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" Perfectionnements aux fours à coke"
L'invention a trait aux fours de cokéfaction à cornue en général mais s'applique particulièrement aux combinaisons de fours .' coke du type, vertical.
Elle a pour objet la réalisation d'un dispo- sitif de chauffage perfectionné au moyen duquel on puisse à volonté régler les températures des poitions supérieure et Inférieure des chambres de cokéfaction.
Elle a aussi pour objet la réalisation, dans une batterie, de fours à coke, d'un dispositif perfection- né grâce auquel les pertes par frottement des gaz traver-
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sant les systèmes de chauffe de ces fours se trouvent sensi- blement réduites.
Elle a encore pour objet la réalisatio d'un dispositif de chauffage des fours à coke par lequel il soit facile et commode de fournir soit du gaz pauvre soit du gaz riche aux points initiaux de combustion dans les divers car- neaux à flammes.
Elle a enfin pour objet la réalisation d'une batterie de fours à coke dont la structure soit grandement simplifiée par l'élimination de la briqueterie compliquée pour les carneaux et de la briqueterie intermédiaire,
Dans la conduite des fours de cokéfaction à cornues et particulièrement de deux du type verticale il est extrêmement désirable que le réglage de la chauffe des fours soit assez souple pour permettre de fournir'une quantité de chaleur plus grande aux portions supérieures qu'aux portions inférieures des fours ou/et vice-versa.
Dans la conduite des fours à coke verticaux, on a pour accoutumé d'engendrer, en introduisant de la vapeur !dans leur portion inférieure, du gaz d'eau dont la quantité !dépend d'habitude de la valeur en calories que l'on veut assu- rer au mélange de gaz de coke et de gaz d'eau en résultant.
Plus le nombre de calories permissible es faible, plus grande ;est la quantité de gaz d'eau engendrée.
On se rendra compte qu'en cokéfiant de la houil- ils dans un four vertical continu où il ne s'engendre que peu ou pas de gaz d'eau, il est désirable de fournir aux parties basses des chambres de cokéfaction moins de chaleur qu'il n'- n est fourni aux parties hautes, en raison de ce qu'il faut ! moins de chaleur pour compléter l'opération de cokéfactions
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Mais ai du gaz d'eau se trouve fabriqué antit6s oonsidé- ! râblés, il faut que les parties inférieures du four reçoivent une quantité, supplémentaire de chaleur pour compenser les par- provenant de la génération du gaz d'eau, D'autre part,
dans un four vertical intermit- tente il est nécessaire de fournir plus de chaleur à la partie inférieure qu'à la partie supérieure même s'il n'y a pas géné- ! ration de gaz d'eau parce qu'une quantité de fouille plus forte ly,doit être cokéfiée simultanément à celle de la partie su- /périeure, Au cas où du gaz d'eau serait engendré, il faudrait 'augmenter d'une façon correspondante la fourniture de chaleur.
Dans la conduite des fours à ootahinalson, il lest désirable que le gaz de gazogène et le gaz de four à coke soient fournis aux marnes points initiaux de combustion afin : que rêgnent des conditions sensiblement similaires quand on ! se sert des combustibles respectifs. Cela est partioulièreaent vrai en ce qui concerne la caractéristique de l'occupation à tous moments des carneaux à flammes par des gaz chauds soit sous forme de flammes soit sous forme de produits de combus- tion quel que soit le type de combustible-.
D'après la présente invention, on réalise une batterie de fours à coke à cornues dans laquelle alternent des chambres de cokéfaction et des murs de chauffe, caractérisée par des systèmes de chauffe séparés et superposés, chaque sys. terne comprenant des régénérateurs à l'admission et à la sortie et aussi deux groupes de oarneaux à flammes reliés en sériel le groupe d'un système étant superposé à un groupe de l'autre système dans le même mut de chauffe,, En raison de la réalisation de systèmes de chauffe séparés et indépendants, les quantités respectives de
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;gaz et d'air fournies aux portions du sommet et aux portions 'du bas des murs de chauffe peuvent se régler à volonté aux ad- missions des régénérateurs.
Etant donné que les mêmes régéné- orateurs sont toujours reliés aux mêmes groupes de carneaux à ' liflannes, la balance de chaleur de chaque système de chauffe !sera maintenue puisque l'air et le gaz pénétreront toujours par le4énérateurs qui auront été chauffés par des gaz per- dus les traversant en sens opposé.
]Le parcours total des gaz à travers un système de chauffe est de sensiblement la moitié de celui d'un systè- me à hautes murailles de chauffage avec carneaux continus puis' que ce parcours comprend approximativement une moitié de la hauteur de deux murs de chauffe. 0'est aussi approximativement 'uns moitié du volume des gaz qui passe par n'importe quelle portion.donnée du'système de chauffe. Par conséquente les per- tes par frottement seront d'approximativement un quart de cel les incidentes à un système de chauffe dans lequel tous les gaz suivent un parcours dont la longueur est double de celui )du présent dispositif.
Cette construction permet aux gaz de !chasser à une vitesse comparativement faible puisque leur volume est réduit, En. raison de ce que les carneaux à glammes ver- et superposés sont entièrement séparés et indépendants L'un de l'autre et de ce que les carneaux intermédiaires hori- zontaux sont d'une construction perfeetîonnéep la briqueterie horizontale destinée à les séparer peut être de construction ; impie et solide. ]Les carneaux à flammes peuvent être de section arrée. Ces caractéristiques simplifient sensiblement la cons- de la batterie puisque de nombreuses formes de briques spéciales se trouvent de la sorte éliminées.
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On va décrire les détails de l'invention en se reportant aux dessins ci-annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe verticale d'** une batterie de fours à coke verticaux continue du type com- binaison construite conformément à l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe verticale lon- '.gitudinale prise selon la ligne 11-11 de la figure 3, d'une portion d'une batterie de fours à coke comportant l'invention.
La figure 3 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne III-III de la figure 20 La figure 4 est une vue, partie en plan indiqué en A-A, et partie en coupes horizontales prises selon les lignes B-B , C-C, D-D, E-E, F-F, G-G et H-H de la figure 3.
La figure 5 est une vue, similaire à la figure 3, d'une variante.
La figure 6 est un s ehéma du flux des systèmes de chauffe de deux murs adjacents dans la modalité de réali- sation préférée par l'inventeur.
La figure 7 est un schéma similaire de la va- riante de la figure 5.
. La figure 8 est une vue à plus grande échelle en coupe verticale de l'un des murs de chauffe et des régéné- rateurs à lui associée dans une autre variante.
La figure 9 est une vue en coupe horizontale prise selon la ligne III-III de la figure 8.
La figure 10 est une vue en coupe fragmentaire prise selon la ligne IV-IV de la figure 9.
La figure 11 est une vue en coupe fragmentaire prise selon la ligne V-V de la figure e.
La figure la est une vue en coupe prise selon
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;la ligne VI-VI de la figure II.
La figure 13 est une vue similaire prise selon la ligne VII-VII de la figure 12.
La. figure 14 est une vue en coupe prise selon ,la ligne VIII-VIII de la figure 13.
La figure 15 est une vue en coupe prise selon /la ligne IX-IX de la figure 13.
La figure 16 est une vue schématique faisant voir le flux des gaz dans la construction représentée aux figures 8-15 à travers deux murs de chauffe coopérants quand on se sert de gaz pauvre, et
La figure 17 est une vue similaire à la figure
16 faisant voir le flux des gaz quand on se sert de gaz riche! comme combustible.
En se reportant particulièrement à la figure 1 une batterie 1 de fours à coke verticaux à cornues et combi- naison du type continu comprend une fondation 2 laquelle est soutenue par une série de colonnes 3. Sur la fondation 2 est montée une structure de four comprenant des murs extérieurs 4 et 5 et un mur intérieur 6 qui sépae les régénérateurs du reste de la structure de la batterie. La batterie est munie de poutres d'ancrage (armatures) habituelles 7 pour soutenir ses murs extérieurs respectifs'.
Entre les murs 4 et 6 se trouve une série de cornues de cokéfaction ou chambres de four 9, par l'une des- quelles est prise la vue en coupe sur laquelle se voit l'un des murs de chauffe 10 qui alternent avec les cornues 9 et dont les divers carneaux sont indiqués en pointillé,* Une superstructure 12, soutenue par une charapen- te 13, fournit un support à un chariot mobile de chargement
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14 qui alimente lea magasins à houille 15 pour chacun des fours à cornue 9. Chacun des fours 9 est pourvu d'une prise de gaz 16 reliée à un grand collecteur 17.
Du gaz de gazogène ou quelqu'autre gaz pauvre est fourni aux murs de chauffe 10 de la batterie par des tuyaux 19 dont chacun est pourvu de soupapes régulatrices convenables 20.
Deux tuyaux 21 mènent les gaz perdus des régénérateurs à la oheminée.
La structure entourant chacun des fours à cor- nue 9 est portée par un cadre métallique creux 23 lequel est convenablement relié à la fondation: Au cadre 23 est suspendu un boitier creux 24 à l'intérieur duquel est situé un mécanis- me 25 d'extraction du coke actionné par force motrice. Un magasin à coke 26 est suspendu au boîtier 24 et est disposé de manière à décharger son contenu dans un chariot 27 fonc- tionnant sous la batterie.
On peut maintenant se reporter aux figures 2, 3 et 4 qui représentent les détails des murs de chauffe et les connexions des carneaux à flammes et des régénérateurs.
Chaque mur de chauffe 10 est muni de deux séries superposées de oarneaux à flammes verticaux, respectivement 29 et 30.
La série supérieure de carneaux à flammes 29 du mur de chauffe que fait voir la figure 3 est reliée aux deux Carneaux horizontaux supérieurs 31, lesquels sont reliés chacun à une paire de régénérateurs 32 par des conduits de sole 33 striés aux sommets des régénérateurs. Les extrémités inférieures des oarneaux à flammes 29 sont reliées à un car- neau intérieur horizontal unique 34 dont chaque extrémité pénètre dans un carneau de pourtour 35 par le moyen duquel le carneau 34 est relié à un carneau horizontal correspondant
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34 situé dans un mur de chauffe adjacent 10.
La série inférieure de carneaux à flammes 30 1 du mur de chauffe 10 représenté à la figure 3 est similaire- ment reliée à deux carneaux horizontaux inférieurs 36 dont ) les portions sensiblement centrales sont reliées respective- ment par une conduite 37 à l'un d'une paire de régénérateurs 38 en passant par des carneaux de sole 39 aux fonds des régé-1 nérateurs.
Les extrémités supérieures des carneaux à flammes 30 sont reliées 4 un carneau horizontal supérieur unique 40 dont chaque extrémité pénètre dans un carneau de pourtour 41 pour relier le carneau horizontal 40 à un carneau horizontal similaire 40 situé dans le mur adjacente En se reportant particulièrement à la figure 2, on remarquera que les carneaux horizontaux 34 et 40 des garou- pes respectivement supérieur et inférieur des carneaux à flam'+ mes sont plus étroits que les carneaux correspondants et que les carneaux z9 et 30 sont reliés aux carneaux horizontaux par des paires de conduits horizontaux respectivement 43 et 44. Cette construction assure que les gaz chauds traverseront sensiblement toute la longueur du mur de chauffe et que l'es- pace mort sera pratiquement éliminé.
Les briques Bouteilles des carreaux à flammes s'étendent à la briqueterie horizonta- le. La structure est plus solide que ne l'est la construction dans laquelle les briques bouteilles ne s'étendent, selon le cas, qu'aux sommets ou aux fonds des carneaux horizontaux.
Le système de connexions précité réalise un dispositif dans lequel les murs de chauffe sont reliés par paires. Les séries ou groupe supérieurs de carneaux à flamme de la paire de murs constituent avec les paires de régénéra- teurs qui y sont reliés, un systéme de chauffe. Sbnilairement
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les séries ou groupes inférieurs de carneaux à flammes des murs associés constituent un système similaire mais entière-. ment séparé et Indépendant pour le chauffage des portions inférieures des chambres de cokéfaction adjacentes.
Us régénérateurs 38 sont disposés en une rangé /le long du côté de la batterie et se trouvent dans le prolos- igement de sensiblement la même portion du mur de chauffe que , colle occupée par le groupe inférieur de carneaux à flammes '.
#es régénérateurs 32 sont superposés aux régénérateurs 38 et :se trouvent sensiblement dans le prolongement de la portion : du mur de chauffe occupée par le groupe supérieur de carneaux ,à flammes. Etant donné que les portions adjacentes des divers régénérateurs sont toujours soumises à sensiblement les mêmes conditions de température, il n'est pas nécessaire de prévoir un joint de dilatation entr'eux, En se reportant particulièrement à la figure . on remarquera que la batterie comprend, à titre d'exemplae ; sept fours à cornues 9 et huit murs de chauffe bien que ce nombre puisse varier comme on voudra.
Les murs de chauffe 10 sont reliés par paires au moyen de paires de carneaux de pourtour 3ô et 41,.la disposition pour chaque système de chauffe étant similaire dans lea portions intermédiaires des murs, les carneaux horizontaux 31 sont reliés aux carneaux à flammes 29 par des conduits inclinés 45. ]!Les carneaux horizon taux 36 sont similairement reliés aux carneaux à flammes in- férieurs par des conduits 46.
Comme le font voir les figures 2 et 3$ les car- neaux à flammes supérieurs des murs de chauffe respectifs peuvent être alimentés en gaz de four à coke et autre gaz ri- Iche par des bouches 47 qui vont du sommet de la batterie à
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travers la briqueterie entre les carneaux horizontaux 31 pour aboutir dans les portions supérieures des carneaux à flammes É 89. Les carneaux à flammes inférieurs 30 sont similairement ;pourvus de moyens d'amenée de gaz riche par des bouches 48 ;qui, partant du fond de la batterie, passent à travers la bri queterie, entre les carneaux horizontaux 36 et débouchent dan i : les portions inférieures des carneaux à flammes 30. Les tu- yaux de conduite habituels (non représentés) de gaz riche sont, dans la pratique, reliés aux bouches respectives 47 et 48.
Les bouches inférieures 48 servent d'ouvertures de visite pour les carneaux à flammes inférieurs 30. Les carneaux à flammes supérieurs 29 sont pourvus de trous de visite 49.
En se reportant à la figure 4, la structure de la batterie est munie d'une série de joints de dilatation 50 qui s'étendent transversalement à elle à travers les murs 4,5 et 6 entre les unités régénératrices adjacentes et pénètrent dans les chambres de cokéfaction des différents fours. Grâce à cette construction, ni gaz combustibled ni gaz perdus ne . sont forcés de passer par les joints de dilatation, sauf par , les carneaux de pourtour et, par conséquent, toute fuite des gaz combustibles et des gaz perdus se trouve à peu près com- plêtement évitée. Cette disposition est également avantageuse ' en ce que la dilatation de chaque unité, comprenant un systè", me de régénérateurs et le mur de chauffe correspondant, peut [ être confinée à cette unité et que la dite dilatation n'est transmise à aucune portion dtune unité voisine.
On va maintenant décrire le fonctionnement de la batterie de fours à coke verticaux à cornues représentée ' aux figures 1,2,3 et 4 en ce qui concerne particulièrement.1'- ! emploi de gaz pauvre comme combustible, la direction des gaz
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étant schématiquement Indiquée à la figure 6.
On peut présumer que les diverses chambres 9 de four (cokéfaction) seront alimentées en houille par leurs, magasins respectifs 15 et que, la houille dans les diverses chambres est en diverses phases de cokéfaction selon la dis- tance qu'elle a parcourue depuis le sommet des fours, le 00#', terminé étant enlevé par les extracteurs 25.
Le gaz combustible,, tel du gaz de gazogène, arrive par les conduites 19 à un régénérateur 32 correspondant au groupe supérieur de cerneaux à flammes de l'un des murs de chacune des paires associées, comme indiqué par des légue des à la figure 6. De l'air arrive à l'autre régénérateur de la paire et gaz et air sont fournis par les oarneaux horizon"; taux correspondants 31 et les conduits 45 à chacun des carneaux à flammes 29 pour y brûler en descendante comme indiqué par ; les flèches (figure 6); Des briques coulissantes 51 réglent les quantités relatives de gaz et d'air fournies aux divers carneaux à flammes.
Les produits de la combustion descendent par les carneaux à flammes 29 et par les lumières 43 pour parve- nir au oarneau horizontal inférieur 34. Les gaz sortent dans les deux sens du carneau horizontal 34 pour gagner les car. neaux de pourtour 35 et le carneau horizontal 34 du mur voisin d'où ils sont distribués aux divers carneaux à flammes 29 pour s'en aller par les conduits y reliés, les carneaux horîzontaur et les régénérateurs 32y comme indiqué au schéma de flux. Les gaz perdus sont ensuite menés à la cheminée de la façon habi- tuelle par la conduite correspondante 21.
Similairement, le gaz combustible et l'air sont fournis au groupe inférieur de carneaux à flammes 30 par les
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' régénérateurs 38 et les conduits 37 aux carneaux horizontaux ; inférieurs 36 pour être répartis aux divers carneaux à flam- mes 30 et y brûler en montant. la connexion des régénérateur avec les points médians des carneaux horizontaux 36 rend inu-' tiles toutes briques coulissantes. Les produits de la combus.; tien passent par le carneau horizontal supérieur 40 et les carneaux de pourtour 41 y reliés pour être répartis aux car- ) seaux à flammes 30 du mur Intéressé et, par les carneaux ho- ; rizontaux 36, les conduits horizontaux z et les régénérateurs ) j 3E, s'en aller de la façon usuelle à la cheminée.
On remarquera que la combustion débute aux som- mets des carneaux à flammes supérieurs et aux fonds des car- neaux à flammes inférieurs du mur dans lequel la combustion a lieu$ que les gaz passent on sens opposés vers la portion médiane du mur et vont alors aux carneaux à flammes du mur associé. Les gaz passent ensuite en sens opposés vers les portions supérieure et inférieure de ce mur et s'en vont sor-. tir par la cheminée.
Ce fonctionnement est renversé périodiquement en ce que l'air et le gaz sont fournis aux régénérateurs du É mur de chauffe préalablement à la transmission de gaz perdus . et les gaz perdus sont retirés à travers les régénérateurs préalablement refroidis par l'introduction d'air et de gaz combustible. Les régénérateurs se trouvent ainsi reliés en permanence aux groupes de carneaux à gaz auxquels ils four- nissent le gaz combustible et l'air ou par lesquels leur ' arrivent les gaz perdus. L'équilibre thermique du système se ' trouve par conséquent maintenu-* Le fonctionnement sus-déorit d'une pâtre de murs ! de chauffe est typique de celui de chacune des paires de la
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batterie.
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Il s'entend également que les diverses connexions pour les différentes paires de mura de chauffe sont à com- mande simultanée afin que des conditions uniformes puissent ' régner dans toute la batterie. Les connexions des régénéra- ; tours de chaque rangée sont, de préférence, celles indiquées ;
par les lettres ou légendes A, G, et WG (figure 4), connexion selon lesquelles un régénérateur pour transmettre l'air se trouve toujours entre des régénérateurs pour transmettre res- ipectivament le gaz combustible et les gaz perdus afin qu'il -ne puisse se produire aucune fuite,ni en conséquence, aucune ;perte de gaz combustible entraîné par les gaz s'échappait par la cheminée, Quand on veut se servir de gaz riche, tel que, par exemple, du gaz de four à coke, ce gaz arrive , aux divers carneaux à flammes par les boucles respectives 47 et 48 tandis que chacun des régénérateurs d'influx transmet de 1 par les carneaux horizontaux y reliés 31 et 36 aux mêmes points initiaux de combustion que dans le cas du gaz pauvre, La direction du flux des produits de la combustion est iden- tique à celle décrite au sujet du gaz de gazogène.
Par consé- quente des gaz chauds tratrisrsent toujours les carneaux à flam mes, que ce soit du gaz riche ou du gaz pauvre qui soit em- ployé comme combustibles La fonctionnement des régénérateurs 38 que l'on vient de décrire n'est pas conforme à la méthode normale, mais les régénérateurs ont une section transversale si étroite que la répartition des gaz qui y passent ne constitue pas une difficulté comma lorsque l'on se sert de régénérateurs plus larges'.
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On pourra se reporter maiàtfipant là la variante , représentée à la figure 5 et schématiquement indiquée à la figure 7 dans lesquelles les mêmes chiffres dénotent les même: organes, pièces ou parties. Selon cette variante, le système des connexions est identique à celui précédemment décrit, ave ; cette différence que, dans la variante, les connexions des ! régénérateurs inférieurs 52 sont reliées à leurs sommets aux carneaux horizontaux inférieurs 36 au moyen d'un conduit ver-1' . tical 55.
Ce dispositif permet aux régénérateurs inférieurs 52 de fonctionner d'une manière normale en ce que les gaz froids ou l'air froid, selon le cas, pénètrent toujours dans le bas du régénérateur par un carneau de sole 54 et que les gaz chauds pénètrent toujours dans les régénérateurs par le 1 . sommet. A part cela, le fonctionnement est identique à celui décrit à propos de la structure représentée aux figures de à 4 et 6.
Avec.la variante il y a, toutefois, une varia- tion dans les conditions de température entre les portions ndjaoaatos des ré;clvrctouxa supér3.eurs et inférieurs on rai- poil du fRit que Pli,-t- la annm'nt don réj.,Si16;1,1;ce,ii,n ji,r/,,,ie,,rm 52 ) passent toujours des gaz dont les températures sont consiclé- ! rablement plus élevées que celles des gaz passant par la par- tie inférieure des régénérateurs supérieurs 32. En conséquen- ce, il est nécessaire de prévoir un joint de dilatation 55 si étendant horizontalement entre les rangées de régénérateurs . afin de poeccoir aux dilatations relatives des murs adjacents.
Les joints de dilatation 55 sont remplis d'amiante (ou de co- taon minéral) ce qui permet aux côtés du joint des déplacements 'l'un par rapport à l'autre mais empoche efficacement toute A-
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1 fuite de gaz au travers.
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Une batterie de fours à coke verticaux établie conformément à la construction sus-décrite présente de nom- breux avantages. la disposition des régénérateurs en rangées superposées donne une construction compacte en raison de la-1 quelle il n'y a gu'une surface radiante comparativement petite et par conséquent les pertes de chaleur de cette provenance j se trouvent réduites, En se reportant maintenant à la variante repré-1, j sentée aux figures 8-17: chaque mur de chauffe 112 est muni d deux séries superposées de carneaux à flammes verticaux., respectivement 129 et 130.
Les cerneaux à flammes de la série ! inférieure 129 du mur de chauffe 112 de la figure 8 sont re- ! liés à un carneau horizontal supérieur 131p lequel est, à son j tour, relié à deux paires de régénérateurs., respectivement i 132 et 133p munis de canaux de sole 134 et 135: Les carneaux #à flammes 189 sont également reliés par leurs fonds à un car- peau horizontal inférieur 156,* Chaque extrémité du carneau 136 débouche dans un carneau de pourtour 137 au moyen duquel le carneau 136 est relié à un carneau horizontal correspondant 136 situé dans un mur de chaugfe adjacent 112T.
La série supérieure de carneaux à flammes 130 du mur de chauffe 11S représenté à la figure 8 est semblable- ment reliée à un carneau horizontal inférieur 13ge lequel estj,, à son tour, relié à deux paires de régénérateurs 140 et 141 qui sont respectivement munis des cemaux de sole 132-et 143 4 s sommets des carneaux à flammes 130 sont reliés à un carneau 144 dont chaque extrémité débouche dans des carneaux ne pourtour 145e lesquels sont reliés à un carneau horizontal correspondant 144 'situé dans le mur de chauffe adjacent, 1
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! mur auquel les carneaux de pourtour inférieurs 137 sont iega- j ! lonient reliés.
Le système de connexions ci-dessus s'applique au mur de chauffe représenté à la figure 8 et aux murs de 1 chauffe alternes 112 de la batterie, c'est-à-dire aux membres 1 correspondants de chaque paire de murs de chauffe. Comme il est clairement indiqué à la figure 16, les autres membres des paires de mirs de chauffe sont pourvus d'une disposition quelque peu différente en ce que les connexions antre les / carneaux horizontaux 131 et 139 et les paires de régénérateur 132-133 et 140-141 sont transposées par rapport à celles de la figure 8.
En conséquence, les régénérateurs 132 et 133 d'unités alternes sont reliés aux carneaux horizontaux cor- \: 1 respondants 131 tandis que les autres unités sont reliées aux carneaux horizontaux correspondants 139. Les régénérateurs 14 et 141 d'unités alternes sont reliés à des carneaux horizon- taux correspondants 139 et ceux des autres unités sont reliés ; aux carneaux horizontaux .correspondants 151.
; On voit donc que les régénérateurs ne s'étendent ;que sur moitié de la hauteur de la batterie et qu'ils sont relies aux murs de chauffe à environ leur milieu.
1 En se reportant particulièrement à la figure 9 on remarquera que la batterie comprend, à titre d'exemple, cinq fours à cornue 11 et six murs de chauffe 112, nombre qui peut d'ailleurs être augmenté à volonté. Les murs de chauffe 112 sont reliés par paires au moyen des carneaux de pourtour 1137 et 145, la disposition étant similaire aux sommets et aux bas des murs de chauffe. On remarquera que les carneaux hori- zontaux 144, lesquels sont similaires aux carneaux horizontaux n-
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( 1 136, sont divisés pour fournir un mur de briques 147 entrteux et chaque division des carneaux horizontaux 136 et 148 est reliée aux carneaux ±lames par des iumi6res 148* reliée aux carneaux à flammes par des lumières 148.
Ainsi qu'il se voit le mieux à la figure 10, 1 les carneaux à flammes des murs de chauffe respectifs peuvent être fournis de gaz de four à coke ou d'autre gaz riche par des bouches 149 qui, du sommet de la batterie, viennent à i ' travers la briqueterie 147 située entre les divisions du car..; seau horizontal 144. Un dispositif similaire à celui repré- santé à la figure 10 est prévu au bas de chaque mur de chauf-; ! fe, ce qui permet de fournir du gaz riche à la série intérieur rie de carneaux à flammes de la façon qui sera décrite ci-aprè.
Comme Indiqué par les pointillés à la figure 9 les régénérateurs de chaque c8té de la structure de la batte- rise sont disposés par paires qui fonctionnent en parallèle.
On décrira, à titre d'exemple, les régénérateurs 140 et 141 ainsi que leur système de oonnexions. Les régénérateurs 132 et 133 sont disposés d'une façon similaire. Chaque unité régé nératrice comprend deux paires de régénérateurs, les membres de chaque paire étant disposés cote à côte et les paires étant dans le prolongement du mur de chauffe auqqel elles sont reliées à fonctionnement. le système de connexions d'une unité régénéra- trice est représenté en détail par les vues à plus grande échelle des figures 11 à 15 inclusivement. On peut supposer que l'unité régénératrice reçoive du gaz et de l'air à fourni aux murs de chauffe correspondant. Le carneau de sole 145, qui, par exemple, amène l'air, vient jusqu'au fond de l'un ! des régénérateurs 141.
Un conduit latéral 152 relie le carneau ! de sole 143 à la base du régénérateur jumeau 141, ce qui fait
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que le carneau de sole 143 fournit de l'air à la paire de ré-1 générateurs 141 en aarallslo.
Le carneau de soie 142 qui fournit du gaz à la paire de xégrateuxs 140 en parallèle, est court par rapport; au carneau de sole 145. Comme il est indiqué par des pointil-} ; lés aux figures 11 et 13 le carneau de sole horizontal 142 est, à son extrémité intérieure, relié à un conduit vertical ) 153 qui s'étend jusqu'à, la base de l'un des régénérateurs 1 140. Un conduit latéral 154 lequel est relié au conduit ver- tical 153 s'étend horizontalement vers la gauche au-dessus dgr carneau de sole lis et est xeàié par un court conduit vers tical 155 à la base de l'autre régénérateur 140.
On va maintenant décrire le fonctionnement de / i 1 la batterie de fours verticaux en faisant particulièrement allusion aux systèmes de chauffe d'une paire de murs de chauffe adjacents lorsque ces derniers sont fournis de gaz pauvre comme combustible, la direction des gaz étant eché- matiquement indiquée à la figure 16: On peut supposer que les diverses chambres de cokéfaction 11 sont fournies de houille par leurs magasins respectifs et que dans les dïf f6rentes chambres la houille est dans différentes phases de ' cokéfaction correspondantes à la distance qu'elle a parcou- ; rue depuis les sommets des fours le coke terminé étant enlevé par les extracteurs (non représentés).
On peut supposer, en outre salue les murs de chauffe soient gournis de gaz pauvre et que le flux des gaz par les divers passages des murs de i chauffe s'effectue comme indiqué à la figure 16, Les divers régénérateurs 132, 133$ 140 et 141 sont schématiquement re- ' présentés comme régénérateurs simples au lieu de paires en parallèle puisqu'ils constituent en effet un régénérateur simpb
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Le gaz combustible vient de la conduite (non représentée) aux régénérateurs 140 d'où ce gaz pénètre dans le carneau horizontal 131 du second mur représenté à la figure; 16. L'air est fourni par les régénérateurs 141 de la même uni-j te et pénètre dans le carneau horizontal 131 par dessous le ,courant de gaz.
Le gaz brûlant qui en résulte est réparti le long du carneau horizontal 131 aux divers carneaux à flammes .verticaux 129 pour descendre dans le carneau horizontal 136, ,los gaz chauds s'écoulent alors en sens opposés vers les ex- ,trérait6o du carneau horizontal 136 dans les carneaux de poux .
'tour 137 par lesquels ils sont menés au carneau horizontal '166 du premier mur de chauffe représenté à la figure 16 pour !Stre par lui répartis aux et monter dans les carneaux à flam- ,mes verticaux 129o Les produits de la combustion sont reçus :par.le carneau horizontal 131 et évacués à travers les régê- lnéxateuxa 132 et 133.en parallèle pour être emportés à la che-i ; minée:
D'une façon similaire, le gaz et l'air sont !fournis par les régénérateurs 140 et 141 de l'unité régénéra. trice correspondante au premier mur de chauffe et les gaz braz filants passent successivement par le carneau horizontal 139, montent dans les carneaux à flammes verticaux 130, passent par les carneaux de pourtour 145 et le carneau horizontal 144, descendent dans les carneaux à flammes verticaux 13o du second mur de chauffe et, par le oarneau horizontal 139 et les régéné.
rateurs 132 et 133# s'en vont à la chemitu6e* D'après ce qui précède* on notera que le gaz !et l'air sont fournis aux deux systèmes de carneaux de chauffe par des régénérateurs du même côté 4e la batterie et que les Jgaz perdus ou produits de la combustion s'échappent à travers
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des régénérateurs adjacents sur le côté opposé de la batterie/ la direction des gaz est la même dans chaque mur de chauffa pour les deux jeux de carneaux à flammes verticaux superposésµ / Les directions des gaz dans les différentes parties des systë4 ; mes sont indiquées par des flèches, Conformément à la pratique usuelle' la direc- tion du flux des gaz dans les systèmes de chauffe est renver- siée périodiquement par des moyens de renversement appropriés (non représentés).
Lors du renversement, l'air et le gaz sont; fournis par les régénérateurs respectivement 133 et 132 d'- ' unités adjacentes, tandis que les gaz perdus descendent à travers les régénérateurs 140 et 141. Les directions du flux des gaz dans les différentes parties des systèmes sont en sens opposé de celles indiquées par les diverses flèches.
Le fonctionnement des systèmes de chauffe de la paire de murs dont il vient d'être question est typique de celui des trois paires de murs de chauffe représentés à la fi. gùre 9. Les diverses connexions pour les différentes paires de murs de chauffe dont à commande simultanée afin que des conditions uniformes puissent régner dans toute la batterie.
, En conséquence, à toute phase du fonctionnements l'air et le gaz sont fournis simultanément aux divers systèmes de chauffe , par les régénérateurs situés d'un côté de la batterie. Les gaz perdus sortent à travers tous les régénérateurs de l'autre côté de la batterie. Lors du renversement, les mêmes condi- tions régnent, sauf que les fonctions des régénérateurs sont renversées.
Quand c'est du gaz riche, tel quel, par exemple du gaz de four à coke, que l'on emploie comme combustible, le j système de fonctionnement est quelque peu différent en raison
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des caractéristiques du combustible. Une représentation sché-: mastique du système de connexions quand on se sert de gaz ri- che est donnée à la figure 17 à laquelle on va maintenant se reporter. Etant donné qu'il n'est pas nécessaire de réohauffeb le gaz riche, les régénérateurs 140 et 141 servent à r6chaur-! fer l'air qui passe les carneaux horizontaux 131 et 139, lesquels y sont reliés, puis par les carneaux à flammes ver- tieaux adjacents, les carneaux de pourtour 13'7 et 145, le :carneau horizontal 13i du premier mur et le carneau horizontal 1144 du second mur.
Les bouches z au bas du premier mur et ; ;au sommet du second mur, sont ouvertes pour envoyer le gaz riche aux parties correspondantes des carneaux à flammes 129 ' et 130. les flammes de combustion résultant du mélange de gaz et d'air montent dans les carneaux 129 du premier mur et des- cendent dans les carneaux à flammes supérieurs 130 du second 1 mur pour sortir par les régénérateurs correspondants 132 et ; 133.
Urs du renversement, l'air est fourni par tous qui ! les régénérateurs 132 et 133 et les bouches 4 gaz/fonctionnaient ; précédemment sont fermées tandis que celles du bas du second mur et du sommet du premier mur sont ouvertes, ce qui fait que la combustion a lieu dans les carneaux à flammes par où pas- soit précédemment l'air fortement réchauffé.
Daps le fonction nement que l'on vient de décrire, les gaz passent par les d-1- vers carneaux et passages dans des directions opposées à cel les indiquées par les flèches,* Si ce dernier arrangement ne pourvoit pas à ce que les produits de la combustion passent par tous les car- ieaux à flammes dans l'un et dans l'autre sens du fonctionne- ment, l'air réchauffé qui passe par un jeu de carneaux à flam
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mes de chacun des murs de chauffe est plus fortement chauffé en raison de ce que les produits de la combustion de l'opéra-) tion précédente s'évacuent par les régénérateurs une tempé-1 rature beaucoup plus élevée.
Il en résulte que, lors du ren- versement, l'air réchauffé est à une température si élevée qu'il n'a que peu ou pas d'effet réfrigérant sur les carneau à flammes par lesquels il passe avant que la combustion se produise* L'établissement de joints de dilatation entre chacune des unités régénératrices Mt et les murs de chauffe permet la transmission de tous les gaz dans tout le système sans qu'ils aient à traverser de ces joints sauf dans les carneaux de pourtour.
RESUME 1 - Une batterie de fours à coke à cornues ayan des chambres de cokéfaction et des murs de chauffe alternant avec elles.
2 - Dans une batterie selon 1: a) des systèmes de chauffe'superposés dont chacun comprend des régénérateurs à l'admission et à la sor- tie, ainsi que doux groupes de carneaux à flammes reliés sntrfeux en série, un groupe d'un système étant superposé à un groupe de l'autre système dans le même mur de chauffe; b) l'association des mijrs de chauffe par pai- res dont chacune est chauffée par deux systèmes de chauffe, chaque mur de la paire ayant an groupe de carneaux d'un système superposé à un groupe de l'autre système ; c) la caractéristique que chaque système de chauffe comporte un groupe de carneaux à flammes relié d'une façon permanente à un jeu de régénérateurs et un autre groupe
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"Improvements to coke ovens"
The invention relates to retort coking ovens in general but is particularly applicable to combinations of ovens. type coke, vertical.
Its object is to provide an improved heating device by means of which the temperatures of the upper and lower positions of the coking chambers can be adjusted at will.
It also relates to the realization, in a battery, of coke ovens, of an improved device thanks to which the losses by friction of the gases pass through.
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The heating systems of these ovens are considerably reduced.
It also has as an object the realization of a device for heating coke ovens by which it is easy and convenient to supply either lean gas or rich gas to the initial points of combustion in the various flame fireplaces.
Finally, its object is the production of a battery of coke ovens, the structure of which is greatly simplified by the elimination of the complicated brickyard for flues and the intermediate brickyard,
In the operation of retort coking ovens and particularly two of the vertical type it is extremely desirable that the heating control of the ovens be flexible enough to allow a greater amount of heat to be supplied to the upper portions than to the lower portions. ovens or / and vice versa.
In the operation of vertical coke ovens, it is customary to generate, by introducing steam! Into their lower portion, water gas, the quantity of which usually depends on the caloric value which is used. wants to ensure the resulting mixture of coke gas and water gas.
The lower the permissible number of calories, the greater the quantity of water gas generated.
It will be appreciated that by coking coal in a continuous vertical furnace where little or no water gas is generated, it is desirable to provide the lower parts of the coking chambers with less heat than 'n is supplied to the upper parts, because of what it takes! less heat to complete the coking operation
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But water gas is made anti-poisonous! wired, it is necessary that the lower parts of the furnace receive an additional quantity of heat to compensate for the by- coming from the generation of the water gas.
in an intermittent vertical oven it is necessary to provide more heat to the lower part than to the upper part, even if there is no general! ration of water gas because a larger quantity of dig ly, must be coked simultaneously with that of the upper part, In case water gas is generated, it would be necessary to increase in a way corresponding heat supply.
In the operation of ootahinalson ovens, it is desirable that the gasifier gas and the coke oven gas be supplied to the initial combustion points so that substantially similar conditions prevail when one! uses the respective fuels. This is particularly true as regards the characteristic of the occupation at all times of the flame flues by hot gases either in the form of flames or in the form of combustion products whatever the type of fuel.
According to the present invention, a battery of retort coke ovens is produced in which alternating coking chambers and heating walls, characterized by separate and superimposed heating systems, each sys. dull comprising regenerators at the inlet and outlet and also two groups of flame rings connected in serial the group of one system being superimposed on a group of the other system in the same heating mut ,, Due to the realization of separate and independent heating systems, the respective quantities of
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The gas and air supplied to the top portions and the bottom portions of the heating walls can be adjusted at will to the admissions of the regenerators.
Since the same regenerators are always connected to the same groups of lifeline flues, the heat balance of each heating system will be maintained since air and gas will always enter through the generators which have been heated by gases. lost crossing them in the opposite direction.
] The total path of the gases through a heating system is approximately half that of a high wall heating system with continuous flues since this path comprises approximately one half the height of two heating walls . It is also approximately half the volume of gases which pass through any given portion of the heating system. Therefore the frictional losses will be approximately one-quarter of that for a heating system in which all the gases follow a path twice the length of that of the present device.
This construction allows the gases to expel at a comparatively low rate since their volume is reduced. due to the fact that the ver- and superimposed glamorous flues are entirely separate and independent of each other and that the intermediate horizontal flues are of a sophisticated construction p the horizontal brickyard intended to separate them may be of construction ; ungodly and solid. ] Flames with flames can be of arrester section. These features significantly simplify the battery operation since many forms of special bricks are thereby eliminated.
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The details of the invention will be described with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a vertical sectional view of a continuous vertical coke oven battery of the combination type constructed in accordance with invention.
Figure 2 is a longitudinal vertical sectional view taken along line 11-11 of Figure 3, of a portion of a coke oven battery incorporating the invention.
Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of Figure 20 Figure 4 is a view, part in plan indicated at AA, and part in horizontal sections taken along lines BB, CC, DD, EE , FF, GG and HH in Figure 3.
Figure 5 is a view, similar to Figure 3, of a variant.
FIG. 6 is a diagram of the flow of the heating systems of two adjacent walls in the embodiment preferred by the inventor.
Figure 7 is a similar diagram of the variant of Figure 5.
. FIG. 8 is a view on a larger scale in vertical section of one of the heating walls and of the regenerators associated with it in another variant.
Figure 9 is a horizontal sectional view taken along the line III-III of Figure 8.
Figure 10 is a fragmentary sectional view taken along line IV-IV of Figure 9.
Figure 11 is a fragmentary sectional view taken along the line V-V of Figure e.
Figure la is a sectional view taken along
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line VI-VI of figure II.
Figure 13 is a similar view taken along line VII-VII of Figure 12.
Figure 14 is a sectional view taken along line VIII-VIII of Figure 13.
Fig. 15 is a sectional view taken along the line IX-IX of Fig. 13.
Figure 16 is a schematic view showing the flow of gases in the construction shown in Figures 8-15 through two cooperating heating walls when lean gas is used, and
Figure 17 is a view similar to Figure
16 showing the gas flow when using rich gas! as fuel.
With particular reference to Figure 1, a battery 1 of vertical retort and combination coke ovens of the continuous type comprises a foundation 2 which is supported by a series of columns 3. On the foundation 2 is mounted a furnace structure comprising exterior walls 4 and 5 and an interior wall 6 which separates the regenerators from the rest of the battery structure. The battery is provided with the usual anchoring beams (reinforcements) 7 to support its respective exterior walls'.
Between the walls 4 and 6 is a series of coking retorts or furnace chambers 9, through one of which is taken the sectional view showing one of the heating walls 10 which alternate with the retorts. 9 and the various flues of which are indicated in dotted lines, * A superstructure 12, supported by a charapent 13, provides support for a mobile loading trolley
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14 which supplies the coal stores 15 for each of the retort furnaces 9. Each of the furnaces 9 is provided with a gas outlet 16 connected to a large manifold 17.
Generating gas or some other lean gas is supplied to the heating walls 10 of the coil through pipes 19 each of which is provided with suitable regulating valves 20.
Two pipes 21 lead the waste gases from the regenerators to the chimney.
The structure surrounding each of the horn furnaces 9 is carried by a hollow metal frame 23 which is suitably connected to the foundation: From the frame 23 is suspended a hollow box 24 within which is located a mechanism 25 of. motive power driven coke extraction. A coke magazine 26 is suspended from the housing 24 and is arranged to discharge its contents into a cart 27 operating under the battery.
We can now refer to figures 2, 3 and 4 which show the details of the heating walls and the connections of the flame flues and the regenerators.
Each heating wall 10 is provided with two superimposed series of vertical flame rings, respectively 29 and 30.
The upper series of flame flues 29 of the heating wall shown in FIG. 3 is connected to the two upper horizontal flues 31, which are each connected to a pair of regenerators 32 by sole ducts 33 striated at the tops of the regenerators. The lower ends of the flame rings 29 are connected to a single horizontal inner flue 34, each end of which enters a perimeter flue 35 by means of which the flue 34 is connected to a corresponding horizontal flue.
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34 located in an adjacent heating wall 10.
The lower series of flame flues 30 1 of the heating wall 10 shown in FIG. 3 is similarly connected to two lower horizontal flues 36, the substantially central portions of which are respectively connected by a pipe 37 to one of them. 'a pair of regenerators 38 passing through sole flues 39 to the funds of the regenerators.
The upper ends of the flame flues 30 are connected to a single upper horizontal flue 40, each end of which penetrates a perimeter flue 41 to connect the horizontal flue 40 to a similar horizontal flue 40 located in the adjacent wall With particular reference to the figure 2, it will be noted that the horizontal flues 34 and 40 of the upper and lower respectively upper and lower flues of the flame flues are narrower than the corresponding flues and that the z9 and 30 flues are connected to the horizontal flues by pairs of horizontal ducts 43 and 44 respectively. This construction ensures that the hot gases will pass through substantially the entire length of the heating wall and that the dead space will be practically eliminated.
The Bottle bricks from the flame tiles extend to the horizontal brickyard. The structure is more solid than the construction in which the bottle bricks extend, as the case may be, only to the tops or bottoms of the horizontal flues.
The aforementioned connection system produces a device in which the heating walls are connected in pairs. The upper series or group of flame flues of the pair of walls, together with the pairs of regenerators which are connected to them, constitute a heating system. Sbnilarily
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the lower series or groups of flame flues of the associated walls constitute a similar but entire system. Separately and Independent for heating the lower portions of the adjacent coking chambers.
The regenerators 38 are arranged in a row along the side of the coil and are located in the extension of substantially the same portion of the heating wall as the glue occupied by the lower group of flame flues.
#the regenerators 32 are superimposed on the regenerators 38 and: are located more or less in the extension of the portion: of the heating wall occupied by the upper group of flues, with flames. Since the adjacent portions of the various regenerators are always subjected to substantially the same temperature conditions, it is not necessary to provide an expansion joint between them, with particular reference to the figure. it will be noted that the battery includes, by way of example; seven retort furnaces 9 and eight heating walls although this number can vary as desired.
The heating walls 10 are connected in pairs by means of pairs of peripheral flues 3o and 41, the arrangement for each heating system being similar in the intermediate portions of the walls, the horizontal flues 31 are connected to the flame flues 29 by inclined ducts 45.]! The horizontal rate flues 36 are similarly connected to the lower flame flues by ducts 46.
As shown in Figures 2 and 3 the upper flame flames of the respective firing walls can be supplied with coke oven gas and other harsh gas through vents 47 which run from the top of the battery to
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through the brickyard between the horizontal flues 31 to end in the upper portions of the flame flues E 89. The lower flue flues 30 are similarly provided with means for supplying rich gas through vents 48 which, starting from the bottom of the battery, pass through the brickyard, between the horizontal flues 36 and emerge into the lower portions of the flame flues 30. The usual rich gas pipes (not shown) are, in practice, connected at the respective ports 47 and 48.
The lower vents 48 serve as inspection openings for the lower flame flues 30. The upper flame flues 29 are provided with inspection holes 49.
Referring to Figure 4, the battery structure is provided with a series of expansion joints 50 which extend transversely to it through walls 4, 5 and 6 between adjacent regenerative units and enter the chambers. of coking of the various furnaces. Thanks to this construction, neither combustible gas nor waste gas. are forced through the expansion joints, except the perimeter flues, and therefore any leakage of combustible gases and waste gases is almost completely avoided. This arrangement is also advantageous in that the expansion of each unit, comprising a system of regenerators and the corresponding heating wall, can be confined to this unit and that said expansion is not transmitted to any portion of a unit. neighboring unit.
The operation of the vertical retort coke oven battery shown in Figures 1, 2, 3 and 4 will now be described with particular reference to. use of lean gas as fuel, the direction of gas
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being schematically shown in Figure 6.
It can be assumed that the various furnace (coking) chambers 9 will be supplied with coal from their respective stores 15 and that the coal in the various chambers is in various stages of coking depending on the distance it has traveled from the top of the ovens, the 00 # ', finished being removed by the extractors 25.
The combustible gas, such as gasifier gas, arrives through the pipes 19 to a regenerator 32 corresponding to the upper group of flame rings of one of the walls of each of the associated pairs, as indicated by the legues of in FIG. 6 . Air arrives at the other regenerator of the pair and gas and air are supplied by the horizon flues "; corresponding rates 31 and the conduits 45 to each of the flame flues 29 to burn down there as indicated by; arrows (Figure 6) Sliding bricks 51 regulate the relative amounts of gas and air supplied to the various flame flues.
The products of combustion descend through the flame flues 29 and through the openings 43 to reach the lower horizontal flue 34. The gases exit in both directions from the horizontal flue 34 to reach the coaches. Perimeter flues 35 and the horizontal flue 34 of the neighboring wall from which they are distributed to the various flame flues 29 to go through the conduits connected thereto, the horîzontaur flues and the regenerators 32y as indicated in the flow diagram. The waste gases are then led to the chimney in the usual way via the corresponding pipe 21.
Similarly, fuel gas and air are supplied to the lower group of flame flues 30 by the
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'regenerators 38 and ducts 37 with horizontal flues; lower 36 to be distributed to the various flame flues 30 and to burn on the way up. the connection of the regenerators with the midpoints of the horizontal flues 36 makes any sliding bricks unnecessary. The products of the combus .; yours pass through the upper horizontal flue 40 and the peripheral flues 41 connected to it to be distributed to the flame fireplaces 30 of the interested wall and, by the ho- flues; horizontals 36, horizontal ducts z and regenerators) j 3E, go out in the usual way to the chimney.
It will be noted that the combustion begins at the tops of the upper flame flues and at the bottoms of the lower flame flues of the wall in which the combustion takes place, as the gases pass in opposite directions towards the middle portion of the wall and then go to the flame flues of the associated wall. The gases then pass in opposite directions towards the upper and lower portions of this wall and leave. firing by the fireplace.
This operation is periodically reversed in that air and gas are supplied to the regenerators of the heating wall prior to the transmission of waste gases. and the waste gases are removed through regenerators previously cooled by the introduction of air and fuel gas. The regenerators are thus permanently connected to the groups of gas flues to which they supply the fuel gas and air or through which the waste gases arrive. The thermal equilibrium of the system is therefore maintained - * The above operation of a shepherd of walls! of heating is typical of that of each of the pairs of the
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drums.
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It is also understood that the various connections for the different pairs of heating walls are to be controlled simultaneously so that uniform conditions can prevail throughout the battery. The connections of the regeneration; turns of each row are preferably those indicated;
by the letters or captions A, G, and WG (figure 4), connection according to which a regenerator to transmit the air is always between regenerators to transmit respectively the combustible gas and the waste gases so that it -ne no leakage, and consequently no; loss of combustible gas entrained by the gases escaping through the chimney, When it is desired to use rich gas, such as, for example, coke oven gas, this gas arrives at the various flame flues via the respective loops 47 and 48 while each of the influx regenerators transmits from 1 via the horizontal flues connected to it 31 and 36 at the same initial combustion points as in the case of lean gas, The direction of flow of combustion products is identical to that described for gasifier gas.
As a result, hot gases always treat the flame flues, whether it is rich gas or lean gas which is used as fuels. The operation of the regenerators 38 which have just been described does not comply with the normal method, but the regenerators have such a narrow cross section that the distribution of the gases passing through them is not a difficulty as when using larger regenerators.
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Reference may be made there maiàtfipant the variant, shown in Figure 5 and schematically indicated in Figure 7 in which the same figures denote the same: organs, parts or parts. According to this variant, the connection system is identical to that previously described, ave; this difference that, in the variant, the connections of! Lower regenerators 52 are connected at their tops to the lower horizontal flues 36 by means of a worm-1 'duct. tical 55.
This device allows the lower regenerators 52 to operate in a normal manner in that the cold gases or cold air, as the case may be, always enter the bottom of the regenerator through a floor flue 54 and the hot gases always enter. in regenerators by 1. Mountain peak. Apart from that, the operation is identical to that described with regard to the structure shown in figures from to 4 and 6.
With.the variant there is, however, a variation in the temperature conditions between the ndjaoaatos portions of the upper and lower re; clvrctouxa3. ., Si16; 1,1; ce, ii, n ji, r / ,,, ie ,, rm 52) always pass gases whose temperatures are consiclé-! significantly higher than that of the gases passing through the lower portion of the upper regenerators 32. Accordingly, it is necessary to provide an expansion joint 55 if extending horizontally between the rows of regenerators. in order to adjust to the relative expansions of the adjacent walls.
The expansion joints 55 are filled with asbestos (or mineral cotton) which allows the sides of the joint to move relative to each other but effectively pockets any A-
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1 gas leak through.
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A vertical coke oven bank constructed in accordance with the above-described construction has many advantages. the arrangement of the regenerators in superimposed rows gives a compact construction owing to the fact that there is only a comparatively small radiant surface and therefore the heat losses from this source j are reduced, Referring now to the variant shown in Figures 8-17: each heating wall 112 is provided with two superimposed series of vertical flame flues., 129 and 130 respectively.
The flaming kernels of the series! lower 129 of the heating wall 112 of figure 8 are re-! linked to an upper horizontal flue 131p which is, in turn, linked to two pairs of regenerators., respectively i 132 and 133p provided with sole channels 134 and 135: The flue # 189 flues are also connected by their bottoms to a lower horizontal flue 156, * Each end of the flue 136 opens into a perimeter flue 137 by means of which the flue 136 is connected to a corresponding horizontal flue 136 located in an adjacent chaugfe wall 112T.
The upper series of flame flues 130 of the heating wall 11S shown in figure 8 is similarly connected to a lower horizontal flue 13ge which is, in turn, connected to two pairs of regenerators 140 and 141 which are respectively provided. sole cemaux 132-and 143 4 s tops of flame flues 130 are connected to a flue 144, each end of which opens into flues around 145th which are connected to a corresponding horizontal flue 144 'located in the adjacent heating wall, 1
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! wall to which the lower perimeter flues 137 are iega- j! lonient connected.
The above connection system applies to the heating wall shown in FIG. 8 and to the alternating heater walls 112 of the battery, that is to say to the corresponding members 1 of each pair of heating walls. As clearly shown in Figure 16, the other members of the heater mir pairs are provided somewhat different in that the connections between the horizontal flues 131 and 139 and the regenerator pairs 132-133 and 140-141 are transposed compared to those of figure 8.
Accordingly, the regenerators 132 and 133 of alternate units are connected to the corresponding horizontal flues 131 while the other units are connected to the corresponding horizontal flues 139. The regenerators 14 and 141 of alternate units are connected to corresponding horizontal flues 139 and those of other units are linked; to the corresponding horizontal flues 151.
; It can therefore be seen that the regenerators only extend over half the height of the battery and that they are connected to the heating walls at about their middle.
1 With particular reference to FIG. 9, it will be noted that the battery comprises, by way of example, five retort furnaces 11 and six heating walls 112, a number which can moreover be increased at will. The heating walls 112 are connected in pairs by means of the perimeter flues 1137 and 145, the arrangement being similar to the tops and bottoms of the heating walls. Note that the horizontal flues 144, which are similar to the horizontal flues n-
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(1136, are divided to provide a brick wall 147 between them and each division of the horizontal flues 136 and 148 is connected to the flues ± blades by lights 148 * connected to the flame flues by lights 148.
As best seen in Figure 10, 1 the flame flues of the respective heating walls can be supplied with coke oven gas or other rich gas through vents 149 which from the top of the battery come through the brickyard 147 located between the car divisions ..; horizontal bucket 144. A device similar to that shown in Figure 10 is provided at the bottom of each heating wall; ! fe, which makes it possible to supply rich gas to the interior series of flame flues in the manner which will be described below.
As indicated by the dotted lines in Figure 9 the regenerators on each side of the battery structure are arranged in pairs which operate in parallel.
The regenerators 140 and 141 will be described, by way of example, as well as their system of connections. Regenerators 132 and 133 are arranged in a similar fashion. Each regenerator unit comprises two pairs of regenerators, the members of each pair being arranged side by side and the pairs being in the extension of the heating wall to which they are connected in operation. the connection system of a regenerative unit is shown in detail by the enlarged views of Figures 11 to 15 inclusive. It can be assumed that the regenerator unit receives gas and air supplied to the corresponding heating walls. The sole 145 flue, which, for example, brings air, comes to the bottom of one! regenerators 141.
A lateral duct 152 connects the flue! of sole 143 at the base of the twin regenerator 141, which
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that the sole flue 143 supplies air to the pair of re-1 generators 141 in aarallslo.
The flue of silk 142 which supplies gas to the pair of xgrateuxs 140 in parallel, is short in relation; with flue of sole 145. As indicated by dots-}; In FIGS. 11 and 13, the horizontal sole flue 142 is, at its inner end, connected to a vertical duct 153 which extends up to the base of one of the regenerators 1 140. A lateral duct 154 which is connected to the vertical duct 153 extends horizontally to the left above the bottom flue and is attached by a short vertical duct 155 to the base of the other regenerator 140.
The operation of the vertical furnace bank will now be described with particular reference to the heating systems of a pair of adjacent heating walls when the latter are supplied with lean gas as fuel, the direction of the gases being exhausted. matically shown in Figure 16: It can be assumed that the various coking chambers 11 are supplied with hard coal from their respective stores and that in the different chambers the hard coal is in different coking phases corresponding to the distance it has traveled. -; street from the tops of the ovens the finished coke being removed by the extractors (not shown).
It can be assumed, moreover, that the heating walls are supplied with lean gas and that the flow of gases through the various passages of the heating walls takes place as shown in figure 16, The various regenerators 132, 133 $ 140 and 141 are schematically represented as simple regenerators instead of pairs in parallel since they in effect constitute a simpb regenerator
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The combustible gas comes from the pipe (not shown) to the regenerators 140 from where this gas enters the horizontal flue 131 of the second wall shown in the figure; 16. The air is supplied by the regenerators 141 of the same unit and enters the horizontal flue 131 from below the gas stream.
The resulting burning gas is distributed along the horizontal flue 131 to the various vertical flame flues 129 to descend into the horizontal flue 136,, the hot gases then flow in opposite directions towards the ex- trérait6o of the horizontal flue 136 in lice flues.
'tower 137 by which they are led to the horizontal flue' 166 of the first heating wall shown in figure 16 for! Stre by him distributed to and up in the flues with vertical flames 129o The products of combustion are received: through the horizontal flue 131 and evacuated through the regenxateuxa 132 and 133. in parallel to be carried to the che-i; mined:
Similarly, gas and air are supplied by regenerators 140 and 141 of the regenerator unit. trice corresponding to the first heating wall and the running braz gases pass successively through the horizontal flue 139, rise in the vertical flame flues 130, pass through the peripheral flues 145 and the horizontal flue 144, descend into the vertical flue flues 13o of the second heating wall and, by the horizontal oarneau 139 and the regenerated ones.
rators 132 and 133 # go to the chimney * From the above * it will be noted that the gas! and the air are supplied to the two heating flue systems by regenerators on the same side of the coil and that the lost Jgas or combustion products escape through
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adjacent regenerators on the opposite side of the coil / the direction of the gases is the same in each heating wall for the two sets of vertical flame flues superimposedµ / The directions of the gases in the different parts of the systë4; These are indicated by arrows. In accordance with usual practice, the direction of gas flow in heating systems is periodically reversed by suitable reversing means (not shown).
When overturned, the air and gas are; supplied by regenerators 133 and 132 respectively of adjacent units, while the waste gases descend through regenerators 140 and 141. The directions of gas flow in the different parts of the systems are in opposite directions from those indicated by the various arrows.
The operation of the heating systems of the pair of walls just mentioned is typical of that of the three pairs of heating walls shown at fi. gùre 9. The various connections for the different pairs of heating walls, which can be controlled simultaneously so that uniform conditions can prevail throughout the battery.
, Consequently, at any stage of the operation, the air and gas are supplied simultaneously to the various heating systems, by the regenerators located on one side of the battery. Waste gases exit through all regenerators on the other side of the coil. When reversing, the same conditions apply, except that the functions of the regenerators are reversed.
When it is rich gas, as it is, for example coke oven gas, that is used as fuel, the operating system is somewhat different due to
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fuel characteristics. A schematic representation of the connection system when using rich gas is given in Figure 17 to which reference will now be made. Since it is not necessary to reheat the rich gas, regenerators 140 and 141 are used for reheating! iron the air which passes the horizontal flues 131 and 139, which are connected thereto, then by the adjacent vertical flue flues, the perimeter flues 13'7 and 145, the: horizontal flue 13i of the first wall and the flue horizontal 1144 of the second wall.
The mouths z at the bottom of the first wall and; ; at the top of the second wall, are open to send the rich gas to the corresponding parts of the flame flues 129 'and 130. the combustion flames resulting from the mixture of gas and air ascend in the flues 129 of the first wall and down- ash in the upper flame flues 130 of the second 1 wall to exit through the corresponding regenerators 132 and; 133.
Urs of overturning, the air is supplied by all who! the regenerators 132 and 133 and the 4 gas ports / were in operation; previously are closed while those at the bottom of the second wall and at the top of the first wall are open, so that the combustion takes place in the flame flues through which the air has previously been strongly heated.
In the operation just described, the gases pass through the d-1- to flues and passages in directions opposite to those indicated by the arrows, * If this last arrangement does not provide that the products of the combustion passes through all the flame burners in both directions of operation, the heated air passing through a set of flame flues
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mes of each of the heating walls is more strongly heated due to the fact that the products of combustion of the previous operation are discharged by the regenerators at a much higher temperature.
As a result, on overturning the heated air is at such a high temperature that it has little or no cooling effect on the flame flues through which it passes before combustion occurs. * The establishment of expansion joints between each of the regenerative units Mt and the heating walls allows the transmission of all gases throughout the system without them having to pass through these joints except in the perimeter flues.
SUMMARY 1 - A battery of retort coke ovens with coking chambers and heating walls alternating with them.
2 - In a battery according to 1: a) superimposed heating systems, each of which includes regenerators at the inlet and outlet, as well as soft groups of flame flues connected in series, a group of one system being superimposed on a group of the other system in the same heating wall; b) the association of the heating mijrs in pairs, each of which is heated by two heating systems, each wall of the pair having a group of flues of one system superimposed on a group of the other system; c) the characteristic that each heating system has a group of flame flues permanently connected to a set of regenerators and another group