CA1313290C - Procede et installation de production industrielle en flux continu d'agregats stabilises a partir de dechets ligno-cellulosiques et installation industrielle destinee a le mettre en oeuvre - Google Patents
Procede et installation de production industrielle en flux continu d'agregats stabilises a partir de dechets ligno-cellulosiques et installation industrielle destinee a le mettre en oeuvreInfo
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- CA1313290C CA1313290C CA000570264A CA570264A CA1313290C CA 1313290 C CA1313290 C CA 1313290C CA 000570264 A CA000570264 A CA 000570264A CA 570264 A CA570264 A CA 570264A CA 1313290 C CA1313290 C CA 1313290C
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Abstract
PRÉCIS Installation et procédé in dustriels pour la production de particules stabilisées de bois. Le procédé est caractérisé par la succession des opérations suivantes : réduction mécanique à la découpasse, calibrage, traitement thermique par passage dans un four rotatif à une température décroissante entre 800 .degree.C et 75 .degree.C, traitement chimique d'imprégnation-absorption-précipitation par les actions successives sur un produit encore chaud, d'un sel soluble de calcium et d'un silicate, suivies d'un séchage et d'une stabilisation. L'installation est caractérisée en ce qu'elle se compose d'un poste de réduction mécanique primaire du bois alimentant un silo-tampon de régulation avec récupération des fines, un poste de traitement thermique par un four rotatif suivi d'un poste de traitement mécanique ultérieur par un concasseur-défibreur et un poste de traitement chimique dans un malaxeur pulvérisateur double terminé par un poste de traitement complémentaire d'application spécifique et d'assèchement avant stockage en vrac ou ensachage. Cette invention intéresse les domaines du bâtiment, de l'agriculture et de l'horticulture ainsi que divers secteurs industriels et annexes.
Description
La présente invention se rapporte à un procédé de production en quantltés industrielle~ et en flux continu de parcelles ou de particules stabilisées à
partir de déchet~ ligno-cellulosi~ues.
Elle se rapporte également et simultan~ment à l'installation industrislle spécifique destinée mettre en oeuvre ce procédé et au produit ainsi obtenu.
Plus généralement et sans limitation, l~installation industrielle Yelon l'invention peut utiliser comme produit brut tous les matériaux et toutes les matières de meme nature que le bols, c'est-à-dire à
caractère et propriétes ligno-cellulosiques pour la mise en oeuvre industrielle du procédé de stabilisation dss déchets de boi~.
L'installation lndustrielle et la ~rocedé
selon l'invention ont pour but de produire en grandes quantités des particules ou parcelles élémentaires de déchetq de bois stablli~és, déchets traités chimiquement mais non dénaturés physiquement, a'est-à-dire dotés de toutes les propriétés physiques intére~santes du bois isolation thermique, phonique et acoustique, masse thermique, faible densité.
En effet, l'aspect général du bois reste parfaitement préservé. Le traitemsnt de stabilisation apporte les ~ualités essentielles qui manquent au bois pour lui conférer des possibilités d'applications multi-ples dans tous les domaines agricoles et industriels et notamment dan~ le bâtiment et tous les systèmes cons-tructifs.
On a cherché et on continue à le faire avec plus ou moins de succès, à incorporer des matières ligno-cellulosiques et en particulier des déchets de bois aux matériaux de construction et notamment aux ciments et bétons.
On prépare un mélange homogène ~ partir de ciment et de matières classiques en bâtiment, auquel on incorpore des déchets ligno-cellulosiques bruts ou traités en présentations physiques les plus diverses, fonction des qualités et des propriétés du produit à
obtenir.
1 31 32qO
Pour accelérer la prise du ciment, on ajoute clas 8 iquement en proportions variable~ du chlorur~ d~
calcium ou autre sel équivalent. Cet adjuvant s'avère bien connu en bâtlment et d~usag2 presque universel notamment dans les centrales de production de béton. Il contribue à l'obtention d'un mélange homogène et à une intime liaison entre les matières ligno-~ellulosiques et le ciment pour former un produit compact et solide.
Ls soin particuli~r apport0 dans la fabri-cation de ces produit3 ne permet pas d'échapper à divers inconvénients ultérieurs et comportement de ce type de produits, inoonvénients liés à la structure même des matières ligno-celluloeiques qui ne perdent pas complè-tement leurs propriétés de variations dimensionnelles et de glissement de structures, sources de fissurations.
Or, chacun sait qu'en bâtiment, la stabilité
et le caractère inerte du matériau sont des qualités essentielles, hautement recherche0s et appréciées.
Malheureusement, les produits décrits ci-dessus et objets de nombreux brevets ne correspondent pas aux attentes des professionnels du bâtiment car ne présentent pas toutes les garanties de tenue dans le temps.
En fait, ces produits, parfaitement connus et largement disponibles sur un plan commercial, ne sont gue d'un usage limité car leurs propriétés de départ, isolation thermique, résistance mécanigue, isolation phonique se dégradent dans le temps.
Le produit selon l'invention diffère largement des produits antérieurs car il s'agit d'une véritable matiere première à utiliser soit directement en remplissage par gravité ou compacté ou moulé soit en association avec d'autres produits. Ainsi cette matiàre première peut entrer en tant que composant dans les mélanges utilisés en bâtiment et en agriculture bétons, mortiers...produits semi-oeuvrés tels que blocs de construction, agglomérés simples ou composites, parois, panneaux de cloisonnement, de bardage, etc...ainsi que mélanges fertiligènes, composition d'amendement des sols.. .
1~132~0 Le procédé selon l~invention mis en oeuvre par l~inatallation spécifique décrite ci-apr~s apporte le correctif nécessaire à l~en6smble des proprietas physiquss du bois pour lui conferer les propriaté~
recherchées et une grande universalité d'applications.
On peut citer, à titre d'~xemple, les prin-cipales qualités et propriétés ainsi conférées qui s'énoncent comme suit :
. il s'agit d'un produit stable dimensionnellement imputrescible , inerte physiquement et chimiquement qualités essentielles rscherchees et appréciées dans le domains du bâtimsnt ;
. intégré aux bétons, il présente dss caractéristiques de résistance au feu p~rmettant son emploi en couches protectrices et en panneaux coupe-feu ;
. neutre chlmiguement, il n'attaque pas le~ composants des mortiers et beton~. Il ne modifie pas l'action des liants hydrauliques e~ raison de ~on potentiel d'hy-drogène voisin de la neutralité.
Le produit obtenu par le procéde industriel et l'installation industrielle salon l~invention remédie aux inconvénients classiques de manqus de stabilite à la chaleur et de maintisn dans le t~mps des mélanges tradi-tionnels à base de bois et de ciment.
Sa stabilite dimensionnelle constante et permanente lui permst de couvrir les applications les plus diverses dans les domaines les plus variés.
On peut ainsi citer, de façon non exhaustive, les applications suivantes :
. applications classiques en composants dans les mélan-ges utilisés en bâtiment : remplissage d'isolation, confection de panneaux et de blocs de construction préfabriqués ; matière première entrant dans la fabri-cation des b~étons légers, élastiques, clouables ;
. applications domestiques et indu~trielles : accumula-tion de chaleur, isolation au feu, isolation thermique et phonique ;
. applications agricoles et horticoles en tant que sub-strat de culture permettant l'allègement des sols, la régulation de la température et de l'hygrométrie et en tant que support de compostage ;
. application~ particulières : filtration, litières pour animaux...
La prssente invention a pour but de produire industriellement en grandes quantites et en ~lux continu régulé la produit d'applicatlon~ universelles ci-dessu~.
Comme dé;à indiqué ci-dessus, les nombreuses qualités et propriétés de ce produit isolan~ thermique et phonique, stable, lmputresoible, ininflammable et léger lul ouvrent de multlples possibilitss d'appli-cations dans les domaines les plus variés dont on indiquera ci-après quelques sxemples d'une liste très longue ;
. Isolation de remplissage en batiment et applications industrielles.
. Isolation par l'extérieur des maisons et batiments.
. Absorbeur pour capteurs solaires et accumulation de calories pour chauffe-eau.
. Appllcations en batiments : matière premiere entrant dans la fabrication de bétons et mortiers légers, élasti~ues, clouables.
. Isolation thermiqus et phonique et absorbeur hygros-copique.
. Matière première à mélanger aux liants hydrauliques divers ainsi qu'à toutes les résines synthétiques pour la réalisation d'une agglomération de gxanulats sous les formes les plus diverses.
. Isolation au feu, par exemple en sous-face des hourdis.
. Applications dans le secteur agricole et horticole en tant que substrat de culture apportant la régulation de la température et de l'hygrométrie et une amélioration de l'oxygénation. Il retient l'eau, aère les sols et favorise le métabolisme des végétaux.
. Engrais structuré à base de granulats ligno-cellulosiques.
Par ailleurs, son procédé de ~abrication s'avère particulièrement conforme aux souhaits actuels de notre économie industrielle : utilisation de déchets - 5 - 1 31 32~0 et faible consommation énergétique dans la mise en oeuvre et le traitement.
A cet effet, l~invention se rapporte d~a~ord à un procédé de fabrication indu~trielle de parcelles élémentaires stabilisées à partir de déchets ligno-cellulosiques, notamment de déchets de bois, caractérisé
par une action mécanique préalable de calibrage par découpage et écrasement suivie d'un ~raitement thermigue de stérilisation par pyrolyse par passage dans la flamme d'un brûleur et le long d'un four rotatif. Le procéds principal est achevé par un traitement chimique de double imprégnation-absorption par action d'une solution d'un sel de calcium, suivie par la pulvérisation d'une solution d'un silicate avec incorporation éventuella de colorant noir lors de la derni3re phase. Selon l'invention, divers traitements ultérieurs spécifiques sont prévus en fonction des applica~ions speaift~ues.
L'invention 8 e rapporte egalement et 8 imul-tanément à une installation de production industrielle caractérisée en ce gu'elle comprend un poste de réduc-tion mécanique primaire du bois alimentant un silo-tampon de régulation avec récupération des fines, un poste de traitement thermique par un four rotatif uivi d'un posta de traitement mecanique ultérieur par concassage-défibraga et un poste de traitement chimi~ue dans un malaxeur pulvérisateur double terminé par un poste de traitement complémentaire d'application spécifique et d'assèchement avant stockage en vrac ou ensachage.
Le procédé industriel et l'installation selon l'invention destinée à le mettre en oeuvre présentent classiquement les avantages de la production industrielle en flux continu ainsi que de nombreux autres.
Ne pouvant les indiguer tous, on se contentera d'en indiquer ci-après les principaux :
. production en flux continu réyulé
. faible consommation d'énergie . facilité et rapidité d'implantation . fonctionnement entièrement continu . rejets non polluants . rentabilité importante . investissement modéré
. valorisatlon des déahets de bois . entretien faible et peu fré~uent . sécurité assurée.pour le matériel et les personnes . quanti~és produite~ possibles notablement plu~ impor-tantes.
Les caraatéristiques tschniques du procédé
et de l'lnstallation et d'autres avantage~ sont consignés dans la description qui suit effectuée à titre d'exemple non limitatif en reférenca aux dessins accompagnants dans lesquels :
. la figure 1 ast un organigramme en schéma fonctionnel correspondant à l'in~tallation complète ;
. la figure 2 est une vue schématique double en coupe longitudinale et transversal du four rotati ;
. la figure 3 est une ~ue schematique ~ouble en coupe longitudinale et transversale du concasseur-defibreur à marteaux;
. la figure 4 est une vue schématique en perspective du malaxeur linéaire pulvérisataur double ;
. la figure S eat une vue en plan de l'unité de traite-ment mécanique et thermi~ue ;
. la figure 6.est une vue de profil de l~unité ds traitement mécanique et thermique ;
. la figure 7 est une vue en élévation de l~installation au niveau de l'entrée de four ;
. la figure 8 est une vue en élévation de l'installation au niveau de la vis de transert et du concasseur-défibrsur.
On décrira ci-après les différents postes et organes constituant la c~aîne de fabrication industriel-le en flux continu régulé d'agrégats stabllisés tout en expliquant leur fonctionnement, la progression et 18 traitement du produit a différents stades et le procédé
mis en oeuvre.
L'installation conforme à l~invention permet de produire en continu des quantités dites industrielles c'est-à-dire une production minimale horaire continue de _ 7 _ 1 31 3290 20 à 25 m3. Ce~te invention vi5e et permet bien entendu des productions plu5 importantes nécessitées par le~
applications multiples de ce produit et un fonction-nement continu jour et nuit entièrement régulé .
L'installation selon la pré~ente invention est destinée à mettre en oeuvre le procédé industriel décrit ci-après simultanement, procéde qui oomporte les sept phases principales suivantes:
- traitement mécanique initial - concassage-martelage primaire - déshydratation et stérilisation - traitement mécanique ultérieur - traitement chimique - traitement supplémentaire - séchage-stabilisation terminées par un éventuel traitement 3upplémentaire d'application spécifique, procéde presentant une variante selon laquelle toutes les phases de traitement mécanigue s'effeotuent dans un premier stade.
La chaîne de production formant l'instal-lation selon l'invention se compose de la succession des po~tes suivants, telle gue représentée sur la figure 1.
Les variantes du procédé et de l'installation corres-pondent au déplacement du poste de traitement mécanique ultérieur en aval ou l'exi tenae de deux postes de traitement mécanique de part et d'autre du poste de traitement thermique.
Pour des raisons de clarté, on adoptera comme plan la suite opératoire du procédé.
1) Traitement mécaniq_e initial :
Le traitement mécanique complet s'effectue en deux étapes, la première est un traitement mécanique primaire pratiqué avant le traitement thermique qui consiste en une simple réduction mécanique en petites plaquettes. La seconde, pratiquée soit avant et après le four, soit après uniquement consiste en un concassage-écrasement-martelage en vue de rendxe les plaquettes, déshydratées dans le four, de taille, de conformation et de consistance appropriées au traitement ultérieur.-Les déchets bruts en vrac : perches - 8 - ~31~90 d'éclaircie, remanents forestiers et autres déchets analogues et, de fa~on yenérale, tous déchets ligno-cellulosiques son~ entassés sur une aire de stockag~ 1 couvexte ou non, puis chargés sur un~ tabl~ 2 d'amenée du bois et acheminés ensuite par un trans-porteur approprié 3, convoyeur à bande, à chaîne, à pla-teaux ou autres, vers un posta de réduction méaaniqua initiale ~ dont le role essentiel est de réaliser la réduction mécanique en petits morceaux du type plaquettes 8UiVi d~un calibrage. Le poste de réduction mécanique initial 4 comprend une découpeuse-déchiqueteu-se S, suivie éventuellement d'un broyeur-concasseur 6 dans lequel le broyage est associé à un travail mecani-gue primaire de première dissociation des fibres, broyeur dont la sortie eqt reliée à un silo-tampon 7 de régulation par un convoyeur pneumatique 8 pour alimenter, à volume ou poids constant, un poste de trai-tement thermique 9, par exempls par une vis d'amenée ou un tapis doseur 10 régulés en vitesse.
La découpeuse-déchiqueteus 8 5 réalise une première réduction mecanique en plaquettes selon les di-mensions moyennes suivantes : Longueur 20 à 40 mm, lar-geur 10 à 20 mm, épais 8 eur 5 à 10 mm.
Le silo-tampon 7 comprend une entrée secon-daire 11 pour l'admission directe des produits plus fins, sciures et autres, qui peuvent etre traités simul-tané~ent.
De préférence, mais non obligatoirement, un traitement mécanique ultérieur de défibrage sera pratiqué sur le produit sec après traitement thermique dans un four rotatif par un concasseur-défibreur avant le traitement chimique.
Les plaquettes séjournent dans le silo-tampon 7 et, après extraction, sont dirigées vers le poste de traitement thermique 9.
Le broyeur-concasseur 6, ldentique à celui décrit ci-après, est placé de préférence à l'entrée du four relié à celui-ci par un tapis doseur analogue au tapis doseur 10 calibrant un volume ou un poids constant apporté en continu à vitesse modulable au four rotatif ci-après.
partir de déchet~ ligno-cellulosi~ues.
Elle se rapporte également et simultan~ment à l'installation industrislle spécifique destinée mettre en oeuvre ce procédé et au produit ainsi obtenu.
Plus généralement et sans limitation, l~installation industrielle Yelon l'invention peut utiliser comme produit brut tous les matériaux et toutes les matières de meme nature que le bols, c'est-à-dire à
caractère et propriétes ligno-cellulosiques pour la mise en oeuvre industrielle du procédé de stabilisation dss déchets de boi~.
L'installation lndustrielle et la ~rocedé
selon l'invention ont pour but de produire en grandes quantités des particules ou parcelles élémentaires de déchetq de bois stablli~és, déchets traités chimiquement mais non dénaturés physiquement, a'est-à-dire dotés de toutes les propriétés physiques intére~santes du bois isolation thermique, phonique et acoustique, masse thermique, faible densité.
En effet, l'aspect général du bois reste parfaitement préservé. Le traitemsnt de stabilisation apporte les ~ualités essentielles qui manquent au bois pour lui conférer des possibilités d'applications multi-ples dans tous les domaines agricoles et industriels et notamment dan~ le bâtiment et tous les systèmes cons-tructifs.
On a cherché et on continue à le faire avec plus ou moins de succès, à incorporer des matières ligno-cellulosiques et en particulier des déchets de bois aux matériaux de construction et notamment aux ciments et bétons.
On prépare un mélange homogène ~ partir de ciment et de matières classiques en bâtiment, auquel on incorpore des déchets ligno-cellulosiques bruts ou traités en présentations physiques les plus diverses, fonction des qualités et des propriétés du produit à
obtenir.
1 31 32qO
Pour accelérer la prise du ciment, on ajoute clas 8 iquement en proportions variable~ du chlorur~ d~
calcium ou autre sel équivalent. Cet adjuvant s'avère bien connu en bâtlment et d~usag2 presque universel notamment dans les centrales de production de béton. Il contribue à l'obtention d'un mélange homogène et à une intime liaison entre les matières ligno-~ellulosiques et le ciment pour former un produit compact et solide.
Ls soin particuli~r apport0 dans la fabri-cation de ces produit3 ne permet pas d'échapper à divers inconvénients ultérieurs et comportement de ce type de produits, inoonvénients liés à la structure même des matières ligno-celluloeiques qui ne perdent pas complè-tement leurs propriétés de variations dimensionnelles et de glissement de structures, sources de fissurations.
Or, chacun sait qu'en bâtiment, la stabilité
et le caractère inerte du matériau sont des qualités essentielles, hautement recherche0s et appréciées.
Malheureusement, les produits décrits ci-dessus et objets de nombreux brevets ne correspondent pas aux attentes des professionnels du bâtiment car ne présentent pas toutes les garanties de tenue dans le temps.
En fait, ces produits, parfaitement connus et largement disponibles sur un plan commercial, ne sont gue d'un usage limité car leurs propriétés de départ, isolation thermique, résistance mécanigue, isolation phonique se dégradent dans le temps.
Le produit selon l'invention diffère largement des produits antérieurs car il s'agit d'une véritable matiere première à utiliser soit directement en remplissage par gravité ou compacté ou moulé soit en association avec d'autres produits. Ainsi cette matiàre première peut entrer en tant que composant dans les mélanges utilisés en bâtiment et en agriculture bétons, mortiers...produits semi-oeuvrés tels que blocs de construction, agglomérés simples ou composites, parois, panneaux de cloisonnement, de bardage, etc...ainsi que mélanges fertiligènes, composition d'amendement des sols.. .
1~132~0 Le procédé selon l~invention mis en oeuvre par l~inatallation spécifique décrite ci-apr~s apporte le correctif nécessaire à l~en6smble des proprietas physiquss du bois pour lui conferer les propriaté~
recherchées et une grande universalité d'applications.
On peut citer, à titre d'~xemple, les prin-cipales qualités et propriétés ainsi conférées qui s'énoncent comme suit :
. il s'agit d'un produit stable dimensionnellement imputrescible , inerte physiquement et chimiquement qualités essentielles rscherchees et appréciées dans le domains du bâtimsnt ;
. intégré aux bétons, il présente dss caractéristiques de résistance au feu p~rmettant son emploi en couches protectrices et en panneaux coupe-feu ;
. neutre chlmiguement, il n'attaque pas le~ composants des mortiers et beton~. Il ne modifie pas l'action des liants hydrauliques e~ raison de ~on potentiel d'hy-drogène voisin de la neutralité.
Le produit obtenu par le procéde industriel et l'installation industrielle salon l~invention remédie aux inconvénients classiques de manqus de stabilite à la chaleur et de maintisn dans le t~mps des mélanges tradi-tionnels à base de bois et de ciment.
Sa stabilite dimensionnelle constante et permanente lui permst de couvrir les applications les plus diverses dans les domaines les plus variés.
On peut ainsi citer, de façon non exhaustive, les applications suivantes :
. applications classiques en composants dans les mélan-ges utilisés en bâtiment : remplissage d'isolation, confection de panneaux et de blocs de construction préfabriqués ; matière première entrant dans la fabri-cation des b~étons légers, élastiques, clouables ;
. applications domestiques et indu~trielles : accumula-tion de chaleur, isolation au feu, isolation thermique et phonique ;
. applications agricoles et horticoles en tant que sub-strat de culture permettant l'allègement des sols, la régulation de la température et de l'hygrométrie et en tant que support de compostage ;
. application~ particulières : filtration, litières pour animaux...
La prssente invention a pour but de produire industriellement en grandes quantites et en ~lux continu régulé la produit d'applicatlon~ universelles ci-dessu~.
Comme dé;à indiqué ci-dessus, les nombreuses qualités et propriétés de ce produit isolan~ thermique et phonique, stable, lmputresoible, ininflammable et léger lul ouvrent de multlples possibilitss d'appli-cations dans les domaines les plus variés dont on indiquera ci-après quelques sxemples d'une liste très longue ;
. Isolation de remplissage en batiment et applications industrielles.
. Isolation par l'extérieur des maisons et batiments.
. Absorbeur pour capteurs solaires et accumulation de calories pour chauffe-eau.
. Appllcations en batiments : matière premiere entrant dans la fabrication de bétons et mortiers légers, élasti~ues, clouables.
. Isolation thermiqus et phonique et absorbeur hygros-copique.
. Matière première à mélanger aux liants hydrauliques divers ainsi qu'à toutes les résines synthétiques pour la réalisation d'une agglomération de gxanulats sous les formes les plus diverses.
. Isolation au feu, par exemple en sous-face des hourdis.
. Applications dans le secteur agricole et horticole en tant que substrat de culture apportant la régulation de la température et de l'hygrométrie et une amélioration de l'oxygénation. Il retient l'eau, aère les sols et favorise le métabolisme des végétaux.
. Engrais structuré à base de granulats ligno-cellulosiques.
Par ailleurs, son procédé de ~abrication s'avère particulièrement conforme aux souhaits actuels de notre économie industrielle : utilisation de déchets - 5 - 1 31 32~0 et faible consommation énergétique dans la mise en oeuvre et le traitement.
A cet effet, l~invention se rapporte d~a~ord à un procédé de fabrication indu~trielle de parcelles élémentaires stabilisées à partir de déchets ligno-cellulosiques, notamment de déchets de bois, caractérisé
par une action mécanique préalable de calibrage par découpage et écrasement suivie d'un ~raitement thermigue de stérilisation par pyrolyse par passage dans la flamme d'un brûleur et le long d'un four rotatif. Le procéds principal est achevé par un traitement chimique de double imprégnation-absorption par action d'une solution d'un sel de calcium, suivie par la pulvérisation d'une solution d'un silicate avec incorporation éventuella de colorant noir lors de la derni3re phase. Selon l'invention, divers traitements ultérieurs spécifiques sont prévus en fonction des applica~ions speaift~ues.
L'invention 8 e rapporte egalement et 8 imul-tanément à une installation de production industrielle caractérisée en ce gu'elle comprend un poste de réduc-tion mécanique primaire du bois alimentant un silo-tampon de régulation avec récupération des fines, un poste de traitement thermique par un four rotatif uivi d'un posta de traitement mecanique ultérieur par concassage-défibraga et un poste de traitement chimi~ue dans un malaxeur pulvérisateur double terminé par un poste de traitement complémentaire d'application spécifique et d'assèchement avant stockage en vrac ou ensachage.
Le procédé industriel et l'installation selon l'invention destinée à le mettre en oeuvre présentent classiquement les avantages de la production industrielle en flux continu ainsi que de nombreux autres.
Ne pouvant les indiguer tous, on se contentera d'en indiquer ci-après les principaux :
. production en flux continu réyulé
. faible consommation d'énergie . facilité et rapidité d'implantation . fonctionnement entièrement continu . rejets non polluants . rentabilité importante . investissement modéré
. valorisatlon des déahets de bois . entretien faible et peu fré~uent . sécurité assurée.pour le matériel et les personnes . quanti~és produite~ possibles notablement plu~ impor-tantes.
Les caraatéristiques tschniques du procédé
et de l'lnstallation et d'autres avantage~ sont consignés dans la description qui suit effectuée à titre d'exemple non limitatif en reférenca aux dessins accompagnants dans lesquels :
. la figure 1 ast un organigramme en schéma fonctionnel correspondant à l'in~tallation complète ;
. la figure 2 est une vue schématique double en coupe longitudinale et transversal du four rotati ;
. la figure 3 est une ~ue schematique ~ouble en coupe longitudinale et transversale du concasseur-defibreur à marteaux;
. la figure 4 est une vue schématique en perspective du malaxeur linéaire pulvérisataur double ;
. la figure S eat une vue en plan de l'unité de traite-ment mécanique et thermi~ue ;
. la figure 6.est une vue de profil de l~unité ds traitement mécanique et thermique ;
. la figure 7 est une vue en élévation de l~installation au niveau de l'entrée de four ;
. la figure 8 est une vue en élévation de l'installation au niveau de la vis de transert et du concasseur-défibrsur.
On décrira ci-après les différents postes et organes constituant la c~aîne de fabrication industriel-le en flux continu régulé d'agrégats stabllisés tout en expliquant leur fonctionnement, la progression et 18 traitement du produit a différents stades et le procédé
mis en oeuvre.
L'installation conforme à l~invention permet de produire en continu des quantités dites industrielles c'est-à-dire une production minimale horaire continue de _ 7 _ 1 31 3290 20 à 25 m3. Ce~te invention vi5e et permet bien entendu des productions plu5 importantes nécessitées par le~
applications multiples de ce produit et un fonction-nement continu jour et nuit entièrement régulé .
L'installation selon la pré~ente invention est destinée à mettre en oeuvre le procédé industriel décrit ci-après simultanement, procéde qui oomporte les sept phases principales suivantes:
- traitement mécanique initial - concassage-martelage primaire - déshydratation et stérilisation - traitement mécanique ultérieur - traitement chimique - traitement supplémentaire - séchage-stabilisation terminées par un éventuel traitement 3upplémentaire d'application spécifique, procéde presentant une variante selon laquelle toutes les phases de traitement mécanigue s'effeotuent dans un premier stade.
La chaîne de production formant l'instal-lation selon l'invention se compose de la succession des po~tes suivants, telle gue représentée sur la figure 1.
Les variantes du procédé et de l'installation corres-pondent au déplacement du poste de traitement mécanique ultérieur en aval ou l'exi tenae de deux postes de traitement mécanique de part et d'autre du poste de traitement thermique.
Pour des raisons de clarté, on adoptera comme plan la suite opératoire du procédé.
1) Traitement mécaniq_e initial :
Le traitement mécanique complet s'effectue en deux étapes, la première est un traitement mécanique primaire pratiqué avant le traitement thermique qui consiste en une simple réduction mécanique en petites plaquettes. La seconde, pratiquée soit avant et après le four, soit après uniquement consiste en un concassage-écrasement-martelage en vue de rendxe les plaquettes, déshydratées dans le four, de taille, de conformation et de consistance appropriées au traitement ultérieur.-Les déchets bruts en vrac : perches - 8 - ~31~90 d'éclaircie, remanents forestiers et autres déchets analogues et, de fa~on yenérale, tous déchets ligno-cellulosiques son~ entassés sur une aire de stockag~ 1 couvexte ou non, puis chargés sur un~ tabl~ 2 d'amenée du bois et acheminés ensuite par un trans-porteur approprié 3, convoyeur à bande, à chaîne, à pla-teaux ou autres, vers un posta de réduction méaaniqua initiale ~ dont le role essentiel est de réaliser la réduction mécanique en petits morceaux du type plaquettes 8UiVi d~un calibrage. Le poste de réduction mécanique initial 4 comprend une découpeuse-déchiqueteu-se S, suivie éventuellement d'un broyeur-concasseur 6 dans lequel le broyage est associé à un travail mecani-gue primaire de première dissociation des fibres, broyeur dont la sortie eqt reliée à un silo-tampon 7 de régulation par un convoyeur pneumatique 8 pour alimenter, à volume ou poids constant, un poste de trai-tement thermique 9, par exempls par une vis d'amenée ou un tapis doseur 10 régulés en vitesse.
La découpeuse-déchiqueteus 8 5 réalise une première réduction mecanique en plaquettes selon les di-mensions moyennes suivantes : Longueur 20 à 40 mm, lar-geur 10 à 20 mm, épais 8 eur 5 à 10 mm.
Le silo-tampon 7 comprend une entrée secon-daire 11 pour l'admission directe des produits plus fins, sciures et autres, qui peuvent etre traités simul-tané~ent.
De préférence, mais non obligatoirement, un traitement mécanique ultérieur de défibrage sera pratiqué sur le produit sec après traitement thermique dans un four rotatif par un concasseur-défibreur avant le traitement chimique.
Les plaquettes séjournent dans le silo-tampon 7 et, après extraction, sont dirigées vers le poste de traitement thermique 9.
Le broyeur-concasseur 6, ldentique à celui décrit ci-après, est placé de préférence à l'entrée du four relié à celui-ci par un tapis doseur analogue au tapis doseur 10 calibrant un volume ou un poids constant apporté en continu à vitesse modulable au four rotatif ci-après.
2) Concassaqe-martelage prlmairo Comme indiqué ci-dsssus, afin de mieux préparer le produit à son traitement thermique, on prévoit au moins un poste intermsdiaire de concassage-martelage primaire avant l'entrée dans le poste de traitement thermique 9.
Ce concassage-martelage primaire permet, par un travail d~écrasement, d~augmenter la surface d'échange thermique des morceaux, parcelles et parti-cules de bois ainsi produits, pour améliorer leur déshydratation lors du passage dans le four.
Le concasseur utili~é est analoyue à celul qui sera decrit ci-après comme concasseur-déibreur dans la partie appelée "traitement mécanique ulterieur".
En fonction des caractéristiques du produit à obtenir et celles des déchets de bois utilis~s, le concassage-défibrage sera plu8 OU moins poussé en aval ou en amont du poste de traitement thermique.
La masse volumigue de déchets de bois apportés au four est réglable, mais en principe constante pour un régime de fonctionnsment donné.
Le temps de pas 8 age dan~ le four est regulo en fonction du degré d'humidité des déchets de bois.
Les dimensions des déchets de bois varient en fonction des applications visées depuis celles das particules élémentaires (sciure) jusqu'à des petits morceaux de quelques millimètres.
Ce concassage-martelage primaire permet, par un travail d~écrasement, d~augmenter la surface d'échange thermique des morceaux, parcelles et parti-cules de bois ainsi produits, pour améliorer leur déshydratation lors du passage dans le four.
Le concasseur utili~é est analoyue à celul qui sera decrit ci-après comme concasseur-déibreur dans la partie appelée "traitement mécanique ulterieur".
En fonction des caractéristiques du produit à obtenir et celles des déchets de bois utilis~s, le concassage-défibrage sera plu8 OU moins poussé en aval ou en amont du poste de traitement thermique.
La masse volumigue de déchets de bois apportés au four est réglable, mais en principe constante pour un régime de fonctionnsment donné.
Le temps de pas 8 age dan~ le four est regulo en fonction du degré d'humidité des déchets de bois.
Les dimensions des déchets de bois varient en fonction des applications visées depuis celles das particules élémentaires (sciure) jusqu'à des petits morceaux de quelques millimètres.
3) Traitement thermique :
Le poste de traitement thermique 9 est es-sentiellement ccnstitué par un ~our rotatif 12 à air chaud généré par un brûleur 13 à air soufflé alimenté en combustible extérieur sur son entrée principale 14 ou par des déchets de bois avec utlllsation après séchage des résidus de calibrage ou de récupération ainsi que des déchets reçus déjà mécaniquement prêts qui sont admis sur une entrée auxiliaire 15.
A titre d~exemple, un brûleur d~une puissance comprise entre 500 000 et 1 000 000 Kcal/h permet d'obtenir un débit de 20 à 30 m3/h pour la production industrielle visée.
Les organes actifs du four sont r~glables par des mécanismes de régulation en fonction des différents paramàtres d~ conduite du traitement thermique à savoir degré de siccité du bois, nature...
Ainsi, la durée de passage dans le four et la puissance calorifique seront régléss et régulées en ~onction des disparités des déchets de manière à obtenir des caractéristique~ constantes des produits en sortis du four.
~ e brûleur 13 développe sa flamme dans une chambrs de combustion 16 suivie d'une chambre de chauffe 17 dans laguelle ~ont déversés par gràvité à débit constant les produits déchiguetés provenant de la réduc-tion mécanique initiale ~uivie d'une phas~ de concas-sage. ~es déchets de plus faibls poids sont emportés dans le sou~fle d'air chaud créé par la bruleur et 8e trouvent transportés par le flux aéraulique.
La température à l'entrée de la chambre de chauffe 81 élève à environ 700 - 800- C.
Le four rotatif 12 affecte la forme d~un tambour horizontal à enveloppe cylindrique calorifugée 18. Il comprend une âme centrale fixe sous la forme d'un tube creux ventilé 19 pourvu d'ailettes inclinées 20 à
inclinaison variable en pente descendante de l~entrée 21 du four vers sa 6 ortie 22 de manière à diri~er le produit qui tombe en partie supérieure de chaque ailette vers un point de chute sltué en aval et assurer ainsi sa progression, son brassage et ses déplacements successifs plus ou moins importants vers la sortie.
La vitesse de rotation du four et l'incli-naison des ailettes sont r~glées pour un regime moyen à
une vitesse linéaire d'environ 3 mètres/minute, plus lente pour une application en substrat de culture.
Le four comporte un corps cylindriqua calo-rifugé par l'enveloppe 18 et équipé d'au moins deux por-tées circulaires 23 et 24 conformées en couro~nes paliè-res en contact d'entraînement avec des galets 25 et 26.
Le four 12 est entraîné en rotation par un groupe moto-réducteur 27 en prise sur les galets 25 et 3 1 3 2~
26 dont la vitesse est modulable et commandée par une unité centrale informatique 28 permettant une variation de debit de 15 à 30 m3/h en fonction de la vitesse du traitement ultérieur et des caractéristiques notamment de siccité et de nature des déohets de bois employé~. Ca four est égalament au~oreglé et au~Drégule à un régime de fonctionnemant déterminé quelqua soient la quantité
et les caractéristiques des produits xeçus. L~allure du brûleur 13 est, bien entendu, as 8 ervie à la vitesse de rotation du tambour rotatif, ella-même régulae en fonction des paramètre~ variables relatifs aux Garac-téristiques du prodùit à l~entrée du four selon les valeurs de température ~ransmises par des sonde3 de température, l'une référencée A à l'entrée et l'autre référencée B à la sortie, utilisées comme détecteurs en vue d'une exploitation en mesure différentielle pour commander la régulation de fonctionnement du four.
Le corps du four est équipé sur toute sa surface latérale intérieura de godets 29 longitudinaux et coaxiaux à ouverture sensiblement transversale à
chaque plan diamétral, godets disposés 8 elon des tranches successives constituant autant de raceptaale3 ouverts en mouvement rotatif avea 18 four dans lesquels tombe la matière glissant sur leq ailettes inclinées 20 à pente d'lnclinaicon variable portées par le tube central 19 pour être reversée sur celles-ci lorsque le godet arrive en position haute.
La pente des ailettes et la vitesse de rotation du four déterminent la vitesse du transit des produits dans le four, qui dépend des caractéristiques du produit, notamment son degré de siccité et sa nature, détectées par la différence de température entre l~entrée et la sortie du four. Cette vitesse est modifiée pour obtenir une qualité hygrométrique constante des produits en sortie du four.
Cet agenaement intérieur et cette confor-mation assurent de façon optimale le brassage sufisant du produit pour son homogénéité de traitement et, simultanément, la régularité du débit et l'avance du produit vers la sortie par brassage et tournoiement dans - 1~ - I 3 1 329~
le flux das ga~ chaud~ dispensés par la flamme du brûleur.
Ls four rotatif apporte ainsi, après celle du silo-tampon 7, une dsuxième régulation de fonction-nement nécessitée par la disparité de nature et de siccité des déahets de bois utilisés.
Le four presente une entrée transversale ~upérieure 30 par laquelle est déversé le produit dans la chambre de ahauf~e 17 dispo~ee au-delà de la chambre de combustion 16.
Le four se termine en extrémité opposée par la sortie 22 conformée en cône 31 oommuniquant avec un caisson d'extraction 32 des produits chauds dans lequel le produit est déversé et arrive par gravité après le passage à travers une écluse 33 dans une vis de transfert 34 qui achemine les plaquettes déshydratées et expansées vers un organe de traitement mécaniqus ultérieur.
Les gaz chauds sortant sont aspirés da~s le cai~son d'extraction 32 des produits chauds par un groupe ventilateur-aspirateur 35 puis apportss par sur-pression aéraulique à un ensemble de filtration cen-trifuge 36 du type ayclone d~extraation qui a pour but de séparer les fines entralnées de~ gaz et vapeurs et d'assurer un dépoussiérage poussé.
Les matières volatiles sont rejetées à
l'atmosphère tandis que las fines sont . apportées dirsctement par gravité à l'entrés de la partla de l'installation concernant le traitement chimique ou déversées dans la vis de transfert 34 en aval de l'organe de traitement mécanique ulterieur.
Le fonctionnement du four varie en fonction de la nature et de la siccité des déchets de bois pour maintenir un degré de déshydratation correspondant à une température de sortie des produits du four d'environ 75 C.
Le poste de traitement thermique 9 est es-sentiellement ccnstitué par un ~our rotatif 12 à air chaud généré par un brûleur 13 à air soufflé alimenté en combustible extérieur sur son entrée principale 14 ou par des déchets de bois avec utlllsation après séchage des résidus de calibrage ou de récupération ainsi que des déchets reçus déjà mécaniquement prêts qui sont admis sur une entrée auxiliaire 15.
A titre d~exemple, un brûleur d~une puissance comprise entre 500 000 et 1 000 000 Kcal/h permet d'obtenir un débit de 20 à 30 m3/h pour la production industrielle visée.
Les organes actifs du four sont r~glables par des mécanismes de régulation en fonction des différents paramàtres d~ conduite du traitement thermique à savoir degré de siccité du bois, nature...
Ainsi, la durée de passage dans le four et la puissance calorifique seront régléss et régulées en ~onction des disparités des déchets de manière à obtenir des caractéristique~ constantes des produits en sortis du four.
~ e brûleur 13 développe sa flamme dans une chambrs de combustion 16 suivie d'une chambre de chauffe 17 dans laguelle ~ont déversés par gràvité à débit constant les produits déchiguetés provenant de la réduc-tion mécanique initiale ~uivie d'une phas~ de concas-sage. ~es déchets de plus faibls poids sont emportés dans le sou~fle d'air chaud créé par la bruleur et 8e trouvent transportés par le flux aéraulique.
La température à l'entrée de la chambre de chauffe 81 élève à environ 700 - 800- C.
Le four rotatif 12 affecte la forme d~un tambour horizontal à enveloppe cylindrique calorifugée 18. Il comprend une âme centrale fixe sous la forme d'un tube creux ventilé 19 pourvu d'ailettes inclinées 20 à
inclinaison variable en pente descendante de l~entrée 21 du four vers sa 6 ortie 22 de manière à diri~er le produit qui tombe en partie supérieure de chaque ailette vers un point de chute sltué en aval et assurer ainsi sa progression, son brassage et ses déplacements successifs plus ou moins importants vers la sortie.
La vitesse de rotation du four et l'incli-naison des ailettes sont r~glées pour un regime moyen à
une vitesse linéaire d'environ 3 mètres/minute, plus lente pour une application en substrat de culture.
Le four comporte un corps cylindriqua calo-rifugé par l'enveloppe 18 et équipé d'au moins deux por-tées circulaires 23 et 24 conformées en couro~nes paliè-res en contact d'entraînement avec des galets 25 et 26.
Le four 12 est entraîné en rotation par un groupe moto-réducteur 27 en prise sur les galets 25 et 3 1 3 2~
26 dont la vitesse est modulable et commandée par une unité centrale informatique 28 permettant une variation de debit de 15 à 30 m3/h en fonction de la vitesse du traitement ultérieur et des caractéristiques notamment de siccité et de nature des déohets de bois employé~. Ca four est égalament au~oreglé et au~Drégule à un régime de fonctionnemant déterminé quelqua soient la quantité
et les caractéristiques des produits xeçus. L~allure du brûleur 13 est, bien entendu, as 8 ervie à la vitesse de rotation du tambour rotatif, ella-même régulae en fonction des paramètre~ variables relatifs aux Garac-téristiques du prodùit à l~entrée du four selon les valeurs de température ~ransmises par des sonde3 de température, l'une référencée A à l'entrée et l'autre référencée B à la sortie, utilisées comme détecteurs en vue d'une exploitation en mesure différentielle pour commander la régulation de fonctionnement du four.
Le corps du four est équipé sur toute sa surface latérale intérieura de godets 29 longitudinaux et coaxiaux à ouverture sensiblement transversale à
chaque plan diamétral, godets disposés 8 elon des tranches successives constituant autant de raceptaale3 ouverts en mouvement rotatif avea 18 four dans lesquels tombe la matière glissant sur leq ailettes inclinées 20 à pente d'lnclinaicon variable portées par le tube central 19 pour être reversée sur celles-ci lorsque le godet arrive en position haute.
La pente des ailettes et la vitesse de rotation du four déterminent la vitesse du transit des produits dans le four, qui dépend des caractéristiques du produit, notamment son degré de siccité et sa nature, détectées par la différence de température entre l~entrée et la sortie du four. Cette vitesse est modifiée pour obtenir une qualité hygrométrique constante des produits en sortie du four.
Cet agenaement intérieur et cette confor-mation assurent de façon optimale le brassage sufisant du produit pour son homogénéité de traitement et, simultanément, la régularité du débit et l'avance du produit vers la sortie par brassage et tournoiement dans - 1~ - I 3 1 329~
le flux das ga~ chaud~ dispensés par la flamme du brûleur.
Ls four rotatif apporte ainsi, après celle du silo-tampon 7, une dsuxième régulation de fonction-nement nécessitée par la disparité de nature et de siccité des déahets de bois utilisés.
Le four presente une entrée transversale ~upérieure 30 par laquelle est déversé le produit dans la chambre de ahauf~e 17 dispo~ee au-delà de la chambre de combustion 16.
Le four se termine en extrémité opposée par la sortie 22 conformée en cône 31 oommuniquant avec un caisson d'extraction 32 des produits chauds dans lequel le produit est déversé et arrive par gravité après le passage à travers une écluse 33 dans une vis de transfert 34 qui achemine les plaquettes déshydratées et expansées vers un organe de traitement mécaniqus ultérieur.
Les gaz chauds sortant sont aspirés da~s le cai~son d'extraction 32 des produits chauds par un groupe ventilateur-aspirateur 35 puis apportss par sur-pression aéraulique à un ensemble de filtration cen-trifuge 36 du type ayclone d~extraation qui a pour but de séparer les fines entralnées de~ gaz et vapeurs et d'assurer un dépoussiérage poussé.
Les matières volatiles sont rejetées à
l'atmosphère tandis que las fines sont . apportées dirsctement par gravité à l'entrés de la partla de l'installation concernant le traitement chimique ou déversées dans la vis de transfert 34 en aval de l'organe de traitement mécanique ulterieur.
Le fonctionnement du four varie en fonction de la nature et de la siccité des déchets de bois pour maintenir un degré de déshydratation correspondant à une température de sortie des produits du four d'environ 75 C.
4) Traitement mécanlque ultérieur :
Comme indiqué, ce traitement peut être pratiqué avant l'entrée dans le four rotatif mais aussi avant et après.
Le passage dans le four rotatif réalise la dégazéïfication, la déshydratation poussée, l~expansion ainsi que la stérilisation des plaquettes traitées thermiquement. Ensuite, le produit sec sncore chaud est amené par la vis de transfert 34 à un organe spécifique de traitement mécanique ultérieur, conçu pour ce type d~installation, appelé ci-après conca~seur-dsEibreur.
Cet organe est chargé de réaliser une action à intensité réglable de martelage-broyags et affinage sur le produit encore chaud débarrassé des fines et vapeurs.
Il permet de transformer les plaquettes en parcelles ou particules élémentaires de tailles variables en fonction de l~applioation vi ée at ds les préparer au traitement chimique en le6 déibrant par écrasement-martelage et par un broyage d'affinage réglable afin d'obtenir les dimensions moyennes suivante~ : longueur 1 à 20 mm, largeur 1 à 10 mm, épaisseur 1 à 5 mm.
Le rendement général du procedé et la qualité du produit se trouvent sensiblement améliorés car on pratique plus efficacement ce traitement mécanique à la sortie du four rotati sur de~ plaquettes parfaitement deshydratées et expansees par effet thermique.
Par ailleurs, les plaguettes ainsi défibr~ées et broyées améliorent le rendement d'imprégnation du traitement chimique car leur surface d~absorption R~ en trouve notablement augmentee.
Un exemple de réalisation du concasseur-défibreur utilisé est représenté sur la figure 3.
Comme indiqué, le même type de matériel peut être placé en avant du four rotatif.
Le concasseur-défibreur 37 est constitué
d'un caisson 38 traversé en partie haute par la vis de transfert 34 d'acheminement du produit. Ce cais~on renferme l'organe rotatif actif de concassage à savoir un rotor de concassage 39.
Le caisson constituant le corps du concasseur-défibreur est rempli totalement des plaquet-tes élémentaires amenées du four rotatif par la vis detransert 34. Le rempllssage est réglé pour etre quasi total et le rester pendant tout le fonctionnement.
En fonctionnement permanent, 19~ parcelles élémentaires arrlvent en continu et sont forcées vers le rotor 39 de concassage par le phénomène d'entra1nement engendré par la rotation des pièces du rotor 39 portées par un a~e 40 relié cinématiquement à un moteur exté-rieur 41 commandé par l~unité centrale ~nformatique 28.
Ce rotor, de vitesse réglable, comporte des masses frappantes telles que 42 en forme de marteaux articulés 43 montes pivotants sur de~ tiges longitudinales 44 portée par des flasques transversaux 45 solidaires de l'axe du rotor. Il existe plusleurs flasques transversaux et donc plu~isurs groupes de masses frappantes en série sur toute la longueur de l'axe.
Ces masses frappantes tournent avec le rotor et sont convenablement espacées pour présenter entre alles des intervalles tels que 46 qui permektront d'admettre et de passer entre des contre-lames fixes 47 disposées longitudinalement selon une rangée légèrement décalée angulairement en aval par rapport au fond du caisson constituant ainsi une véritable barre d~écrasement 48. Une barre identique 49 est fixée plus en aval vers la sortie.
Ces barres sont fixées chacune sur un 8 upport solidaire du cai R son.
Pour des raisons de clarté du dessin, sur la coupe longitudinale de la figure 3, la première barre d'écrasement 48 est représentée artificiellement comme fixée en fond de caisson. Son emplacement réel est celui figurant sur la coupe transversale.
La conformation des masses frappantes 42 et des contre-lames 47 et leurs intervalles permettent de retenir momentanément par coincement les parcelles élé-mentaires pendant toute la durée de concassage réalisant ainsi le travail d'écrasement et de dissociation des fibres nécessaire.
Le concasseur-défibreur 37 utilisé présente - 15 - l 3 1 32qO
les caractéristiques générales techniques de fonction-nement suivantes:
. Vitesse de rotation de la vis de transfert : 60 t/mn . Vitesse de rotation du rotor : lS00 tJmn . Débit de sortie : 20 à 25 m~/h.
La vis de transfert 34 traverse l'ensemble du caisson en partie supérieurs et se pour~uit en aval de la chaîne. Elle sert ainsi en meme temps de vis d~évacuation du produit en flux continu verq le poBte aval de traitement chimique après addition des fines récupérées par exsmple par deverssment à partir de l'en-semble de filtration centrifuge 36.
Ain de pouvoir régler le débit en fonction des caractéristiques du produit d'entrée et celles du produit ~ obtenir, on a prévu en par~le haute du caisson un registre mobile de réglage 50.
Ce registre est constltué dans une version slmple par une plaque de déviation lo~gitudinale 51 de forme trapézoïdale efilée de l'entrée vers la sortie et mobile par enfoncement transversal dans la paroi du caisson. Elle constitue un déflecteur de réglage du dé-bit entre l'entrée et la ~ortie. Ce déflecteur permet de varier le réglage par la modification de la section de passage par sa position plus ou moins enfoncée dans le caisson 38.
Bien entsndu, le moteur d'entraînement du rotor est xégulé en fonction de la vitesse d'action-nement de la vis de transfert 34 et piloté par l'unité
centrale 28 qui gère l'installation par un programme informatique pour la coordination du fonctionnement d'ensemble en flux continu.
A la sortie du concasseur-défibreur, les parcelles élémentaires déshydratées expansées et con-venablement dé~ibrées sont dirigees, après addition des fines, par un organe transporteur, par exemple une vis à
inclinaison 52, vers un poste de traitement chimique 53.
Selon une variante, la sortie du concasseur-défibreur alimente un calibreur 54 et un récupérateur 55 effectuant la séparation de parcelles ou particules des fines et poussières qui sont dirigées vers l'entrée - 16 ~ l 31 32qO
auxiliaire 15 du brûleur 13 et utilisées comme combus-tible ~elon un circuit de récupéra~ion 56 représ2nté en pointillés.
sien entendu, on pourra déja parfaire le travail de réduction mécanique avant l'entrée dans le four par un concasseur-défibreur avec affineur ou non placé en amont comme indiqué ci-dessus.
Comme indiqué, ce traitement peut être pratiqué avant l'entrée dans le four rotatif mais aussi avant et après.
Le passage dans le four rotatif réalise la dégazéïfication, la déshydratation poussée, l~expansion ainsi que la stérilisation des plaquettes traitées thermiquement. Ensuite, le produit sec sncore chaud est amené par la vis de transfert 34 à un organe spécifique de traitement mécanique ultérieur, conçu pour ce type d~installation, appelé ci-après conca~seur-dsEibreur.
Cet organe est chargé de réaliser une action à intensité réglable de martelage-broyags et affinage sur le produit encore chaud débarrassé des fines et vapeurs.
Il permet de transformer les plaquettes en parcelles ou particules élémentaires de tailles variables en fonction de l~applioation vi ée at ds les préparer au traitement chimique en le6 déibrant par écrasement-martelage et par un broyage d'affinage réglable afin d'obtenir les dimensions moyennes suivante~ : longueur 1 à 20 mm, largeur 1 à 10 mm, épaisseur 1 à 5 mm.
Le rendement général du procedé et la qualité du produit se trouvent sensiblement améliorés car on pratique plus efficacement ce traitement mécanique à la sortie du four rotati sur de~ plaquettes parfaitement deshydratées et expansees par effet thermique.
Par ailleurs, les plaguettes ainsi défibr~ées et broyées améliorent le rendement d'imprégnation du traitement chimique car leur surface d~absorption R~ en trouve notablement augmentee.
Un exemple de réalisation du concasseur-défibreur utilisé est représenté sur la figure 3.
Comme indiqué, le même type de matériel peut être placé en avant du four rotatif.
Le concasseur-défibreur 37 est constitué
d'un caisson 38 traversé en partie haute par la vis de transfert 34 d'acheminement du produit. Ce cais~on renferme l'organe rotatif actif de concassage à savoir un rotor de concassage 39.
Le caisson constituant le corps du concasseur-défibreur est rempli totalement des plaquet-tes élémentaires amenées du four rotatif par la vis detransert 34. Le rempllssage est réglé pour etre quasi total et le rester pendant tout le fonctionnement.
En fonctionnement permanent, 19~ parcelles élémentaires arrlvent en continu et sont forcées vers le rotor 39 de concassage par le phénomène d'entra1nement engendré par la rotation des pièces du rotor 39 portées par un a~e 40 relié cinématiquement à un moteur exté-rieur 41 commandé par l~unité centrale ~nformatique 28.
Ce rotor, de vitesse réglable, comporte des masses frappantes telles que 42 en forme de marteaux articulés 43 montes pivotants sur de~ tiges longitudinales 44 portée par des flasques transversaux 45 solidaires de l'axe du rotor. Il existe plusleurs flasques transversaux et donc plu~isurs groupes de masses frappantes en série sur toute la longueur de l'axe.
Ces masses frappantes tournent avec le rotor et sont convenablement espacées pour présenter entre alles des intervalles tels que 46 qui permektront d'admettre et de passer entre des contre-lames fixes 47 disposées longitudinalement selon une rangée légèrement décalée angulairement en aval par rapport au fond du caisson constituant ainsi une véritable barre d~écrasement 48. Une barre identique 49 est fixée plus en aval vers la sortie.
Ces barres sont fixées chacune sur un 8 upport solidaire du cai R son.
Pour des raisons de clarté du dessin, sur la coupe longitudinale de la figure 3, la première barre d'écrasement 48 est représentée artificiellement comme fixée en fond de caisson. Son emplacement réel est celui figurant sur la coupe transversale.
La conformation des masses frappantes 42 et des contre-lames 47 et leurs intervalles permettent de retenir momentanément par coincement les parcelles élé-mentaires pendant toute la durée de concassage réalisant ainsi le travail d'écrasement et de dissociation des fibres nécessaire.
Le concasseur-défibreur 37 utilisé présente - 15 - l 3 1 32qO
les caractéristiques générales techniques de fonction-nement suivantes:
. Vitesse de rotation de la vis de transfert : 60 t/mn . Vitesse de rotation du rotor : lS00 tJmn . Débit de sortie : 20 à 25 m~/h.
La vis de transfert 34 traverse l'ensemble du caisson en partie supérieurs et se pour~uit en aval de la chaîne. Elle sert ainsi en meme temps de vis d~évacuation du produit en flux continu verq le poBte aval de traitement chimique après addition des fines récupérées par exsmple par deverssment à partir de l'en-semble de filtration centrifuge 36.
Ain de pouvoir régler le débit en fonction des caractéristiques du produit d'entrée et celles du produit ~ obtenir, on a prévu en par~le haute du caisson un registre mobile de réglage 50.
Ce registre est constltué dans une version slmple par une plaque de déviation lo~gitudinale 51 de forme trapézoïdale efilée de l'entrée vers la sortie et mobile par enfoncement transversal dans la paroi du caisson. Elle constitue un déflecteur de réglage du dé-bit entre l'entrée et la ~ortie. Ce déflecteur permet de varier le réglage par la modification de la section de passage par sa position plus ou moins enfoncée dans le caisson 38.
Bien entsndu, le moteur d'entraînement du rotor est xégulé en fonction de la vitesse d'action-nement de la vis de transfert 34 et piloté par l'unité
centrale 28 qui gère l'installation par un programme informatique pour la coordination du fonctionnement d'ensemble en flux continu.
A la sortie du concasseur-défibreur, les parcelles élémentaires déshydratées expansées et con-venablement dé~ibrées sont dirigees, après addition des fines, par un organe transporteur, par exemple une vis à
inclinaison 52, vers un poste de traitement chimique 53.
Selon une variante, la sortie du concasseur-défibreur alimente un calibreur 54 et un récupérateur 55 effectuant la séparation de parcelles ou particules des fines et poussières qui sont dirigées vers l'entrée - 16 ~ l 31 32qO
auxiliaire 15 du brûleur 13 et utilisées comme combus-tible ~elon un circuit de récupéra~ion 56 représ2nté en pointillés.
sien entendu, on pourra déja parfaire le travail de réduction mécanique avant l'entrée dans le four par un concasseur-défibreur avec affineur ou non placé en amont comme indiqué ci-dessus.
5) Traitement_c~
Le produit est admis, encore chaud, dans un malaxeur-pulvéri 9 ateur linéaire double 57 formé de deux tronçons successifs, amont 58 et aval 59, dont chaque canal récepteur 60 et 61 ~ontlent deux vis mélangeuses ~uxtaposées 62,63 et 64,65 s'imbriquant L'une dans l'autre. Il s'aglt de vls de malaxage tournant en ssns inverse pour assurer l'avance du produit.
Chaque tron~on du malaxeur est surmonté par une rampe de pulvérisation 66 ou 67 se succédant sur la longueur du malaxeur pour réallser la mise en oeuvre du traitement chimique par deux pulvérisations ou arrosages distincts en permanenc~ sur les masses de produit conte-nues dans l~un et l~autre tronçon du malaxeur linéaire double 57.
Les tronçons successifs de malaxage 58 et S9 composant le malaxeur double 57 se suivent sans discon-tinuité. On y réalise le traitement chimique suivant par pulvérisation, aspersion ou arrosage constant ~ar les deux rampes successives 66 et 67 d'une solution chimique différente propre à chaque rampe à partir d'une amenée 68 ou 69 raccordée à une ou plusieurs cuve(s) 70, 71 et 72, 73 de solutions identigues ou différentes à utlliser directement ou en mélange.
a) Traitement d'imprégnatlon-absorption- ~ :
1. ImPrégnation négative par une solution d'un sel de calcium :
Le produit est acheminé ensuite à
température ambiante et admis dans un malaxeur linéaire à vis où 11 subit tout d'abord sur la premièxe partie de la longueur une imprégnation négative par un premier arrosage d'une solution d'un sel de calcium, de préfé-1 3 1 32qO
rence le chlorure de calcium, en concentration égale à
50 kg de 3el pur par m3 d~eau, soi~ une concentration en poids de 5 %~
La valeur de cette concentration peut varier notablsment, pré~érentiellement dans les limite de 2 à
10 % en fonction des applications envisagées et de la nature du boi 8 .
Par exemple, pour une application en isolation thermique, la concentration pourra augmenter 8 elon le degré de résistance au -feu souhaité.
L~arrosage est, par exemple, effectué à
température amb$ante par une rampe de pulvéri3ation ~upérieure en quantité comprise entre ~ et 1~ ~ en volume de produit traité, mais de préférence 5 % jusqu'à
pénétration et absorption completes, ceci à une tempéra-ture de solution égale à l'ambiante, soi~ 10-30-C æur un produit dont la température est comprise entre 30 C et 60- C, de préérence à une température de 40 C qui e~t egale à celle atteinte par son cheminemsnt à la tempéra ture ambiante et par la pulvérisation dès la sortia du four.
Cet arrosage ou pulvérisation s~effectue en continu au cours du malaxage jusqu'à saturation pendant la progression le long du malaxeur par l'intermédiaire d'une rampe de pulvérisation haute disposée le long du malaxeur.
La vitesse de rotation de la vis est réglée pour que le produit avance dans le malaxeur à une vitesse d'environ 3 mètres/mn. On a pu vérifier qu'au bout d'une durée de 2 à 5 minutes, la saturation est atteinte.
Cette première imprégnation effectuée sur un produit chaud dilate complètement les pores du bois déjà
ouverts par le traitement mécanique et nettoyés par le traitement thermique. L'ouverturo complète des pores permettra au traitement ultérieur de se faire parfaitemsnt au coeur même du bois.
2. Impréqnation positive par une solution d~un silicate et~IL~L~Lb~
On fait agir ensuite, dans le même malaxeur, 1 31 32~0 dès son entrée dans la deuxième partie linéaire du malaxaur, une solution d'un silica~e d'un métal alcalin de même concentration, par pulvérisation à température ambiante, à l~aide d~une rampe supérieure en quantité
comprise entre 2 et 15 ~ en volume, mais de préférence 10 %.
Les sels retenus pour ce traitement sont le silicate de sodium ou le silicate de potassium en concentration comprise entre 2 et 15 % en poids, mais de préférence 10 %. Le se7 choisi dépend de l'application visée.
Cette réaction s'effectue également sur un produit encore chaud, c'est-~-dire à température comp-rise entre 30 et 50 C.
L'arrosage s'effectue pendant la durée de transit du produit, soit environ 3 minutes. La réaction chimique 6/ effectue en quelques minutes. Au cours de cette réaction, il se forme par précipitation au plu6 profond du bois, du silicate de calcium, sel particu-lièrement dur et inaltérable qui obture les pores, tapisse les microcavités et immobilise les fibres du bois. Cette véritable petrification par ce sel dur et inaltérable réalise la dévitalisation complète du bois et une augmentation notable de sa résistance physique et chimique.
Le pH du bois, qui était compris, à l'ori-gine, entre 4 et 5, est amené en sortie à une valeur comprise entre 6,8 et 7, c'est-à-dire égale à la neutralité.
On a formé ainsi un produit inerte, chimiquement neutre qui présente toutes les qualités physiques du bois : isolation, mais aussi, à un degré
moindre, celles de la pierre : résistance au feu, résistance mécanique.
Dans le troncon amont du malaxeur linéaire, on réalise la première imprégnation par pulvérisation jusqu'à saturation du premier sel soluble par exemple du chlorure de calcium ou tout autre sel équivalent, dans toutes le~ ~onditions oon~ormes au pro~4d~ de bas~.
Dans le deuxième tronçon, se produit la réaction de précipitation au coeur meme du bois d'un sel très dur, le silicate de calcium par pulvérisation jusqu'à gavage d~un deuxième sel soluble par exemple du silicate de sodium ou tout équivalent dans les condi-tions conformes au procédé ds base.
Les produits sont snsuite egouttés et évacués en les dirigeant par una rampe de transfert 74 vers les aire~ de séchage 75 et de stockage 76.
A tltre de variante du traitement chimique, on pourra intervertir les actions du sel de calcium et du silicatP employés.
On décrira ci-après quelques procédés dérivés par variation de la dernière étape.
On pourra plonger le produit dans un bai~
colorant nolr qui permet d'augmenter 19 rendem~nt du pouvoir drabsorption et d'accumulation de la chal~ur en atténuant les pertes au rayonnement.
La coloration du produit en noir pourra ~tre sffectuée de la façon suivants.
On fait agir une quantité reduite de silicate qui ne provoque pas la précipitation totale. Le complément est apporté dans una phase ultérieure SOU6 la forme d'un mélange avec une teinture noire qui précipitera avec la quantité de chlorure de calcium restant libre, cecl à l'extérieur de ahaquo parcelle élémentaire pour former une carapace de silicate teintée en noir, présente aus i à l'intérieur.
Le silicate ~oue le rôlo de fixateur ds la teinture du produit ~u'il rendra pratiquement indé-lébile.
On pourra aussi, par exemple, faire agir le silicate en ~uantité réduite de moitié et apporter l'autre moitié contenant le colorant noir en phase finale.
On pourra égalemenk, dans oe cas, inter-vertir les sels et incorporer la teinture noire au chlorure de caloium.
On pourra également utiliser, pour la deuxième pulvéri 8 ation, une solution ou une suspension composée, en proportions égales, d'une solution du silicate soluble choisi et un agent de durcissemen~ non oluble disperse dans ladite solution ou aompo~ition dont la concentration en silicate est egale ou ~oisine à
celle ci-dessus. I-~agent de durci~ament pré~ér~ est au bioxyde de siliclum, mais tout agsnt équivalent psut convenir. Cet agent a pour but d~améliorer l~isolation des fibr~ avec le milieu extérieur.
Durant la réaction, il se forme, au plus profo~d des agrégats traités, du ~ilicate de calclum et un ou plusisurs composés de~ différents sels en présence avec le bioxyde de silicium et surtout une fixation du bioxyde de 8 i 1 i Ci um au sein même ds la matière.
Le produit est admis, encore chaud, dans un malaxeur-pulvéri 9 ateur linéaire double 57 formé de deux tronçons successifs, amont 58 et aval 59, dont chaque canal récepteur 60 et 61 ~ontlent deux vis mélangeuses ~uxtaposées 62,63 et 64,65 s'imbriquant L'une dans l'autre. Il s'aglt de vls de malaxage tournant en ssns inverse pour assurer l'avance du produit.
Chaque tron~on du malaxeur est surmonté par une rampe de pulvérisation 66 ou 67 se succédant sur la longueur du malaxeur pour réallser la mise en oeuvre du traitement chimique par deux pulvérisations ou arrosages distincts en permanenc~ sur les masses de produit conte-nues dans l~un et l~autre tronçon du malaxeur linéaire double 57.
Les tronçons successifs de malaxage 58 et S9 composant le malaxeur double 57 se suivent sans discon-tinuité. On y réalise le traitement chimique suivant par pulvérisation, aspersion ou arrosage constant ~ar les deux rampes successives 66 et 67 d'une solution chimique différente propre à chaque rampe à partir d'une amenée 68 ou 69 raccordée à une ou plusieurs cuve(s) 70, 71 et 72, 73 de solutions identigues ou différentes à utlliser directement ou en mélange.
a) Traitement d'imprégnatlon-absorption- ~ :
1. ImPrégnation négative par une solution d'un sel de calcium :
Le produit est acheminé ensuite à
température ambiante et admis dans un malaxeur linéaire à vis où 11 subit tout d'abord sur la premièxe partie de la longueur une imprégnation négative par un premier arrosage d'une solution d'un sel de calcium, de préfé-1 3 1 32qO
rence le chlorure de calcium, en concentration égale à
50 kg de 3el pur par m3 d~eau, soi~ une concentration en poids de 5 %~
La valeur de cette concentration peut varier notablsment, pré~érentiellement dans les limite de 2 à
10 % en fonction des applications envisagées et de la nature du boi 8 .
Par exemple, pour une application en isolation thermique, la concentration pourra augmenter 8 elon le degré de résistance au -feu souhaité.
L~arrosage est, par exemple, effectué à
température amb$ante par une rampe de pulvéri3ation ~upérieure en quantité comprise entre ~ et 1~ ~ en volume de produit traité, mais de préférence 5 % jusqu'à
pénétration et absorption completes, ceci à une tempéra-ture de solution égale à l'ambiante, soi~ 10-30-C æur un produit dont la température est comprise entre 30 C et 60- C, de préérence à une température de 40 C qui e~t egale à celle atteinte par son cheminemsnt à la tempéra ture ambiante et par la pulvérisation dès la sortia du four.
Cet arrosage ou pulvérisation s~effectue en continu au cours du malaxage jusqu'à saturation pendant la progression le long du malaxeur par l'intermédiaire d'une rampe de pulvérisation haute disposée le long du malaxeur.
La vitesse de rotation de la vis est réglée pour que le produit avance dans le malaxeur à une vitesse d'environ 3 mètres/mn. On a pu vérifier qu'au bout d'une durée de 2 à 5 minutes, la saturation est atteinte.
Cette première imprégnation effectuée sur un produit chaud dilate complètement les pores du bois déjà
ouverts par le traitement mécanique et nettoyés par le traitement thermique. L'ouverturo complète des pores permettra au traitement ultérieur de se faire parfaitemsnt au coeur même du bois.
2. Impréqnation positive par une solution d~un silicate et~IL~L~Lb~
On fait agir ensuite, dans le même malaxeur, 1 31 32~0 dès son entrée dans la deuxième partie linéaire du malaxaur, une solution d'un silica~e d'un métal alcalin de même concentration, par pulvérisation à température ambiante, à l~aide d~une rampe supérieure en quantité
comprise entre 2 et 15 ~ en volume, mais de préférence 10 %.
Les sels retenus pour ce traitement sont le silicate de sodium ou le silicate de potassium en concentration comprise entre 2 et 15 % en poids, mais de préférence 10 %. Le se7 choisi dépend de l'application visée.
Cette réaction s'effectue également sur un produit encore chaud, c'est-~-dire à température comp-rise entre 30 et 50 C.
L'arrosage s'effectue pendant la durée de transit du produit, soit environ 3 minutes. La réaction chimique 6/ effectue en quelques minutes. Au cours de cette réaction, il se forme par précipitation au plu6 profond du bois, du silicate de calcium, sel particu-lièrement dur et inaltérable qui obture les pores, tapisse les microcavités et immobilise les fibres du bois. Cette véritable petrification par ce sel dur et inaltérable réalise la dévitalisation complète du bois et une augmentation notable de sa résistance physique et chimique.
Le pH du bois, qui était compris, à l'ori-gine, entre 4 et 5, est amené en sortie à une valeur comprise entre 6,8 et 7, c'est-à-dire égale à la neutralité.
On a formé ainsi un produit inerte, chimiquement neutre qui présente toutes les qualités physiques du bois : isolation, mais aussi, à un degré
moindre, celles de la pierre : résistance au feu, résistance mécanique.
Dans le troncon amont du malaxeur linéaire, on réalise la première imprégnation par pulvérisation jusqu'à saturation du premier sel soluble par exemple du chlorure de calcium ou tout autre sel équivalent, dans toutes le~ ~onditions oon~ormes au pro~4d~ de bas~.
Dans le deuxième tronçon, se produit la réaction de précipitation au coeur meme du bois d'un sel très dur, le silicate de calcium par pulvérisation jusqu'à gavage d~un deuxième sel soluble par exemple du silicate de sodium ou tout équivalent dans les condi-tions conformes au procédé ds base.
Les produits sont snsuite egouttés et évacués en les dirigeant par una rampe de transfert 74 vers les aire~ de séchage 75 et de stockage 76.
A tltre de variante du traitement chimique, on pourra intervertir les actions du sel de calcium et du silicatP employés.
On décrira ci-après quelques procédés dérivés par variation de la dernière étape.
On pourra plonger le produit dans un bai~
colorant nolr qui permet d'augmenter 19 rendem~nt du pouvoir drabsorption et d'accumulation de la chal~ur en atténuant les pertes au rayonnement.
La coloration du produit en noir pourra ~tre sffectuée de la façon suivants.
On fait agir une quantité reduite de silicate qui ne provoque pas la précipitation totale. Le complément est apporté dans una phase ultérieure SOU6 la forme d'un mélange avec une teinture noire qui précipitera avec la quantité de chlorure de calcium restant libre, cecl à l'extérieur de ahaquo parcelle élémentaire pour former une carapace de silicate teintée en noir, présente aus i à l'intérieur.
Le silicate ~oue le rôlo de fixateur ds la teinture du produit ~u'il rendra pratiquement indé-lébile.
On pourra aussi, par exemple, faire agir le silicate en ~uantité réduite de moitié et apporter l'autre moitié contenant le colorant noir en phase finale.
On pourra égalemenk, dans oe cas, inter-vertir les sels et incorporer la teinture noire au chlorure de caloium.
On pourra également utiliser, pour la deuxième pulvéri 8 ation, une solution ou une suspension composée, en proportions égales, d'une solution du silicate soluble choisi et un agent de durcissemen~ non oluble disperse dans ladite solution ou aompo~ition dont la concentration en silicate est egale ou ~oisine à
celle ci-dessus. I-~agent de durci~ament pré~ér~ est au bioxyde de siliclum, mais tout agsnt équivalent psut convenir. Cet agent a pour but d~améliorer l~isolation des fibr~ avec le milieu extérieur.
Durant la réaction, il se forme, au plus profo~d des agrégats traités, du ~ilicate de calclum et un ou plusisurs composés de~ différents sels en présence avec le bioxyde de silicium et surtout une fixation du bioxyde de 8 i 1 i Ci um au sein même ds la matière.
6) Traitement complémentaire :
On ait subir ensuite aux agrégats ainsi formés le double traitement supplémentaire 6uivant.
On pratique un premier traitement ultérieur d~étanchéisation.
Pour ce faire, on réalise à la suite, dans le même malaxeur, à température ambiante et sur le produit ancore chaud entre 20 C et 60 C, une troisième pulvérisation d'une dispersion d~un produit plastifiant, par example à base d'une résine synthétique du type styrène-acryl ou equivalente, qui a pour but de créer autour des agrégats un film protecteur de plastification formant une cloison vralment étanche qul supprime les reprise~ d'humidité. Le produit employé est hydrofuge mais perméable à la vapeur d'eau, ce qui permet l~assèchement complet du noyau de chaque agrégat après traitement. On l'emploie à raison de 2,5 à 5 Kgs de résine par m3 de produit en dispersion dans 25 litres d'eau.
Le film ainsi créé autour de chaque morceau élémentaire possèdera une faible épalsseur de l'ordra d'un dixième de millimètre.
On a réalisé avec le traitement de base et le premier traitement ultérieur ci-dessus, d'une part une immobilisation et stabilisation parfaites des fibres et, d~autre part, une limitation importante de la capacité à absoption en milieu humide.
On pratique ensuite le deuxième traitement , "
- 21 - ~31~
ultérieur qui est un traltement d~enrobage pour amé-liorer l~aptltude à la liaison a~ec le3 liant~ hydrau-liques habituels utilisés en batiment.
On décrira ci-après un exemple de traitement d~enrobage applicable sur des agrsgats recou~erts de leur peau en film synthétiqus.
On fait passer les agrégats encore chauds dans un bain de saupoudrage ~ilico-calcaire compo~é, par exemple, des produits 8 Ui vant~ selon les proportions ci-après :
1/4 de chaux vive 1/2 de laltier de haut~ fourneaux 1/4 de bioxyde de silicium.
Realise sur la produit chaud, ce traitement permet de conRtituer autour des agrégats une carapace isolante et réfractaire montrant une aptitude carac-térisée à la liaison avec les principaux liants hydrauliques utilisés en bâtiment pour la fabrication des mortier~ ou bétons isolants.
Bien entendu, ~elon les applications on ne pratiquera que l'un ou l'autre des traitements ulté-rieurs et ceci à des degrés différents;
De plus, divers traitements de finition peuvent être appliqués, notamment une coloration noire pour des besoins d'ab orption thermique ou un revêtement de protection mécanique résistant aux chocs.
Ce nouveau produit apporte un progrès important dans la fabrication des mortiers et béton~
destinés à confectionner des chapes et oloisons isolan-tes que l'on peut réaliser avec les liants hydrauligues habituels sans mise en oeuvre de moyens spéciaux ou de précautions particulières à observer.
Le cas échéant, un autre type de traitement supplémentaire concernant une application spécifique est pratiqué à la sortie du malaxeur double dans un bac ou un malaxeur terminal 77 qui permet de procéder à tout traitement chimique complémentaire par une dernière imprégnation simple ou double ou par un hain d~enrobage à l'aide d~un produit pulvérulent ou toute autre opéra-tion de traitement complémentaire.
- 22 - l 3 1 3290 Il s'agit, par exemple, de l'imprégnation et de la fixation de colles, colorants, durcisseurs et d'autres produits de finition conférant au produit des propriétés supplémentaires.
On ait subir ensuite aux agrégats ainsi formés le double traitement supplémentaire 6uivant.
On pratique un premier traitement ultérieur d~étanchéisation.
Pour ce faire, on réalise à la suite, dans le même malaxeur, à température ambiante et sur le produit ancore chaud entre 20 C et 60 C, une troisième pulvérisation d'une dispersion d~un produit plastifiant, par example à base d'une résine synthétique du type styrène-acryl ou equivalente, qui a pour but de créer autour des agrégats un film protecteur de plastification formant une cloison vralment étanche qul supprime les reprise~ d'humidité. Le produit employé est hydrofuge mais perméable à la vapeur d'eau, ce qui permet l~assèchement complet du noyau de chaque agrégat après traitement. On l'emploie à raison de 2,5 à 5 Kgs de résine par m3 de produit en dispersion dans 25 litres d'eau.
Le film ainsi créé autour de chaque morceau élémentaire possèdera une faible épalsseur de l'ordra d'un dixième de millimètre.
On a réalisé avec le traitement de base et le premier traitement ultérieur ci-dessus, d'une part une immobilisation et stabilisation parfaites des fibres et, d~autre part, une limitation importante de la capacité à absoption en milieu humide.
On pratique ensuite le deuxième traitement , "
- 21 - ~31~
ultérieur qui est un traltement d~enrobage pour amé-liorer l~aptltude à la liaison a~ec le3 liant~ hydrau-liques habituels utilisés en batiment.
On décrira ci-après un exemple de traitement d~enrobage applicable sur des agrsgats recou~erts de leur peau en film synthétiqus.
On fait passer les agrégats encore chauds dans un bain de saupoudrage ~ilico-calcaire compo~é, par exemple, des produits 8 Ui vant~ selon les proportions ci-après :
1/4 de chaux vive 1/2 de laltier de haut~ fourneaux 1/4 de bioxyde de silicium.
Realise sur la produit chaud, ce traitement permet de conRtituer autour des agrégats une carapace isolante et réfractaire montrant une aptitude carac-térisée à la liaison avec les principaux liants hydrauliques utilisés en bâtiment pour la fabrication des mortier~ ou bétons isolants.
Bien entendu, ~elon les applications on ne pratiquera que l'un ou l'autre des traitements ulté-rieurs et ceci à des degrés différents;
De plus, divers traitements de finition peuvent être appliqués, notamment une coloration noire pour des besoins d'ab orption thermique ou un revêtement de protection mécanique résistant aux chocs.
Ce nouveau produit apporte un progrès important dans la fabrication des mortiers et béton~
destinés à confectionner des chapes et oloisons isolan-tes que l'on peut réaliser avec les liants hydrauligues habituels sans mise en oeuvre de moyens spéciaux ou de précautions particulières à observer.
Le cas échéant, un autre type de traitement supplémentaire concernant une application spécifique est pratiqué à la sortie du malaxeur double dans un bac ou un malaxeur terminal 77 qui permet de procéder à tout traitement chimique complémentaire par une dernière imprégnation simple ou double ou par un hain d~enrobage à l'aide d~un produit pulvérulent ou toute autre opéra-tion de traitement complémentaire.
- 22 - l 3 1 3290 Il s'agit, par exemple, de l'imprégnation et de la fixation de colles, colorants, durcisseurs et d'autres produits de finition conférant au produit des propriétés supplémentaires.
7) Séchaqe-stabilisation Le produit ainsi traité est évacué vers une aire supplémentaire de séchage 78 par une rampe de d'égouttage 79 où il séjourne pendant une durée de stabilisation pendant laquelle se réalisent la fixation et le durcissement.
Le produit est alors repris par une ensacheuse 80 ou stocké en vrac 80US couverture, dans un silo 81 ou à l'air libre pour être emporté et transporté
en vrac, par exemple à l'aide de bennes céréalières 82.
On note dans l'installation selon l'inven-tion au moins trois niveaux différents de régulation et d'adaptation de manière à permettre une production industrielle sn flux continu quelles que soient la nature, la qualité et les caractéristiques des déchets utilisés.
. Ré~ulation d'aPprovisionnement du concasseur :
La liaison entre le silo-t~mpon et le concasseur primaire est un tapis doseur à vitesse modulable ou à vis d'extraction à vitesse de rotation variable de manière à réaliser un débit fixe d'approvision-nement du concasseur permettant à ce dernier de fonctionner dans les meilleures conditions.
. Réqulation d'approvisionnement du four et du poste de traitement chimi~ue :
Le concasseur-défibreur présente deux rêglages possibles.
Le premier concerne la vitesse de rotation du rotor et le débit de sortie.
Le deuxième se rapporte à la table de coupe dont le pas d'avancement est r~glable permettant au - flux de matières de rester un temps plus ou moins long dans le concasseur-défibreur.
Ces deux possibilités permettent d'obtenir un effet régulateur et une variation de production ent~e 15 et 3~ m3/h sulvant la dem~nde, . Requlation de fonctionnement du four :
- 23 - I 3 1 32~0 On adapte le traitement thermique sur des produits calibrés à débit constant, mais de nature et de degré d'humidité différent~.
Pour ce faire, les deux sondes de température A et ~, disposées de part et d'autre du four, l'una A à
l'entrée et l'autre B en sortie sont utilisées comme détecteurs pour commander le fonctionnement régulé du four de manière à obtenir un traitement thermlqus de qualité con~tanke en agissant sur :
. la puissance du brûleur . la vitesse de rotation du four . l'inclinaison des pales pour fa~re varler la vite~se de progression du produit à l'intérieur du four.
Les différentes actions de régulation et leur déroulement résultent du programme de marche du four Si le procédé et l'installation selon l'invention ont été décrits ci-dessus en détail, il est bien entendu qu'ils ne auraient æe limiter aux seuls moyens indiqués, mais qu'au contraire ils en ambrassent toutes les variantes.
.
Le produit est alors repris par une ensacheuse 80 ou stocké en vrac 80US couverture, dans un silo 81 ou à l'air libre pour être emporté et transporté
en vrac, par exemple à l'aide de bennes céréalières 82.
On note dans l'installation selon l'inven-tion au moins trois niveaux différents de régulation et d'adaptation de manière à permettre une production industrielle sn flux continu quelles que soient la nature, la qualité et les caractéristiques des déchets utilisés.
. Ré~ulation d'aPprovisionnement du concasseur :
La liaison entre le silo-t~mpon et le concasseur primaire est un tapis doseur à vitesse modulable ou à vis d'extraction à vitesse de rotation variable de manière à réaliser un débit fixe d'approvision-nement du concasseur permettant à ce dernier de fonctionner dans les meilleures conditions.
. Réqulation d'approvisionnement du four et du poste de traitement chimi~ue :
Le concasseur-défibreur présente deux rêglages possibles.
Le premier concerne la vitesse de rotation du rotor et le débit de sortie.
Le deuxième se rapporte à la table de coupe dont le pas d'avancement est r~glable permettant au - flux de matières de rester un temps plus ou moins long dans le concasseur-défibreur.
Ces deux possibilités permettent d'obtenir un effet régulateur et une variation de production ent~e 15 et 3~ m3/h sulvant la dem~nde, . Requlation de fonctionnement du four :
- 23 - I 3 1 32~0 On adapte le traitement thermique sur des produits calibrés à débit constant, mais de nature et de degré d'humidité différent~.
Pour ce faire, les deux sondes de température A et ~, disposées de part et d'autre du four, l'una A à
l'entrée et l'autre B en sortie sont utilisées comme détecteurs pour commander le fonctionnement régulé du four de manière à obtenir un traitement thermlqus de qualité con~tanke en agissant sur :
. la puissance du brûleur . la vitesse de rotation du four . l'inclinaison des pales pour fa~re varler la vite~se de progression du produit à l'intérieur du four.
Les différentes actions de régulation et leur déroulement résultent du programme de marche du four Si le procédé et l'installation selon l'invention ont été décrits ci-dessus en détail, il est bien entendu qu'ils ne auraient æe limiter aux seuls moyens indiqués, mais qu'au contraire ils en ambrassent toutes les variantes.
.
Claims (7)
1. Installation industrielle pour la production en flux continu de parcelles ou particules stablisées à partir de déchets de bois, caractérisée en ce qu'elle comporte :
. un poste de réduction mécanique primaire (4) des déchets de bois ;
. un silo-tampon (7), relié au poste de réduction mécanique primaire, pour la régulation du flux des déchets de bois en fonction d'un niveau de flux prédéterminé en volume ou en poids, et muni d'une entrée secondaire pour l'introduction de sciures ;
. un poste de traitement thermique (9) pour la réception de la quantité régulée de déchets de bois provenant du silo-tampon, et comprenant un four rotatif (12) à air chaud généré par un brûleur (13) dont la flamme se développe dans une chambre de combustion (16) suivie d'une chambre de chauffe (17) dans laquelle lesdits déchets de bois provenant du silo-tampon (7) sont introduits par une vis de dosage, et dans laquelle est disposée une sonde A de mesure de la température, ledit four rotatif (12) étant entraîné en rotation par un groupe moto-réducteur (27) en prise sur des galets (25 et 26) en appui d'entraînement sur des portées circulaires (23 et 24) extérieures au corps du four (12), la sortie du four (12) comportant une seconde sonde B de mesure de la température pour une mesure différentielle de la température entre A et B et la sortie et l'entrée du four, en vue de commander la température du flux régulé de déchets ;
. un caisson d'extraction (32) pour la réception, par gravité, des déchets chauffés par le four rotatif ;
. une écluse (33) et une vis de transfert (34), alimentées en produits chauffés du caisson d'extraction, et disposées à l'intérieur d'un poste de traitement mécanique placé en aval, qui comprend également un concasseur-défibreur (37) traversé par la vis de transfert (34) ;
. un poste de traitement thermique (53) comprenant un malaxeur-pulvérisateur linéaire double (57) muni de deux rampes successives de pulvérisation (66 et 67) pour réaliser les mises en oeuvre successives de deux traitements chimiques par deux pulvérisations ;
. un malaxeur terminal (77) pour effectuer la suite du traitement chimique des produits provenant du poste de traitement thermique (53), et . un silo (81) ou une ensacheuse (80) pour stocker les produits en vrac, avant transport des produits stockés par camions ou bennes céréalières (82).
. un poste de réduction mécanique primaire (4) des déchets de bois ;
. un silo-tampon (7), relié au poste de réduction mécanique primaire, pour la régulation du flux des déchets de bois en fonction d'un niveau de flux prédéterminé en volume ou en poids, et muni d'une entrée secondaire pour l'introduction de sciures ;
. un poste de traitement thermique (9) pour la réception de la quantité régulée de déchets de bois provenant du silo-tampon, et comprenant un four rotatif (12) à air chaud généré par un brûleur (13) dont la flamme se développe dans une chambre de combustion (16) suivie d'une chambre de chauffe (17) dans laquelle lesdits déchets de bois provenant du silo-tampon (7) sont introduits par une vis de dosage, et dans laquelle est disposée une sonde A de mesure de la température, ledit four rotatif (12) étant entraîné en rotation par un groupe moto-réducteur (27) en prise sur des galets (25 et 26) en appui d'entraînement sur des portées circulaires (23 et 24) extérieures au corps du four (12), la sortie du four (12) comportant une seconde sonde B de mesure de la température pour une mesure différentielle de la température entre A et B et la sortie et l'entrée du four, en vue de commander la température du flux régulé de déchets ;
. un caisson d'extraction (32) pour la réception, par gravité, des déchets chauffés par le four rotatif ;
. une écluse (33) et une vis de transfert (34), alimentées en produits chauffés du caisson d'extraction, et disposées à l'intérieur d'un poste de traitement mécanique placé en aval, qui comprend également un concasseur-défibreur (37) traversé par la vis de transfert (34) ;
. un poste de traitement thermique (53) comprenant un malaxeur-pulvérisateur linéaire double (57) muni de deux rampes successives de pulvérisation (66 et 67) pour réaliser les mises en oeuvre successives de deux traitements chimiques par deux pulvérisations ;
. un malaxeur terminal (77) pour effectuer la suite du traitement chimique des produits provenant du poste de traitement thermique (53), et . un silo (81) ou une ensacheuse (80) pour stocker les produits en vrac, avant transport des produits stockés par camions ou bennes céréalières (82).
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poste de réduction mécanique primaire (4) comprend une table d'amenée (2), une découpeuse-déchiqueteuse (5) alimentant à travers un convoyeur pneumatique (8) le silo-tampon (7) et un concasseur-défibreur relié par une vis d'amenée (10) à
un poste de traitement thermique (9) alimenté à la demande.
un poste de traitement thermique (9) alimenté à la demande.
3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps du four rotatif présente une enveloppe cylindrique calorifugée (18) et une âme centrale fixe sous la forme d'un tube creux ventilé (19), équipé d'ailettes inclinées (20), à
inclinaison variable, en pente descendante de l'entrée vers la sortie du four, et en ce que la surface intérieure de l'enveloppe cylindrique (18) comporte des godets (29) longitudinaux et coaxiaux, à ouverture sensiblement transversale à chaque plan diamétral, constituant des réceptacles ouverts en mouvement rotatif avec le four.
inclinaison variable, en pente descendante de l'entrée vers la sortie du four, et en ce que la surface intérieure de l'enveloppe cylindrique (18) comporte des godets (29) longitudinaux et coaxiaux, à ouverture sensiblement transversale à chaque plan diamétral, constituant des réceptacles ouverts en mouvement rotatif avec le four.
4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la sortie supérieure du caisson d'extraction (32) des produits chauds est reliée à un groupe ventilateur-aspirateur (35) pour apporter lesdits produits chauds par surpression aéraulique à un ensemble de filtration centrifuge (36) réalisant l'extraction et la séparation entre les fines et les matières volatiles.
5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le concasseur-défibreur (37) comprend un caisson (38) dont la partie supérieure est traversée par la vis de transfert (34) et un rotor écraseur (39) porté par un axe (40), ledit rotor comprenant des masses d'impact (42) conformées en marteaux (43) articulés montés à pivotement sur des tiges longitudinales (44) portées par des joues (45) transversales faisant partie de l'axe du rotor, les-dites masses d'impact passant entre deux contre-lames (47) fixes liées aux barres d'écrasement (48 et 49), en ce que le concasseur-défibreur (37) est à régulation automatique, et en ce qu'il comporte en partie supérieure du caisson un registre réglable (50) formé
d'une plaque mobile en déviation longitudinale (51) de forme trapézoïdale effilée de l'entrée vers la sortie.
d'une plaque mobile en déviation longitudinale (51) de forme trapézoïdale effilée de l'entrée vers la sortie.
6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fines sont recyclées soit à
une entrée auxiliaire du brûleur par un circuit de récupération (56) soit dans la vis de transfert (34) en aval du concasseur-défibreur (37).
une entrée auxiliaire du brûleur par un circuit de récupération (56) soit dans la vis de transfert (34) en aval du concasseur-défibreur (37).
7. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le malaxeur-linéaire double (57) est formé d'un tronçon amont (58) suivi d'un tronçon aval (59), contenant chacun deux vis mélangeuses juxtaposées (62,63) et (64,65) s'imbriquant l'une dans l'autre et tournant en sens inverse, les rampes (66 et 67) étant disposées au-dessus de chaque tronçon, raccordées à une ou plusieurs cuves (70,71) et (72,73).
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