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" Nouveau four universel servant à la fabrication du serai-coke en morceaux calibrés"
La présente invention est relative à un four pour la carbonisation de la houille ou des mélanges de houille ou autres combustibles) en vue de la production de semi-coke en morceaux calibrés.
A cet effet, le combustible à traiter est placé dans des matrices ayant la forme et les dimensions à donner aux produits finis, ces matrices faisant partie de châssis ou tiroirs amovibles pouvant être placés dans le four, ce qui permet d'obtenir des produits finis calibrés sans utiliser .de liant ou sans préparation quelconque et sans donner de déchets.
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Suivant la forme de réalisation préférée de 1'invention, le four comporte essentiellement un long tube en fonte ou autre matière, dans lequel sont réalisées toutes les phases de la carbonisation, de la distillation et de la dessiccation Ce tube est subdivisé à cet effet en deux compartiments lon- gitudinaux, de préférence superposés, réalisant un compar- timent inférieur servant au passage d'un transporteur sans fin véhiculant le combustible à préparer,et un compartiment supérieur servant à emmagasiner les gaz de la distillation, et qui sera pourvu à cet effet de conduites d'évacuation.
Les deux compartiments longitudinaux du tube seront, suivant l'invention, séparés par un uispositif convenable ajouré, de manière à faciliter le passage dans la chambre supérieure des gaz de distillation produits dans la chambre inférieure; ce dispositif ajouré sera avantageusement constitué, soit d'une plaque perforée fixe ou mobile, soit d'un système de rouleaux transversaux mobiles, pouvant se déplacer suivant les mouvements du charbon dans la distillation et la carbo- nisation et convenant particulièrement lorsqu'on traite un charbon boursouflant.
Le transporteur sans fin, suivant l'invention, sera avantageusement constitué par une chaîne à raclettes, formée de segments constituant chacun la matrice des formes des produits à obtenir, et épousant exactement la. forme de la partie inférieure du tube.
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La partiesupérieure du tube comportera des chicanes, cloisonnements intérieurs, ou sera profilée de meunière à former différents tronçons transversaux séparés les uns des autres par des systèmes formant cloison étanche, systèmes qui seront constitués par ,la coopération des cloisonnements ou analogues de la chambre supérieure et des parois des seg- ments de la chaîne à raclettes; de cette manière, il sera possible de réaliser une distillation fractionnée du combus-
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tible et dtobtenir sépément l'eau des gaz et des goudrons (de composition différente). L'installation pourra comporter soit une chaîne à raolettes ou analogues, soit plusieurs chaînes à raclettes ou analogues .
Suivant l'invention, le chauffage'du four se fera par l'électricité ou la combustion du combustible solide, li- quide, gazeux ou pulvérisé, et les gaz chauds produits seront dirigés dans une conduite formant carneaux ou chambre en contact avec le tube de carbonisation, de manière à chauffer successivement le tronçon du tube de carbonisation formant chambre de carbonisation proprement dite, le tronçon formant chambre de distillation, et le tronçon formant chambre de dessiccation, et de réaliser ainsi un chauffage rationnel.
Suivant l'invention, la conduite formant carneau pour les gaz chauds de chauffage, comportera des cloisennements ou sera construite de telle manière que le chauffage du tube de carbonisation se fera de tout côté pour certains tronçons du dit tube et ne se fera que par le bas ou le bas et un ou deux côtés pour les autres tronçons, de manière à éviter les cavités du semi-cole et la pyrogénation des goudrons.
Suivant l'invention, l'étanchéité du tube est obtenue par les bouchons tortues par les segments du transporteur sans fin remplis de charbon à l'avant du four et les segments remplis de semi-coke à l'arrière, ce segment circulant dans les sections rétrécies du tube prévu à l'avant et à l'arrière de celui-ci.
Ce tube peut comporter en outre d'autres parties rétré- -oies à des'endroits appropriés, tel que entre la chambre de dessiccation et la chambre de distillation et dans la chambre de distillation même, afin de diviser celle-ci en sous-chambre demanière à permettre une distillation frac- tionnée.
L'invention sera d'ailleurs décrite ci-après en détail avec référence au dessin annexé, donnant à titre non-limita-
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tif , un exemple de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente une coupe longitudinale du four; la figure 2 une coupe transversale du. four ; la figure3 une coupe suivant a-b; la figure 4 une coupe saivant c-d; la figure 5 une coupe du tube suivant e-f; la figure 6 une coupe du tube suivant e-f, mais avec rouleaux; la figure 7 un segment de chaîneà raclettes.
En. se référant à ce dessin, le four comporte un tube g, subdivisé longitudinalement par une tôle perforée k(fig.5).
Cette tôle perforée k, logée entre des ergots, peut être fixe ou mobile, réalisant un compartiment inférieur pour le pas- sage du ou des transporteurs sans fin, et une ou plusieurs chambres supérieures servant à l'emmagasinage des vapeurs d'eau, gaz et goudrons de la distillation, lesquels sont évacués par les tuyaux j,j1.
Le tube peut aussi être subdivisé longitudinslement par une série de rouleaux transversaux rotatifs juxtaposés(fig.6) Ces rouleaux peuvent être placés sur toute la longueur du tube ou sur une partie de celui-ci. Ces rouleaux juxtaposés laissent entre eux l'intervalle nécessaire à l'évacuation des gaz, goudrons et vapeurs d'eau. Leur emploi est surtout ,indiqué dans la partie où le charbon devient fusible et gon- fle;
leur fonctionnement empêche tout boursouflement et per- met d'obtenir la compacité et la densité nécessaires au pro- duit fini.La circulation du transporteur entraîne le fonc- tionnement des rouleaux, d'où il résulte un avancement plus aisé de ce transporteur, car le coefficient de frottement de la partie supérieure de celui-ci contre la tôle perforée k (fig.5), est remplacé par un coefficient de roulement.Ces rouleaux peuvent aussi être commandés par un système quel- conque.
Le transporteur sans fin qui , dans l'exemple représen-
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té par le dessin, est constitué par une chaîne à raclettes, mais qui pourrait également être constitué soit par.deux chaînes à raclettes, soit par un nombre plus considérable de chaînes à raclettes disposées côte à côte ou superposées ou disposées horizontalement ou verticalement ou de toute autre manière , qu qui pourrait encore être constitué par un ou plusieurs convoyeurs sans fin d'un autre-type,épouse exactement la forme de la partie inférieure du tube g.
La chaîne à raclettes f comportera des segments u (fig. 7) dont la construction sera telle qu'ils constituent la matrice des produits à obtenir, tels des cubes, polyèdres, ou des genres briquettes, ou formes quelconques, etc. Le comparti- ment supérieur du tube g comporte un certain nombre de chicanes ou bouchons s, et de renfoncements p1, p2, qui en coopération avec les segments u, forment une série de cloisons étanches divisant ,le tube en plusieurs tronçons suivant la longueur de celui-ci.
Le tube 1 comporte de l'avant à l'arrière, successivement une chambre d'enfourne- ment comportant une trémie e et un-.piston- 3, qui comprime le charbon dans la matrice u de la chaîne f; la partie su- périeure du tube g comporte ensuite un premier renfoncement p1 destiné à isoler la chambre d'enfournement de la chambre ' de dessiccation c. qui lui fait suite. Cette chambre de des -siccation c comporte un tuyau d'évacuation j pour ltélimi- nation d'humidité produite dans la dite chambre c et s'ac- cumulant au-dessus de la tôle perforée.
La partie supéri- eure du tube comporte ensuite un second renfoncement p2 destiné à isoler la chambre de dessiccation c de la chambre de distillation b qui lui fait suite, Cette chambre de dis- tillation b, comme signalé ci-dessus, sera elle-même sub- divisée en un certain nombre de tronçons, par coopération des différents bouchons s et des segments de la chaîne à raclettes, formant cloisons étanches, de manière à réaliser une distillation fractionnée et à obtenir des gaz de dis-
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tillation de composition différente par les différentes con -duites d'élimination il. Il doit d'ailleurs être entendu que le nombre de bouchons s varie suivant le cas traité,et qu'ils peuvent d'ailleurs parfaitement être supprimés.
Le tube ± comporte ensuite une chambre de carbonisation a sui- vie d'une chambre de refroidissement d, poux laquelle le dit tube est profilé de manière à ce que la chaîne à raclet- tes épousant exactement la forme du tube, fasse bouchon pour éviter les entrées (l'air. C'est le cas pour la partie du tube située entre la Ironie de chargement de la chambre de dessiccation. Le refroidissement se fera par air libre ou par circulation d'eau.
Le four peut être chauffé par un moyen quelconque; par l'électricité, par des combustibles liquides, solides, ga- zeux ou pulvérisés et l'agent véhicule de la chaleur est dirigé dans un sens de marche opposé à celui de la chaîne.
Produite à l'arrière, elle s'évacue à l'avant par une che- minée n après avoir passé, s'il est nécessaire, par des ap- pareils récupérateurs de la chaleur tels économiseurs, ré- générateurs, etc. Dans le cas décrit et représenté par le dessin, le combustible servant à chauffer le four sera mé- langé avec l'air dans des brûleurs m, et les gaz chauds se- ront 'dirigés dans des cornues ! de répartition. Les gaz chauds circuleront ensuite par une conduite formant car- neaux, qui sera avantageusement construite de telle manière que l'agent véhicule de la chaleur circule tout autour du tuyau dans la chambre de carbonisation a de manière à ré- chauffer le dit tube de tous côtés dans cette chambre (fig.
4, coupe c-d), tandis que les gaz chauds ne circulent que par le bas ou par le bas et un ou deux cotés du tube g dans la chambre de distillation b (fig.5,coupe a-b), de manilre à éviter la formation de poches ou de cavités à l'intérieur du bloc et la pyrogénation des goudrons. La chambre de dessiccation est aussi chauffée de tous côtés.
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Les dimensions de chaque chambre seront calculées d' après la nature de la matière à traiter et la durée des dif- férentes opérations sera déterminée d'après la composition du produit enfourné. La longueur des différentes chambres en donnera le moyen.
La communication de l'intérieur du tube et de l'air ambiant sera empêchée.
A cet effet, la chaîne pourra être totalement envelop- pée d'une gaine hermétique; l'évacuation des produits semi- coke se fera par trémie à double sas, On peut, par une dé- pression créée dans la chambre de chargement et de refroi- dissement, arriver à ce but. Dans certains cas, l'étanchéité pourra être obtenue par un bourrage. Dans le 'cas décrit, cette étanchéité est obtenue à l'avant par le segment son- tenant le charbon lui-même qui fait piston, et à l'arrière par le segment contenant le semi-coke. S'il se présente à l'arrière quelques interstices, ils pourront être bouchés par l'adjonction d'un produit quelconque tels le sable ou le poussier de coke.
Comme à l'avant, ce système fera bou- chon étanche et se séparera facilement du semi-coke tombant sur une grille.
Le chauffage pourra se faire par des moyens bien di- vers : le gaz, l'électricité, l'huile, le charbon pulvérisé, etc. Il est évident que la forme de la chambre de combus- tion sera imposée par le procédé de chauffage employé. De . même, la forme du four sera différente suivant qu'il sera simple, multiple, accolé ou superposé. Chaque four pourra contenir une ou plusieurs chaînes qui pourront être dispo- sées horizontalement ou verticalement et l'avancement de ces chaînes dépendra de l'opération à y faire.
Elles pour- ront être de types les plus divers, car si au lieu de faire la carbonisation du charbon, il s'agissait de cuire ou de réchauffer une matière quelconque, soit à l'air libre,soit dans lé vide, soit dans un fluide quelconque, à une tempé-
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rature constante ou vari/able, il faudrait une vitesse appro- priée aux effets à obtenir.
Ce four présente une grande simplicité et nécessite une force motrice très faible. La surveillance, la mani-d' oeuvre, l'entretien sont pour ainsi dire nuls; toutes les parties du four étant accessibles, l'opération peut être suivie à tout instant.
Il n'offre aucun danger et son prix est minime pour le résultat à en obtenir,
Le four suivant l'invention pernet de fabriquer d'une façon continue et rationnelle du se;ni-coke en morceaux ce,- librés sans passer par une préparation mécanique, un mélan- ge de liants ou par les différentes opérations du concassage qui amènent toujours diverses catégories en même temps que des déchets. Dans ce four, la séparation des produits, eau, goudron, gaz, se fait à l'abri de l'air et leur éva- cuation séparée est possible.
Cette façon d'opérer améliore beaucoup la qualité des produits récupérés.
De plus, pendant la distillation, ce four permet le chauffage du charbon par le bas ou par le bas et un ou deux côtés; ce qui évite les soufflures pour le semi-coke et la pyrogénation des goudrons.
Le semi-coke garde une bonne densité et on obtient ainsi la valorisation du produit semi-coke et des goudrons Les produits distillés peuvent être aussi obtenus à tous les stadés de la distillation, ce qui valorise ceux-ci et évite dans la suite des frais onéreux. Ce four permet enco- re d'utiliser des mélanges de fines grasses avec des fines maigres et d'autres charbons ou des déchêtsde coke ou autres, telles les schlamms, sans y apporter des matières liantes quelconques, et, après en avoir soutiré les sous- produits, d'en obtenir des blocs calibrés sans fumée.
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"New universal oven used for the production of semi-coke in calibrated pieces"
The present invention relates to a furnace for the carbonization of coal or mixtures of coal or other fuels) for the production of semi-coke in calibrated pieces.
For this purpose, the fuel to be treated is placed in dies having the shape and dimensions to be given to the finished products, these dies forming part of removable frames or drawers which can be placed in the furnace, which makes it possible to obtain finished products. calibrated without using binder or any preparation and without giving off waste.
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According to the preferred embodiment of the invention, the furnace essentially comprises a long tube made of cast iron or other material, in which all the stages of carbonization, distillation and desiccation are carried out. This tube is for this purpose subdivided into two longitudinal compartments, preferably superimposed, forming a lower compartment serving for the passage of an endless conveyor conveying the fuel to be prepared, and an upper compartment serving to store the distillation gases, and which will be provided for this effect of drainage pipes.
The two longitudinal compartments of the tube will, according to the invention, be separated by a suitable openwork device, so as to facilitate the passage into the upper chamber of the distillation gases produced in the lower chamber; this perforated device will advantageously consist either of a fixed or movable perforated plate, or of a system of movable transverse rollers, able to move according to the movements of the coal in the distillation and carbonization and particularly suitable when processing. a blistering coal.
The endless conveyor, according to the invention, will advantageously consist of a scraper chain, formed of segments each constituting the matrix of the shapes of the products to be obtained, and exactly matching the. shape of the lower part of the tube.
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The upper part of the tube will include baffles, internal partitions, or will be profiled in a milling way to form different transverse sections separated from each other by systems forming a sealed partition, systems which will be constituted by the cooperation of partitions or the like of the upper chamber and walls of the segments of the scraper chain; in this way, it will be possible to carry out a fractional distillation of the fuel.
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tible and to obtain water from gases and tars (of different composition) separately. The installation may include either a chain with rackets or the like, or several chains with rackets or the like.
According to the invention, the heating of the furnace will be by electricity or the combustion of solid, liquid, gaseous or pulverized fuel, and the hot gases produced will be directed into a duct forming flues or chamber in contact with the tube. carbonization, so as to heat successively the section of the carbonization tube forming the actual carbonization chamber, the section forming the distillation chamber, and the section forming the desiccation chamber, and thus achieve rational heating.
According to the invention, the pipe forming a flue for the hot heating gases will have partitions or will be constructed in such a way that the heating of the carbonization tube will be done on all sides for certain sections of said tube and will only be done by the bottom or bottom and one or two sides for the other sections, so as to avoid the cavities of the semi-cole and the pyrogenation of the tars.
According to the invention, the tightness of the tube is obtained by the plugs tortoises by the segments of the endless conveyor filled with coal at the front of the furnace and the segments filled with semi-coke at the rear, this segment circulating in the narrowed sections of the tube provided at the front and rear thereof.
This tube may further comprise other parts retracted at appropriate places, such as between the drying chamber and the distillation chamber and in the distillation chamber itself, in order to divide the latter into a sub-chamber. in such a way as to allow fractional distillation.
The invention will moreover be described below in detail with reference to the appended drawing, giving without limitation
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tif, an exemplary embodiment of the invention.
Figure 1 shows a longitudinal section of the oven; Figure 2 a cross section of the. oven; FIG. 3 a section along a-b; Figure 4 a cross section c-d; FIG. 5 a section of the tube along e-f; FIG. 6 a section of the tube along e-f, but with rollers; FIG. 7 a segment of a chain scraper.
In. referring to this drawing, the furnace comprises a tube g, subdivided longitudinally by a perforated sheet k (fig.5).
This perforated sheet k, housed between lugs, can be fixed or mobile, providing a lower compartment for the passage of the endless conveyor (s), and one or more upper chambers serving for the storage of water vapor, gas. and tars from the distillation, which are discharged through pipes j, j1.
The tube can also be subdivided longitudinally by a series of juxtaposed rotating transverse rollers (fig. 6). These rollers can be placed over the entire length of the tube or over part of it. These juxtaposed rollers leave between them the interval necessary for the evacuation of gases, tars and water vapor. Their use is especially indicated in the part where the carbon becomes fusible and swells;
their operation prevents any bloating and allows to obtain the compactness and density necessary for the finished product. The circulation of the conveyor causes the operation of the rollers, which results in an easier advancement of this conveyor, because the coefficient of friction of the upper part of this against the perforated sheet k (fig. 5) is replaced by a rolling coefficient. These rollers can also be controlled by any system.
The endless transporter which, in the example represented
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té by the drawing, is constituted by a chain scraper, but which could also be constituted either by two scraper chains, or by a more considerable number of scraper chains arranged side by side or superimposed or arranged horizontally or vertically or any other way, which could still be constituted by one or more endless conveyors of another type, exactly matches the shape of the lower part of the tube g.
The scraper chain f will include segments u (fig. 7) whose construction will be such that they constitute the matrix of the products to be obtained, such as cubes, polyhedra, or briquette types, or any shapes, etc. The upper compartment of the tube g comprises a certain number of baffles or plugs s, and of recesses p1, p2, which in cooperation with the segments u, form a series of watertight partitions dividing the tube into several sections along the length of this one.
The tube 1 comprises from front to rear, successively a charging chamber comprising a hopper e and a-.piston- 3, which compresses the coal in the matrix u of the chain f; the upper part of the tube g then comprises a first recess p1 intended to isolate the charging chamber from the drying chamber c. which follows it. This desiccation chamber c comprises a discharge pipe j for the removal of moisture produced in said chamber c and accumulating above the perforated sheet.
The upper part of the tube then comprises a second recess p2 intended to isolate the desiccation chamber c from the distillation chamber b which follows it. This distillation chamber b, as indicated above, will itself be subdivided into a certain number of sections, by cooperation of the various plugs s and the segments of the scraper chain, forming tight partitions, so as to carry out a fractional distillation and to obtain distillation gases.
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tillation of different composition by the different elimination conduits. It should also be understood that the number of plugs s varies according to the case treated, and that they can moreover perfectly be removed.
The ± tube then comprises a carbonization chamber followed by a cooling chamber d, lice which the said tube is profiled so that the scraper chain exactly matching the shape of the tube, makes a stopper to avoid the inlets (air. This is the case for the part of the tube located between the loading irony of the drying chamber. The cooling will be done by free air or by water circulation.
The oven can be heated by any means; by electricity, by liquid, solid, gaseous or pulverized fuels, and the heat-carrying agent is directed in a running direction opposite to that of the chain.
Produced at the rear, it is exhausted at the front through a chimney n after having passed, if necessary, through heat recovery devices such as economisers, regenerators, etc. In the case described and represented by the drawing, the fuel for heating the furnace will be mixed with air in burners m, and the hot gases will be directed into retorts! distribution. The hot gases will then circulate through a duct forming a funnel, which will advantageously be constructed in such a way that the heat conveying agent circulates all around the pipe in the carbonization chamber a so as to heat the said tube of all. sides in this chamber (fig.
4, section cd), while the hot gases circulate only through the bottom or the bottom and one or two sides of the tube g in the distillation chamber b (fig. 5, section ab), in order to avoid the formation pockets or cavities inside the block and the pyrogenation of the tars. The drying chamber is also heated from all sides.
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The dimensions of each chamber will be calculated according to the nature of the material to be treated and the duration of the various operations will be determined according to the composition of the product loaded. The length of the different rooms will provide the means.
Communication of the interior of the tube and the ambient air will be prevented.
For this purpose, the chain can be completely wrapped in a hermetic sheath; the semi-coke products will be evacuated by a double airlock hopper. This can be achieved by a pressure created in the loading and cooling chamber. In some cases, sealing can be obtained by packing. In the case described, this sealing is obtained at the front by the segment containing the carbon itself which acts as a piston, and at the rear by the segment containing the semi-coke. If there are a few gaps at the back, they may be blocked by adding any product such as sand or coke dust.
As at the front, this system will be a tight stopper and will easily separate from the semi-coke falling on a grid.
Heating can be done by a variety of means: gas, electricity, oil, pulverized coal, etc. Obviously, the shape of the combustion chamber will be dictated by the heating method employed. From. even, the shape of the oven will be different depending on whether it is simple, multiple, attached or superimposed. Each oven may contain one or more chains which may be arranged horizontally or vertically and the progress of these chains will depend on the operation to be performed therein.
They could be of the most diverse types, for if, instead of carbonizing the charcoal, it was a question of cooking or reheating any material, either in the open air, or in a vacuum, or in an oven. fluid, at any temperature
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constant or variable, a speed appropriate to the effects to be obtained is needed.
This oven is very simple and requires very low driving force. Supervision, handling, maintenance are virtually nil; all parts of the oven being accessible, the operation can be followed at any time.
It offers no danger and its price is minimal for the result to be obtained,
The furnace according to the invention makes it possible to manufacture, in a continuous and rational manner, se; ni-coke in pieces this, - released without going through mechanical preparation, a mixture of binders or through the various crushing operations which lead to always various categories at the same time as waste. In this oven, the separation of the products, water, tar, gas, takes place in the absence of air and their separate evacuation is possible.
This way of operating greatly improves the quality of the recovered products.
In addition, during the distillation, this furnace allows the heating of the coal from the bottom or from the bottom and one or two sides; which avoids the blowholes for the semi-coke and the pyrogenation of the tars.
The semi-coke keeps a good density and we thus obtain the valorization of the semi-coke product and of the tars The distilled products can also be obtained at all stages of the distillation, which enhances these and subsequently avoids costs expensive. This oven also makes it possible to use mixtures of fine fats with fine lean and other coals or coke or other wastes, such as slimes, without adding any binding materials, and, after having withdrawn the sub. - products, to obtain calibrated smoke-free blocks.