ment du gaz, par exenpie de l'alimentation du générateur de gaz, les soupapes d'arrêt 2.1 et 2.5 ainsi que 2.9 sont fermées et la soupape d'arrêt 2.7 est ouverte. Le maintien de la flamme de gaz est assuré par prélèvement de gaz à partir de l'accumulateur de gaz 8. REVENDICATION Ensemble pour la valorisation énergétique de déchets de bois par gazéification de déchets de bois en morceaux d'un type quelconque et combustion de ce gaz dans une installation de combustion à plusieurs composants en introduisant dans cette flamme un combustible supplémentaire sous forme de poussière ou de grains fins, ensemble caractérisé en ce qu'à la suite du générateur de gaz de bois (3) est branché un échangeur thermique (6) avec un chauffage électrique d'appoint (11), qui au cours du processus de dénarrage échauffe le mélange gaz-vapeur prenant naissance dans le générateur de gaz de bois (3) au-dessus de la température du point de rosée, tandis qu'il est prévu entre la bifurcation (9) et le générateur de gaz de bois (3) une déri- vation (15) avec une soupape d'arrett2.5) qui lui est associée et qu'il est prévu sur la canalisation d'air comprimé (1) un dispositif de pompage (12) pour l'alimentation de ce courant de gaz de dérivation, cependant que, sur la canalisation allant à la bifurcation (9), après l'échangeur thermique (6), est installé un point de mesure (13) qui sur- veille la température et la composition du gaz et qui, lorsqu'un gaz susceptible d'être allumé et de brûler est obtenu, déclenche l'ouverture de la soupape d'arrêt (2.8) et coupe la dérivation (15) par fermeture de la soupape d'arrêt (2.5) tout en mettant en route le processus d'allumage dans l'installation de combustion à plusieurs composants (10), ou bien ce point de mesure, lorsqu'une température ad- missible des gaz est dépassée, met hors circuit dans une pre~ère étape le chauffage d'appoint (11) et,si la température continue à monter, arrête le fonctionnement de l'ensemble de ltinstallatioil, ce poste de mesure intégrant dans un bloc constitutif de surveillance (14) les dispositifs de surveillance de la flamme et des fumées, tandis qu'à la fin du processus d'allumage1 il assure1 par mise en circuit du dispositif de dosage (5) et par ouverture de la soupape d'arrdt (2.6 l'alimentation en combustible sous forme de poussière ou de grains fins, cependant que, pour permettre d'étaler des interruptions de courte durée de la production ou de l'écoulement du gaz, l'accumulateur de gaz (8) est branché en parallèle sur l'installation de combustion à plusieurs composants (10), cet accumulateur pouvant,en cas de besoin,être mis en circuit et hors circuit par l'intermédiaire de la soupape d'arrêt (2.7), tandis que pour un fonctionnement permanent, les soupapes d'arrêt (2.3 et 2.4) permettent le branchement du filtre (7).