Brevet FR2987435A1 — publié le 20130830

SYSTEME DE TRAI TEMENT THERMI QUE DU BOIS AVEC UN RENDEMENT AMELI ORE L'invention se rapporte à un système de traitement thermique du bois, dont le principe repose sur la génération de gaz chauds issus de la combustion de biomasse, lesdits gaz alimentant un four. Les traitements thermiques du bois permettent d'améliorer sa résistance biologique vis-à-vis des insectes et des champignons xylophages, ou encore d'accroître sa stabilité dimensionnelle grâce à une modification du matériau et sans l'introduction de produit chimique. En se référant à la figure 1, un procédé de traitement thermique du bois peut se décomposer en trois étapes principales 1, 2, 3 : - Une première étape 1 de génération de gaz chauds à partir d'une combustion de biomasse, comprenant une phase de captage des gaz de combustion, suivie d'une étape de déshydratation et une étape de dépoussiérage desdits gaz, et se terminant par une étape de chauffage des gaz propres et déshydratés. - Une deuxième étape 2 de distribution de gaz et de gestion du 20 procédé, incluant une phase de distribution des gaz chauds, une phase de stockage du bois dans une enceinte et une étape de contrôle de la température de l'enceinte. - Une troisième étape 3 de traitement des gaz extraits de la cellule de traitement, incorporant une phase d'extraction des gaz, une phase de 25 nettoyage desdits gaz et une phase d'évacuation des gaz propres. Un système de traitement thermique du bois selon l'invention, est conçu de manière à améliorer son rendement, grâce notamment à l'utilisation d'une source énergétique déjà présente sur un site dédié au traitement thermique du bois, et non spécifiquement élaborée pour cette nouvelle 30 fonction. En effet, cette utilisation est rendue possible par le biais de moyens de raccordement judicieux, faciles et rapides à mettre en oeuvre, ne nécessitant aucune modification en profondeur de l'installation de traitement thermique. De cette manière, un système de traitement thermique du bois selon l'invention accroît significativement ses performances, par l'intermédiaire de petits aménagements structuraux peu contraignants. L'invention a pour objet un système de traitement thermique du bois comprenant au moins un four de traitement thermique et un générateur de gaz chauds issus d'une combustion de biomasse, lesdits gaz étant destinés à alimenter ledit four de traitement thermique. La principale caractéristique technique d'un système de traitement thermique selon l'invention, est qu'il comprend au moins une source complémentaire d'alimentation en gaz dudit four, qui est distincte dudit générateur de gaz chauds. Autrement dit, les gaz issus de la combustion de biomasse sont complétés par des gaz en provenance d'au moins une deuxième source d'émission de gaz, qui est distincte dudit générateur de gaz. De cette manière, le mélange gazeux résultant possède une densité massique supérieure, favorisant le traitement thermique du bois dans le four. Cette source complémentaire de gaz peut émettre des gaz dont la température peut être égale, inférieure ou supérieure à celle des gaz chauds issus de la combustion de biomasse. De façon préférentielle, cette deuxième source de gaz n'est pas créée spécifiquement pour densifier les gaz chauds de la combustion de biomasse, mais est déjà présente sur place, soit pour remplir une autre fonction, soit en n'ayant aucune fonction particulière. Un système de traitement thermique du bois selon l'invention doit simplement mettre en oeuvre un circuit permettant de ponctionner des gaz émanant de cette source complémentaire, pour ensuite les mélanger aux gaz chauds issus de la combustion de biomasse. Le terme « système » est général, et englobe tous les équipements nécessaires au traitement thermique du bois. Avantageusement, un système de traitement thermique du bois selon l'invention comprend un circuit principal permettant aux gaz d'être nettoyés au moyen d'un filtre et d'être refroidis au moyen d'un premier échangeur, avant d'être entrainés par une première pompe, ledit circuit principal comprenant une vanne couplée à un débitmètre pour réguler le débit desdits gaz. Le dépoussiérage et le refroidissement des gaz issus d'une combustion de biomasse, sont des fonctions indispensables pour rendre les gaz propres et pour les amener à la température requise permettant d'optimiser cette opération de traitement thermique. De façon préférentielle, un système de traitement thermique du bois selon l'invention, comprend une réserve d'eau chaude destinée à être pulvérisée dans le four. Cette eau chaude a une double fonction qui est, d'une part, d'augmenter le taux d'humidité dans l'enceinte de cuisson du bois, et d'autre part, de baisser le taux d'oxygène dans ladite enceinte à une valeur inférieure à 7%, pour éviter tout risque d'incendie, voire d'explosion. Selon un premier mode de réalisation préféré d'un système de traitement thermique du bois, une première source complémentaire d'alimentation est constituée par les gaz extraits du four, qui sont réacheminés vers le circuit principal au moyen d'un premier circuit de liaison débouchant en amont de la vanne de régulation et en aval de la première pompe. Généralement, les gaz produits par le traitement thermique du bois, sont nettoyés avant d'être rejetés à l'extérieur du four, sans avoir la moindre fonction. Pour ce mode de réalisation, le système de traitement thermique du bois selon l'invention met en oeuvre un premier circuit permettant de réorienter lesdits gaz destinés à être évacués, vers le générateur de gaz chauds issus de la combustion de biomasse. Les gaz du générateur et les gaz extraits du four vont ainsi se mélanger pour former un gaz résultant plus dense, qui va être acheminé vers le four, augmentant ainsi le rendement du du générateur de gaz chaud grâce à cet apport supplémentaire de gaz. De façon avantageuse, le premier circuit de liaison comprend un condenseur placé entre le four et une deuxième pompe, ledit condenseur permettant le nettoyage des gaz extraits du four. Un tel condenseur permet de condenser les composés organiques volatiles (COV) présents dans les gaz extraits du four afin de réaliser le traitement thermique du bois en toute sécurité, sans risque d'incendie ou d'explosion. Le résultat de cette opération est que les gaz deviennent propres, avec pour conséquence majeure que cette activité se déroule sans répercussion néfaste sur l'environnement en matière de pollution. La deuxième pompe permet d'assurer la circulation des gaz extraits du four dans le premier circuit, pour les envoyer vers les gaz issus de la combustion de biomasse. Préférentiellement, le condenseur est relié à un groupe à absorption afin d'être refroidi. En étant ainsi refroidi, le condenseur permet également de refroidir les gaz extraits du four. Ce refroidissement des gaz est rendu nécessaire afin d'éviter que des gaz trop chauds n'arrivent directement dans la deuxième pompe, et ne dégradent ladite pompe. Selon un deuxième mode de réalisation préféré d'un système de traitement thermique du bois, une deuxième source complémentaire d'alimentation en gaz est constituée par les gaz chauds issus de la combustion de biomasse d'une deuxième chaudière annexe, lesdits gaz étant réacheminés vers le circuit principal en débouchant en amont de la vanne de régulation et en aval de la première pompe. Pour ce deuxième mode de réalisation, le système de traitement thermique du bois selon l'invention, met en oeuvre un raccordement avec une chaudière voisine, destinée à être utilisée dans le cadre de procédés connexes au traitement thermique du bois, comme par exemple le séchage, ledit raccordement permettant de mélanger des gaz chauds issus de la combustion de biomasse d'une chaudière voisine et les gaz chauds issus de la combustion de biomasse de la présente chaudière. En effet, sur un site conçu pour le traitement thermique du bois, il existe un certain nombre d'autres activités inhérentes au traitement thermique du bois, comme par exemple le séchage, la deuxième source complémentaire d'apport en gaz étant créée à partir d'une déviation des gaz mis en oeuvre pour cette activité de séchage. Avantageusement, le deuxième circuit comprend un deuxième échangeur intercalé entre la deuxième chaudière annexe et une troisième pompe. Cette troisième pompe est indispensable pour aspirer les gaz issus de la combustion de biomasse de la chaudière annexe, afin de les acheminer vers les gaz issus de la combustion de biomasse du présent four. Ce deuxième échangeur est destiné à refroidir les gaz en provenance de la chaudière annexe, afin d'éviter que des gaz trop chauds n'arrivent dans la troisième pompe et ne la dégradent. De façon préférentielle, le deuxième circuit est doté d'un deuxième 5 filtre placé entre la chaudière annexe et l'échangeur, afin de dépoussiérer les gaz chauds issus de la combustion de biomasse de ladite deuxième chaudière. Les gaz issus de la combustion de biomasse, sont porteurs d'un certain nombre de particules solides indésirables, qu'il est recommandé de piéger le plus tôt possible lors d'un procédé de traitement thermique du bois, afin de 10 conduire cette opération de traitement thermique dans des conditions de propreté satisfaisantes. Il est en effet important d'éviter que ces poussières ne viennent nuire à la qualité du traitement thermique du bois. De façon avantageuse, l'apport de chaleur généré par le premier et le deuxième échangeur est complété par un apport de chaleur supplémentaire en 15 provenance d'une source énergétique à choisir dans le groupe formé d'au moins un panneau solaire et d'une réserve d'eau chaude incluse dans la deuxième chaudière annexe. Afin de couvrir un arrêt des échangeurs ou de palier une insuffisance énergétique desdits échangeurs, le système de traitement thermique du bois selon l'invention, met en oeuvre une source de 20 chaleur complémentaire, soit produite par des panneaux solaires, soit en provenance d'une réserve d'eau chaude associée à la chaudière annexe, pour la gestion par exemple de séchoirs. Les systèmes de traitement thermique du bois selon l'invention, ont pour avantage principal d'améliorer leur rendement grâce à l'implication d'une 25 seconde source gazeuse déjà présente à proximité du four de traitement thermique. Ils présentent de plus l'avantage de mettre en oeuvre des circuits d'acheminement desdits gaz secondaires, qui sont de conception simple et faciles à installer, ne nécessitant aucune modification en profondeur du four et des équipements associés. On donne ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un système de traitement thermique du bois selon l'invention, en se référant aux figures 1 à 3. La figure 1 est un logigramme rappelant les trois étapes fonctionnelles majeures d'un procédé de traitement thermique du bois, - La figure 2 est un plan simplifié montrant le cheminement des gaz dans un système de traitement thermique du bois selon l'invention, - La figure 3 est un plan simplifié montrant le cheminement des eaux dans un système de traitement thermique du bois selon l'invention, La figure 1 a déjà été décrite. En se référant à la figure 2, un système de traitement thermique du bois, met en oeuvre un générateur 4 de gaz chauds issus d'une combustion de biomasse, un circuit principal 5 de dépoussiérage et de refroidissement desdits gaz, et un four 6 de traitement thermique du bois. Le circuit principal 5 comprend un filtre 7 permettant de piéger les particules solides des gaz chauds émis par la combustion de biomasse, un échangeur 8 destiné à refroidir les gaz et une première pompe 9 prévue pour faire circuler les gaz issus du générateur 4 afin de les acheminer vers le four 6. L'échangeur 8 est placé en amont de ladite première pompe 9, afin de baisser significativement la température des gaz avant qu'ils ne passent dans ladite pompe 9, afin de la préserver. Une vanne 10 placée sur ledit circuit principal 5 régule ainsi le débit de gaz, en étant couplée à un débitmètre 11 mesurant en continu ledit débit. La température des gaz émis par le générateur 4 est de l'ordre de 900°C, et la température desdits gaz à l'entrée de la première pompe 9 n'est plus que de 40°, afin de préserver ladite pompe 9. Les gaz sont ensuite réchauffés pour atteindre l'entrée du four 6 avec une température de 600°C, lesdits gaz étant refroidis pour atteindre une température inférieure à 240°C, qui constitue la température à laquelle va s'effectuer le traitement thermique du bois. En se référant à la figure 3, une source d'eau chaude 12 est présente dans le système de traitement thermique du bois selon l'invention, pour être pulvérisée dans le four 6, cette pulvérisation ayant pour effet d'augmenter le taux d'humidité dans le four 6 et de baisser le taux d'oxygène dans ledit four 6, afin d'éviter tout risque d'incendie ou d'explosion. Selon un premier mode de réalisation préféré d'un système de traitement thermique du bois selon l'invention, une première source complémentaire d'alimentation en gaz est constituée par une chaudière annexe 13 présente sur le site à proximité du générateur de gaz 4 et du four 6 de traitement thermique, ladite chaudière étant présente sur le site pour assurer une activité de séchage. Un deuxième circuit de liaison 14 est ainsi établi entre la source gazeuse mise en oeuvre dans la chaudière annexe 13 et le circuit principal 5 des gaz issus du générateur 4 utilisant la biomasse. Ce deuxième circuit 14 de liaison comprend un deuxième filtre 15 de dépoussiérage pour nettoyer les gaz pollués en provenance de la chaudière annexe 13, un deuxième échangeur 16 pour refroidir les gaz et une troisième pompe 17 prévue pour envoyer ces gaz vers le circuit principal 5 des gaz issus du générateur 4. Le deuxième échangeur 16 a pour fonction principale d'abaisser la température des gaz, de manière à préserver ladite pompe 17. De façon plus précise, ce deuxième circuit 14 de liaison débouche dans le circuit principal 5 des gaz issus du générateur 4, en aval de la première pompe 9 et en amont de la vanne 10 de régulation. Les gaz en provenance de cette chaudière annexe, et qui sont également issus d'une combustion de biomasse, viennent alors se mélanger aux gaz produits par le générateur 4, le gaz résultant plus dense, étant ensuite acheminé vers le four 6 de traitement. Le débit de ce gaz résultant est réglé au moyen de la vanne 10 du circuit principal 5, qui est associée au débitmètre 11. Selon un autre mode de réalisation préféré d'un système de traitement thermique du bois selon l'invention, une deuxième source complémentaire d'alimentation en gaz est constituée par les gaz extraits du four 6. En effet, les gaz résiduels dans le four 6 lors de l'opération de traitement thermique du bois, sont habituellement traités à la sortie du four 6, avant d'être évacués dans l'atmosphère, sans remplir la moindre fonction. Pour ce mode de réalisation préféré d'un système de traitement thermique du bois selon l'invention, ces gaz résiduels sont extraits du four 6, via un premier circuit 18 de liaison reliant ledit four 6 au circuit principal 5 de gaz, pour être ensuite mélangés aux gaz produits par le générateur 4. Ce premier circuit de liaison 18, comprend un condenseur 19 prévu pour retenir les COV, et une deuxième pompe 20 d'entrainement permettant d'acheminer les gaz extraits du four 6 vers le circuit principal 5, ledit condenseur 19 étant connecté à un groupe à absorption 21 pour être refroidi, ce refroidissement étant prévu pour abaisser la température des gaz extraits du four 6 avant l'entrée dans la deuxième pompe 20. Ce deuxième circuit de liaison 18 se connecte au circuit principal 5 en aval de la première pompe 9 et en amont de la vanne 10 de régulation. Les gaz extraits du four 6 sont ainsi mélangés aux gaz chauds produits par le générateur 4, et le gaz résultant est acheminé jusqu'au four 6 pour assurer le traitement thermique du bois. Selon les besoins rencontrés, un système de traitement thermique du bois selon l'invention, peut être doté simultanément de deux sources complémentaires d'alimentation en gaz, l'une représentée par les gaz extraits du four 6, et l'autre, constituée par les gaz issus de la combustion de biomasse, en provenance d'une chaudière annexe 13. En se référant à la figure 3, la récupération de la chaleur latente des gaz de combustion en sortie des filtres 7,15 au moyen des échangeurs 8,16 permet de produire l'eau chaude 12 qui va être diffusée dans le four 6, ou l'eau chaude 22 utilisée pour la production d'eau glacée au moyen du groupe à absorption 21. L'apport de chaleur généré par les deux échangeurs 8,16, peut être complété par des panneaux solaires 23, ou par un piquage sur un circuit d'eau 24 chaude de la chaudière 13 annexe et servant à la gestion de séchoirs. La gestion de l'apport de chaleur dans les ballons 12,22 par les panneaux solaires 23 ou les échangeurs 8,16, est réalisée au moyen de capteurs de température et d'une unité centrale de contrôle programmée de façon à favoriser les apports permettant la plus faible consommation d'énergie biomasse et électrique. Avec de telles sources complémentaires d'alimentation en gaz, un système de traitement thermique du bois permet d'augmenter son rendement de 40%. REVENDICATIONS1. Système de traitement thermique du bois comprenant au moins un four (6) de traitement thermique et un générateur (4) de gaz chauds issus d'une combustion de biomasse, lesdits gaz étant destinés à alimenter ledit four (6) de traitement thermique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une source complémentaire d'alimentation en gaz dudit four (6), qui est distincte dudit générateur (4) de gaz chauds. 2. Système de traitement thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit principal (5) permettant aux gaz d'être nettoyés au moyen d'un filtre (7) et d'être refroidis au moyen d'un premier échangeur (8), avant d'être entrainés par une première pompe (9), et en ce que ledit circuit principal (5) comprend une vanne (10) couplée à un débitmètre (11) pour réguler le débit desdits gaz. 3. Système de traitement thermique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une réserve d'eau chaude (12) destinée à être pulvérisée dans le four (6). 4. Système de traitement thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une première source complémentaire d'alimentation est constituée par les gaz extraits du four (6), qui sont réacheminés vers le circuit principal (5) au moyen d'un premier circuit (18) de liaison débouchant en amont de la vanne de régulation (10) et en aval de la première pompe (9). 5. Système de traitement thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier circuit (18) de liaison comprend un condenseur (19) placé entre le four (6) et une deuxième pompe (20), ledit condenseur (19) permettant le nettoyage des gaz extraits du four (6). 6. Système de traitement thermique selon la revendication 5, caractérisé en ce que en ce que le condenseur (19) est relié à un groupe à absorption (21) afin d'être refroidi. 7. Système de traitement thermique selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'une deuxième source complémentaire d'alimentation en gaz est constituée par les gaz chauds issus de la combustion de biomasse d'une deuxième chaudière annexe (13), lesdits gaz étant réacheminés vers le circuit principal (5) en débouchant en amont de la vanne de régulation (10) et en aval de la première pompe (9). 8. Système de traitement thermique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le deuxième circuit (14) comprend un deuxième échangeur (16) intercalé entre la deuxième chaudière (13) annexe et une troisième pompe (17). 9. Système de traitement thermique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le deuxième circuit (14) est doté d'un deuxième filtre (15) placé entre la chaudière annexe (13) et l'échangeur (16), afin de dépoussiérer les gaz chauds issus de la combustion de biomasse de ladite deuxième chaudière (13). 10. Système de traitement thermique selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'apport de chaleur généré par le premier (8) et le deuxième (16) échangeur est complété par un apport de chaleur complémentaire en provenance d'une source énergétique à choisir dans le groupe formé par au moins un panneau solaire (23) et un circuit d'eau chaude (24) de la deuxième chaudière (13).