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UaooenB ET azBùBBm ME nwoe1Lwrzoi M HïBR&GmB#BM
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cette inViSmt1Ón a txai à un pRoeë&4 gt à ça api roil perfectionnée pour distillas dora hydrocarbures Ilquldeap et en paaticnlieoe du goudron de houille> par leur contact direct avec des gan à hru1ItGl tempél'atU%$1i) et cm pG.%tin11u des gaz de four à co1#J à leur tmpexataxa pratiquement naxmUùh Lonsgue des. :rrwdito#bU%@a Ilquldon te.la Q..11G le goudron de hou1Uev eteooo sont soNads à une distillat1on- Ua dopne.nt :r.1.nalememlt u oeta comme ité-aidu ai la âisilla, tion est poussée jNaqa*. 1$8cJ!Mnrt<> Si le goudron ao'(lm1..
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à la distillation est surchauffé localement, une formation locale de brai dur et de coke peut avoir lieu.
LOrsqu'un goudron est distillé par aon contact direct avec des gaz à haute température tels que ceux sortant directement des fours à, coke, ces gaz possèdent une température si élevée que, s'ils entrent en contact localement avec une quantité limitée de goudron ou de brai, une cokéfaction est sujette à se pro- duire, De même, dans la distillation d'autres huiles d'hy- drocarbures en vue de la production d'un résidu analogue à de l'asphalte ou à du brai, une cokéfaction locale du brai ou de l'asphalte peut se produire ai l'on ne prend pas des précautions pour l'éviter.
La présente invention a pour objet un procédé et un appareil perfectionnés- permettant de distiller des hui- les d'hydrocarbures telles que les huiles. goudronneuses et le brai à l'aide de gaz à haute température d'une manière particulièrement avantageuse et qui évite ou réduit au mi- nimum le risque de formation de coke et de dépôt aux. les parois de la chaudière de distillation.
Dana le procédé et l'appareil suivant l'invention, lea gaz chauds employés pour la distillation sont introduits dans une chaudière de distillation et sont , dans cette chaudière, amenés en contact avec l'hydrocarbure liquide à distiller qui est projeté à l'état divisé d'une façon ai intense et si parfaite que les surfaces internes de la chaudière sont énergiquement lavées par un courant dudit li- quide, de sorte que, en réalité, les gaz chauds que renferme la chaudière n'entrent en contact qu'avec des particules li- quide& d'hydrocarbure et avec des surfaces lavées par de l'hydrocarbure.
Bn outre, suivant l'invention, les gaz chauds pé- nétrant dans la chaudière sont aspergea d'une façon parfaite par de l'hydrocarbure liquide à l'état divisé: et l'aspersion
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est concentrêe dans la pt1@ de la ohanàiéio àù pênètrent lea gaz.
L>inven%10fl Qomprerod en outrej pour la diatillat10a d''hyd?oeaxbaE<Mt Ilquldozi Me chaudière ou chambre de di&%1µf ;%. lation perfectionnée munie de moyens permettant l1DtrouQ- : tion du gaz chaud et Ilenlèvemnt du Ses re±roid.1 et des: va*? peurs d'huile mélemgeoa nue@ ce g#o cette chaud4ère poa&è, - de. en section un profil qui fQ'\1oriata la f'ormat1oD d'un *OU-',' che continue d'bvdrocarbure liquide sur ses parole et est munie de d1apoltif$ deapariaion rotatifa dl>uno nature telle qu'ils projettent l'hydrocarbure liquide à Il'état divisé sur toutes les parties de la chaudière et assurent en outre un courant continu de ce liquide sur les surfaces Internes de la chaudière.
Le procéda réalisé dans une chaudière de ce genre comprend la érection et le maintien d'un sandale de
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ltnydrocarbure liquide qui enveloppe un jet ou nuage 4e la méne matière, et la passage des gaz chaud. servant à la distillation à l'iatexieeK du conduit et aw oontact,du Jet. . 1.hydrosarbu>e liquide constituant la garniture on t'évite'-' ment du couduit.
Dans @on mode de réalisation préférée la chaudière
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suivant loinventîon possède une forma généralement ovale, .¯¯ elliptique ou circulaire en section transversale ,ou une , forme analogue,,. Dans se partie inférieure se trouve un dia-
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positif d'asparalono de forme généralement cylindrique, qui .j plonge dans la masse dflbydroc#rbure liquide située à.l& par- tie Inférieure de la chaudière et qui eat anime d'au mouve-
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aient de rotation rapîdap de façon à projeter le liqc14a -i3 f1cacement dans tonte@ les pas'tiae de la chaudière.
¯De, pluagl les dîapoaitîfa d"a,speEaian ot&tlf8 sont placés près datt parole de la chaudière de telle sorte qu & i.1& puisent on -.'-'%S refoulent continuellement et rapidemell't du liquide qtt1.aa j trouve entre le dispositif et les parois et lDob11get à aê'
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mouvoix sur les parois de la chaudière aous forme d'une couche continuât de telle sorte qu'on obtient un conduit continu rempli d'un nuage de particules à travera lequel le* gaz passent.
Les gaz à haute température employés dans le procédé et l'appareil suivant l'invention peuvent être des gaz de four à coke ou d'autres gaz de distillation de la houille. du gaz de gazogène, du gaz à l'eau ou un ou plu- sieura autres gaz combustibles analogues produits par d'au- trou procédés de distillation dstructive, etc... Les gaz des cornues de distillation de la houille peuvent posséder, par exemple. une température de 450-500 C. ou au-dessus, tandis que les gaz de fours à coke à sous-produits peuvent posséder une température voisine de 600 à 800 C. ou au- dessus.
Ces températures sont telles que le braise coléfie- rait rapidement ai une quantité limitée de brai entrait en contact avec une trop grande quantité de gaz.*
Les hydrocarbures distillée suivant l'invention sont dea hydrocarbures qui, lorsuq'ilse produit un surchauf- fage local ou une distillation pousséejusqu'à l'achèvements donnent des résidus solides-analogues à du coke. L'invention eat en particulier avantageusement applicable à la distilla- tion des hydrocarbures de goudron de houille tels que le gou- dron de four à coke, le goudron de gaz à l'eau. le goudron de gaz d'éclairage, le goudron de gaz de gazogène, etc...
La distillation de ces goudrons donne finalement du coke comme résidu. La présente invention permet de distiller ces goudrons à un degré tel qu'on peut en obtenir le rendement pratiquement maximum de produit* de distillation et un résidu de brai qui est encore liquide mais qui peut ne contenir qu'un excès limité d'éléments formant fondanta pour permettre au résidu d'être évacué hors de la chaudière à l'état liquide.
La longueur de la chaudière peut vairer d'un ou
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deux mètres à une longueur beaucoup plus grande, Les di-
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mena10ns transveR6le$ de la chaudière peuvent musai Varier maiate ainsi qu"on l'm dit plus haute une eonatrustlen préfé- rée et particulièrement avantageuse est celle présentant une partie supérieure anondi@ en section transversale, ce qui S permet de faire couler suE cette pa#tia. une couche de lavage]µ continue qui aomtîtîae aver. la couche dhydEoeaBbNt liquide -i
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qui se trouve &u fond de la ehaadièxe an conduit continu J1 d .hydrocarbure :U.qt1li.delJ> " = ¯ ¯.fl :>:
o Les dïspoaltffe mécaniques pravu8 pour projeter l'hydrocarbure à létat divisé et pour maintenir la couche
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de lavage ont de préférence un 0 outour généralement Qy11Dâr1 que. On peut faixe ueage de cylindres lisses ou de c;Jlimie81, munis de rainures on nervures oirconférentlelleae Cee lin drea sont placés de telle sorte quelle plongent dana la. .r ¯ d'hydrocarbure liquide qui oe trouve au fond dat la cha1èrè'
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Toutefois;) au lieu de tourner de façon à projeter .h1dzocar. bure liquide directement dans la ohauà1ère ils &on t places )1 " ''4 près d'une des o1@. lstérolsa de la. chat1rdière et dtapoaéa :1 ' de telle aorte qu'ils puisant et élèvent entre l'élément
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.>- ,,<é>à=Ej< rotatif et la paxoi de la chaudîère une quantité d")]ydEoaat' .j bure dont le volume et la vitesse sont tels qu"'une nouche ]¯µµ de cet hydrocarbure eat conduite au contact de la partie É supér ieure arrondie de la chaudière soua forme d>une ocuche de lavage. Conjointement avec la formation de cette couche, Q de lavage,, lélément rotatîf projette l'hydrocarbure liquide .¯j]j dame les gaze mais le jet est projeté pas- 19élément aprea -=->.'<-.
.i Î y" qu'il a quitté la couche de lavage,
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Dans les dispositifs dispersion antéiieuna dana ¯, lesquels on faisait usage d'un rouleau motatif au 1*'11311 éléi fl
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ment rotatif analogueo 1?élàoeent rotatif plongeait d'une il quantité limitée dans le liquida pour constituer sur l'élément rotatif une couche mince de liquide qui était alors projetée
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par l'élément, en raison de la force centrifuge, sous forme d'un nuage ou jet divisé, Dans les opérations de ce genre, le nuage ou jet est principalement concentre dans le petit angle adjacent à la couche de liquide qui se trouve à la partie inférieure de l'appareil, sur le côté montant du rouleau.
Par opposition à une opération de ce genre, le procédé et l'appareil suivant l'invention constituent un jet ou nuage qui eat concentré dans une direction vers le haut. La présente invention comprend aussi un procédé per- fectionné dans. lequel les gaz chauds pénètrent dans la chau- dière à travers une zone de nuage localisée de ce genre de telle sorte qu'ils sont soumis à l'effet d'aspersion maximum pendant que leur température est maximum.
') Les gaz servant à la distillation peuvent péné- trer dans la chaudière à l'une des extrémités ou en di- vers points de sa longueur. En général, ils seront retirés d'un seul point, par exemple d'une des extrémités ou du milieu de la chaudière, mais on pourra prévoir dans des cas spéciaux plusieurs conduits d'échappement.
L'invention sera décrite ai-après d'une façon plus détaillée en se référant aux dessins annexés qui représentent schématiquement différentes constructions d'appareils per- mettant de réaliser l'invention et agencées pour réaliser la procéda suivant l'invention, mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux constructions repré- sentées.
Dans lea de sains annexés :
Fig. 1 montre en plan une partie d'une installa- tion de fours à coke à sous-produits munie d'un appareil établi suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue en élévation avec arrachement partiel de l'appareil de fig. 1.
Fig. 3 est une coupe longitudinale d'une autre
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construction de Chaudière de distillation,
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Fig. 4- est un plan de la ohaudière de fis. 30, certaines parties étant briséeso Fige 5 est une coupe longitudinale d'une autre
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oonatruction de chaudière
Fig. 6 est une coupe transversale suivant 6-6 (fig.2).
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Fig. 7 est une coupe transversale suivant 7-7 (fige 3).
Fige, 8 est une coupe transversale suivant 8-8 (fig. 3).
L'appareil de récupération des sous-produits d'une batterie de fours à coke ordinaire est représenté schéma- tiquement dans la partie inférieure de fig, 1. La batterie 1 eat munie des colonnes d'échappement usuelles A allant
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des fours individuels 2 au barillet à commun à un certain nombre de fours. De la botte ou prise de gaz centrale µ.
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du barillet part une conduite transversale aboutissant aux condenseurs. 2 qui sont ici des eondenaeuxa directs munis de dispositifs permettant de projeter du liquide ré- frigérant à l'état divisé dans les gaze
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En quittant les oondenseulso les gaz se rendent par le tuyau à à l'exhausteur 9 et, de là, à l'appareil de
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récupération de 1"ammoniaque et des huiles légères, (non représenté).
Le goudron séparé des gaz dans le barillet passe par le tuyau 10 à la chambre de décantation 11 dont le gou- dron est transféré au réservoir et est refoulé par une
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pompe Il et un tuyau M à la chaudière â0, ou ailleurs. :Le goudron séparé dans les condanseurs passe par des tuyaux 15 dans une chambre de décantation 16 et le goudron déposé dans cette chambre est recueilli dans un réservoir 17 et
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est refoulé par une pompe Jet un tuyau !i. à la cMud1è:a:
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20 ou ailleurs. on peut distiller le goudron lourd recueil- li dans le réservoir 12,le goudron léger recueilli dana le réservoir 17, l'un et l'autre de ces deux goudrons ou un goudron provenant d'autres sources, ce goudron étant amené à la chaudière par un tuyau 24.
Pour simplifier le dessin, on a placé la chaudière sur le cote de la batterie opposé au barillet. Cette chaudière est reliée à plusieurs fours, au nombre de quatre dans les fig. 1 et 2. Ces quatre fours sont reliés à la chaudière 20 par des colonnes d'échappement individuelles 21, qui sont fortement calorifugées et débouchent latérale- ment dans la chaudière comme représenté dans la fig. 6. Le goudron amené à la chaudière par un tuyau 23 arrive soit de l'appareil de récupération des sous-produits de la même installation, soit d'une autre source par un tuyau 24. Une ouverture de nettoyage (fig. 2) permet d'avoir accès à la chaudière, par exemple en vue du nettoyage.
Les colonnes d'échappement individuelles sont aussi munies d'ouvertures de nettoyage Des obturateurs démontables permettent de fermer les colonnes d'échappement pour empêcher le passage des gaz dans ces colonnes pendant le chargement des fours.
Les gaz et vapeurs sortent de la chaudière par un conduit d'échappement 27 et, dans l'appareil des fig. 1 et 2, pénètrent dans une chambre de dép8t 28 dans laquelle les particules de liquide entraînées par lea gaz sont mises à même de se déposer et de revenir à la chaudière. Les gaz s'échappent du sommet de la chambre 28 et se rendent par un tuyau 29 à un condenseur 30 qui est ici un condenseur in- direct refroidi par des serpentins à eau munis de tubulures d'arrivée 31 et de départ 32 de l'eau réfrigérante.
Les gaz quittent le condenseur par un tuyau 33 et rejoignent les gaz sortant de l'appareil de récupération des sous-produits entre -le condenseur 8 et l'exhausteur 9. ,Les huiles liquides
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condensées dama le oondenaeur et la liqueur ammoniacale s'&- chappent pas un tuyau µèt pénètrent dans une chambre de
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décantetion 35 dont les huiles sont transférées à un r'88;- voit Le br&1 ùozt de la. chaudière par un conduit à>échap pement ;)8 at aa tuyan de taop-pleio 39 et est recueilli pan un récipient convenable qui est ici une auge ou gouttière
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0e0 recevant de Peau P&I un tuyau 41 dans la but de refroidi:
et de désagréger le brai et de le décharger dans un réservoir 42.
La chaudière renferme un rouleau cylindrique 43 directement actionne par un moteur électrique 44. Cette chaudière possède en section transversale la forme repré- sentée dans les figo 6 et 7 et la rouleau est situé près
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d"un des cotés de la chaudière et de la paroi infér1eursj le contour de la chaudière.
cet endroit étant préférable- ment concentrique au roulaauo On remarquera que la chau- dière représentée dans les figo 6 et 7, est munie d'une partie supérieure recourbée+ La hauteur de la couche de liquide maintenue au fond de la chaudière et la position et le mode d'action du rouleau rotatif sont tels que le rouleau plonge dans le liquide et puise ce liquide dans l'espace qui le sépare de la paroi latérale de la chaudière en quantité telle, par unité de temps, et à une vitesse telle qu'une nappe de 1 hydrocarbure liquide s'élève de bas en haut le long de la paroi latérale de la, chaudière
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et en travers de sa partie aupériaurec passe de haut en ' bas le long de la paroi opposée et rejoint finalement la.
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masse de liquide qui se trouve au foamde la chaudière. En '' .
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plaçant le rouleau assez près de l'angle de la ohaudière' ;; . 'le et en donnant à oelleQi un contour convenable, le rul.ti".
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rotatif se comporta à. le façon d'une pompe qui aspira. ou,, 1'(Ù puise le liquide de bas en haut entre lui-même et la paroi
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latérale et qui oblige ainsi une couche de ce liquide à s'élever et à passer en travers et au contact de la paroi supérieure de la chaudière, cette couche protégeant les parois de la chaudière contre le contact direct des gaz chauds.
En plus de la couche d'hydrocarbure liquide cona- tituée à l'intérieur de la chaudière par le rouleau tournant rapiaement, ce rouleau conserve une couche de liquide qu'il projette par une action centrifuge à l'intérieur des gaz que renferme la chaudière, sous forme d'un jet divisé ou nuage si abondant que toutes les parties dea gaz sont amenées au contact intime dudit nuage et sont parfaitement lavées et nettoyéea par lui. Le fonctionnement du rouleau rotatif a ainsi pour effet à la fois de projeter le liquide à l'état divisé dans les gaz et de produire une couche de liquide sur les. parois de la chaudière. Aux extrémitéa de la chau- dière, les parois sont lavées par l'hydrocarbure liquide en raison de l'action du jet qui est ai abondant qu'il lave continuellement les parois extrêmes.
Il ressort ce fig. 6 que l'admission de chaque colonne d'échappement 21 eat munie d'un rebord 47 qui fait saillie d'une courte distance à l'intérieur de la chaudière, à la partie inférieure du conduit d'admission de gaz. Si ce rebord n'était pas prévu, la nappe épaisse de liquide passant devant l'admission de gaz pourrait gêner l'entrée du gaz à travers cette nappe. Le rebord saillant prévu à l'extrémité inférieure du conduit d'admission interrompt la couche d'hydrocarbure liquide et forme une ouverture à tra- vers. laquelle lea gaz peuvent pénétrer sans difficulté.
Pour empêcher les remous. misibles à l'intérieur de la chaudière, on a prévu une chicane 55 (fig. 6) conati- tuant une masse d'hydrocarbure liquide dans laquelle la couche de lavage pénètre, cette masse se déversant par-' dessus la chicane pour constituer au fond de la chaudière
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une masse de liquide relativement calmes gatte chicane pénètre dans le conduit d'échappement de braio comme re- présenté en 55a dans la figo 7, et empêcha la formation de remous nuisibles en ce pointa On peut empêchât ou réduire au minimum les remous longitudinaux du liquide dans la. chau- dière par des chicanes transversales 56 qui localisent le mouvement longitudinal du liquide passant au-dessous des chicanes d'uns section de la,
chaudière à la suivante à me- sure que 1& diatillation progressive s'accomplit.
Les conduits d'admission de gaz débouchant dans la chaudière ainsi que la chaudière elle-mtme et la chambre de dépôt sont fortement calorifuger. comme indiqué en 49 dans le but de réduire au minimum la perte de chaleur et d'assu- rer l'utilisation des gaz chauds sensiblement à leur tempé- rature maximum et pratiquement avec leux pouvoir de dis- tillation maximum.
L'appareil des figs. 3 et 4 ne comporte qu'un seul conduit d'admissionde gaz 21a à l'un des extrémitéa de la chaudière au lieu d'en comporter plusieurs comme dans la figé 2. Dans ce cas, les gaz chauds pénètrent tous à l'une des extrémités au lieu de pénétrer en plusieurs, pointa de la longueur de la chaudière comme représenté dans la fige 2.
De plus, dans l'appareil de figo 1 et 20 lea gaz pénè- trent à travers la paroi latérale de la chaudière et à travers la zone de projection maximum déterminée pax le dispositif d'aspersion tournant rapidement, tandis que, /l'appareil de fig. 3, les gaz pénètrent à l'une des extrémités de la chaudière, passent à 19intérieur du conduit à liquide cons- titué dans la chaudière par la couche de lavage et aont son- Lais à l'action d'aspersion intense du jet ou nuage d'hydro- carbure liquide.
Dans l'appareil des fige, 1 à 4, lea gaz et les hydrocarbures liquides se meuvent dans le même sens.
Dans l'appareil de figo 5, les courants sont de sens. inverses
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et des moyens sont prévus poun préchauffer le goudron et le distiller partiellement pax son contact avec les gaz et vapeurs chauds quittant la chaudière. Les parties de l'ap- pareil des fige. 3 à b et 7 qui correspondent à celles des fige 1,2 et 6 ont été désignées par les même nombrea affec- tés des lettres "a" et "b".
Dans l'appareil de fig. 5, la tour 27b est munie de sections, de matière de remplissage telles que des anneaux 50 entre lesquels le goudron préchauffé est admis pax un tuyau 23b. Une chicane 51 est disposée au-dessus, du con- duit d'admission 27b, et un tuyau 52 amène le goudron par- tiellement distillé à la chaudière 20b. La disposition est telle que le goudron préchauffé peut être introduit dans- la tour 28 et amené au contact direct des gaz et vapeurs chauds quittant la chaudière pour être ainsi distillé partiellement.
Le goudron partiellement distillé pénètre alors dans la chaudière où il subit une nouvelle distillation. Dans la fig. 5, les gaz pénètrent dans la chaudière à l'une de ses extrémités comme dans la fig. 3, mais les courants de gaz et de liquide sont de sens inverses dana la fige b, alors qu'ils sont de même sens dans la fige 3.
Le rouleau rotatif 43b de fig. 5 est muni de nervures et gorgea circonférentielles. Lorsque ce disposi- tif est anima d'un mouvement de rotation rapide, il produit à l'intérieur de la chaudière elle-même un nuage ou jet de liquide à l'état divisé et il présente d'autres avanta- ges en ce qui concerne la production, dans la chaudière,d'une couche de lavage continue composée du liquide.
Dans le fonctionnement des appareils représentés, les gaz chauds sortant des foura à coke ou d'autres gaz à haute température pénètrent dans la chaudière par le tuyau individuel 26 des fig. 1 et 2; ou par le conduit d'admission
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extrême 21a ou 21b des fig. 3 et 5,par exemples à une tem- pérature voisine de 750 C.,cette température pouvant tou- tefois varier selon la nature des gaz appliquée, L'hydro- carbure liquide à distiller pas exemple du goudron ou brait!) le cas échéant partiellement distillée lequel liquide peut être à un état préchauffé:) pénètre dans la chaudière par le tuyau 14 de fig.2 ou les tuyaux 23a, 23b des fig. 3 et 5.
Dans l'appareil de figo 5, un nouveau chauffage et une nou- velle distillation s'effectuant dans le passage de l'hydro- carbure à travers la tour 28b. L'hydrocakbure liquide tra- verse la chaudière soit dans le même sens que le courant de gaz chauds, soit en sens inverse. Les gaz et vapeurs mélangés sortent de la chaudière pas l'ouverture d'échap- pement et pénètrent dans la tour de aépôt (28, 28a ou 28b).
Dans la tour 28b,ils distillent partiellement l'hydrocarbure' introduit dans cette tour. Le brai s'échappe par le conduit d'échappement de brai. Ces opérations seront continues si l'hydrocarbure liquide et les gaz sont introduits .une façon continue, les gaz et vapeurs mélangés d'une part et le résidu de brai d'autre part étant aussi retirés d'une façon continue.
Une masse de l'hydrocarbure liquide sera maintenue au fond de la chaudière et le mouvement ae rotation rapide du rouleau aura pour effet d'en élever un grand volume entre le rouleau et la paroi latérale de la chaudière et de le dis- tribuer sous forme d'une couche s'élevant le long de la paroi verticale de la chaudière et se mouvant au contact de la pa- roi supérieure recourbée:) une partie du liquide étant en même temps projetée à l'état divisé par le rouleau dans lea gaz de la chaudière de façon à constituer une masse abondante de particules ou nuage dans toutes les parties de la capacité interne de la chaudière.
La couche de lavage d'hydrocarbure liquide sera plus ou moins irrégulière et le liquide ciroulera
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si activement et sera projeté dans les gaz et le long des parois de la chaudière d'une façon si parfaite et si intense que toutes 1-eg parties des gaz seront continuellement lavées et amenées d"une façon répétée au contact du liquide. Cette action est ai parfaite et ai rapide que la température des gaz s'absisse presque instantanement à une valeur beaucoup plus faible pendant que le liquide lui-même s'échauffe et se distille rapidement.
Les quantités de gaz et d'hydro- carbure liquide introduites par unité de temps peuvent va- rier, mais la nature de l'action sera indiquée par le fait que les gaz peuvent n'exiger que quelques secondes, par exemple 1 à b secondes, dans leur passage à travers la chaudière, cette courte période de temps étant suffisante pour réduire leur température, par exemple, de 750 C. à 300 C. environ ou au-dessous, tandis que l'hydrocarbure liquide peut n'exiger que quelques minutes pour passer à travers la chaudière et y être distillé.
Par exemple, la durée du passate de l'hydrocarbure vaiera de 3 à 10 minutes ou un pou plus, selon le débit, les dimensions de la chaudière, les dimensions de la masse d'hydrocature liquide qui ae trouve au fond de la chaudière. etc... Néanmoins, pendant la courte période du passage des gaz à travers la chaudière et du passage de l'hydrocarbure liquide à travers cette chaudière, les actions mutuelles des gaze de l'hydrocarbure sont si grandes que les gaz sont refroidis à une température voisine de celle du liquide et que le liquide est lui-même chauffé à une température voisine de celle dea gaz,
de sorte que les gaz et le brai qui s'échappent sont voisine d'un état d'équilibre l'un par rapport à l'autre.
Une partie du nuage de particules peut quitter la chaudière avec les gaz et les vapeurs, maia ces particules seront recueillies dans la tour de décantation et ramenées à ,la chaudière. Le mélange de gaz et de vapeur sortant de la
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tour de décantation possédera une température élevéepar élevée, par exemple voisine de 250 à 350 C.
lorsqu.on fa- brique un brai fondant à 200%et au-dessus avec du goudron de houille, mais cette tempéraure pourra varier avec les conditions de travail, en particulier lorsque le goudron ou autre hydrocarbure est introduit dans la tour de décanta- tion pour y être partiellement distillée,
En réglant la hauteur de la couche de liquide que renferme la chaudière à l'aide d'un trop-plein réglable 39, on peut régler la profondeur de pénétration du dispositif pul- .
vérisateur rotatif dans le liquide et régler la nature de la couohe de liquide projetée contre la surface de l'appareil et la nature du nuage produite, Le rouleau rainuré de fige 5 ne demande pas un réglage aussi soigné que le rouleau cylin- drique lisse et présente d'autres avantages. S'il s'effec- tue localement uns distillation exagérée et une formation de petites particules de coke:
, ceci ne présente pas d'in- convénienta parce que ces particules seront recueillies par la masse de liquide animée d'un mouvement rapide et mélan- -géea avec cette masse, de sorte que le résidu liquide- qui peut contenir du coke plus ou moins finement divisée quittera 1 appareil à l'état liquide, les éléments liquides servant de fondant pour les particules solidifiées susceptibles de s'être formées.
Le présent procédé permet ae distiller du goudron de four à coke ordinaire pour produire le rendement en huiles pratiquement maximum, par exemple voisin de -75 ou 80 % ou davantage du goudron distillé)) en même temps qu'un brai de point de fusion élevé:
, par exemple fondant à 2000 .. ou 260 C. mais il va de soi que 1 invention n'est pas li- mitée au procédé consistant à distiller l'hydrocarbure li- quide pour produire le rendement maximum en huiles distil- lées et les résidus de brai des points de fusion lea plus élevés,, étant-donné que le présent procédé présente de
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nombreux avantages lorsqu'il est appliqué à la distillation rapide des hydrocarbures pour produire des rendements plus faibles en distillat et des résidus de point de fusion plus faible.
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UaooenB ET azBùBBm ME nwoe1Lwrzoi M HïBR & GmB # BM
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this inviSmt1Ón has txai to a pRoeë & 4 gt to that api roil perfected for distillas dora hydrocarbons Ilquldeap and in paaticnlieoe of coal tar> by their direct contact with gan at hru1ItGl tempél'atU% $ 1i) and cm pG.% tin11u of gases. from co1 oven # J to their tmpexataxa practically naxmUùh Lonsgue des. : rrwdito # bU% @ a Ilquldon te.la Q..11G the tar of hou1Uev eteooo are soNads to a distillat1on- Ua dopne.nt: r.1.nalememlt u oeta as ité-aidu ai la âisilla, tion is pushed jNaqa *. 1 $ 8cJ! Mnrt <> If the tar ao '(lm1 ..
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during distillation is locally superheated, local formation of hard pitch and coke can take place.
When a tar is distilled by direct contact with high temperature gases such as those coming directly from coke ovens, these gases have such a high temperature that, if they come into local contact with a limited amount of tar or of pitch, coking is prone to occur. Similarly, in the distillation of other hydrocarbon oils for the production of an asphalt or pitch-like residue, coking Local pitch or asphalt may occur if precautions are not taken to avoid it.
The present invention relates to an improved process and apparatus for distilling hydrocarbon oils such as oils. tarring machines and pitch using high temperature gas in a particularly advantageous manner and which avoids or minimizes the risk of coke formation and deposition. the walls of the distillation boiler.
In the process and apparatus according to the invention, the hot gases employed for the distillation are introduced into a distillation boiler and are, in this boiler, brought into contact with the liquid hydrocarbon to be distilled which is projected in the state. divided so intensely and so perfectly that the internal surfaces of the boiler are vigorously washed by a stream of said liquid, so that, in reality, the hot gases which the boiler contains only come into contact with hydrocarbon liquid particles and with hydrocarbon washed surfaces.
In addition, according to the invention, the hot gases entering the boiler are sprayed perfectly with liquid hydrocarbon in the divided state: and the spraying
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is concentrated in the pt1 @ of the ohanàiéio where the gas penetrates.
L> inven% 10fl Qomprerod additionally for the diatillat10a of hyd? OeaxbaE <Mt Ilquldozi Me boiler or chamber of di &% 1µf;%. Perfected lation provided with means allowing the destruction of the hot gas and the removal of its re ± roid.1 and of the: va *? fears of naked melemgeoa oil @ this g # o this poa & è boiler, - de. in section a profile which fQ '\ 1oriata the format of an * OR-', 'che continues to liquid bvdrocarbon on its floor and is provided with d1apoltif $ deapariaion rotatifa dl> uno nature as they project the liquid hydrocarbon in the divided state over all parts of the boiler and further ensure a continuous flow of this liquid over the internal surfaces of the boiler.
The procedure carried out in such a boiler includes erecting and maintaining a sandal of
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The liquid hydrocarbon which envelops a jet or cloud 4e the main material, and the passage of hot gases. used for the distillation with iiatexieeK of the conduit and aw oontact, of the Jet. . 1.hydrosarbu> e liquid constituting the garnish you avoid the elbow.
In our preferred embodiment, the boiler
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following theventîon has a generally oval, .¯¯ elliptical or circular shape in cross section, or a similar shape ,,. In the lower part there is a dia-
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positive asparalono of generally cylindrical shape, which plunges into the mass of liquid hydroc # rbure located at the lower part of the boiler and which is animated by a
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have rapid rotation so as to project the liqc14a -i3 efficiently into the mowing @ the pas'tiae of the boiler.
¯De, pluagl the dîapoaitîfa d "a, speEaian ot & tlf8 are placed near the floor of the boiler in such a way that & i.1 & draw on -.'- '% S continuously and rapidly pump out liquid qtt1.aa j find between the device and the walls and lDob11get to aê '
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movement on the walls of the boiler in the form of a continuous layer so that a continuous duct is obtained filled with a cloud of particles through which the gas passes.
The high temperature gases employed in the process and apparatus according to the invention may be coke oven gases or other coal distillation gases. gasifier gas, water gas or one or more other similar combustible gases produced by other instructive distillation processes, etc. The gases from coal distillation retorts may have, for example, example. a temperature of 450-500 C. or above, while the gases from coke by-product ovens may have a temperature of around 600 to 800 C. or above.
These temperatures are such that the embers will quickly colfy if a limited amount of the pitch comes in contact with too much gas. *
The hydrocarbons distilled according to the invention are hydrocarbons which when produced by local superheating or by deep distillation to completion give solid coke-like residues. The invention is particularly advantageously applicable to the distillation of coal tar hydrocarbons such as coke oven tar, water gas tar. lighting gas tar, gas generator gas tar, etc.
The distillation of these tars finally gives coke as a residue. The present invention allows these tars to be distilled to such an extent that the substantially maximum yield of distillation product and a pitch residue which is still liquid but which may contain only a limited excess of forming elements can be obtained. fondanta to allow the residue to be discharged from the boiler in a liquid state.
The length of the boiler can vary by one or
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two meters at a much greater length, The di-
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mena10ns transveR6le $ of the boiler can vary but may vary as it is said higher a preferred and particularly advantageous eonatrustlen is that having an upper part rounded @ in cross section, which S allows to flow on this pa #tia. a washing layer] µ continues which ends with the liquid hydEoeaBbNt layer -i
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which is at the bottom of the ehaadièxe in a continuous duct J1 of hydrocarbon: U.qt1li.delJ> "= ¯ ¯.fl:>:
o The pravu8 mechanical dïspoaltffe to project the hydrocarbon in the divided state and to maintain the
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preferably have a 0 or generally Qy11Dâr1 that. One can fix ueage of smooth cylinders or of c; Jlimie81, provided with grooves or ribs oirconferentlelleae Cee lin drea are placed in such a way that they plunge into the. .r ¯ of liquid hydrocarbon which is found at the bottom of the gasoline '
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However;) instead of rotating so as to project .h1dzocar. liquid bure directly in the ohauà1ère they are placed) 1 "'' 4 near one of the o1 @. lsterolsa of the. cat1rdière and dtapoaéa: 1 'of such aorta that they draw and raise between the element
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.> - ,, <é> à = Ej <rotary and the paxoi of the boiler a quantity d ")] ydEoaat '.j bure whose volume and speed are such that" a fresh] ¯µµ of this hydrocarbon is pipe in contact with the rounded upper part of the boiler in the form of a washing trap. Together with the formation of this layer, the washing Q, the rotating element throws the liquid hydrocarbon .¯j] j knocks the gauze but the spray is thrown by the aprea element - = ->. '<-.
.i Î y "that it has left the washing layer,
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In the antéiieuna dana ¯ dispersal devices, which used a motive roller at 1 * '11311 éléi fl
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similarly rotating element, the rotating element plunged in a limited quantity into the liquid to form on the rotating element a thin layer of liquid which was then projected
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by the element, due to centrifugal force, in the form of a cloud or divided jet, In operations of this kind, the cloud or jet is mainly concentrated in the small angle adjacent to the layer of liquid which lies at the lower part of the device, on the upright side of the roller.
As opposed to such an operation, the method and apparatus according to the invention constitute a jet or cloud which is concentrated in an upward direction. The present invention also includes a process improved in. in which the hot gases enter the boiler through such a localized cloud zone such that they are subjected to the maximum spray effect while their temperature is maximum.
') The gases used in the distillation may enter the boiler at either end or at various points along its length. In general, they will be removed from a single point, for example from one of the ends or the middle of the boiler, but in special cases, several exhaust ducts can be provided.
The invention will be described hereafter in more detail with reference to the accompanying drawings which schematically represent different constructions of apparatus for carrying out the invention and arranged to carry out the process according to the invention, but it is of course, the invention is not limited to the constructions shown.
In the annexed healthy leaflets:
Fig. 1 shows in plan a part of an installation of coke by-product ovens provided with an apparatus established according to the invention.
Fig. 2 is an elevational view partially cut away of the apparatus of FIG. 1.
Fig. 3 is a longitudinal section of another
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construction of distillation boiler,
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Fig. 4- is a plan of the fis boiler. 30, some parts broken o Fig. 5 is a longitudinal section of another
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oonatruction of boiler
Fig. 6 is a cross section along 6-6 (fig.2).
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Fig. 7 is a cross section along 7-7 (fig 3).
Fig. 8 is a cross section along 8-8 (Fig. 3).
The apparatus for recovering the by-products of an ordinary coke oven battery is shown diagrammatically in the lower part of fig, 1. The battery 1 is provided with the usual exhaust columns A going
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individual ovens 2 with the common barrel to a certain number of ovens. From the boot or central gas outlet µ.
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from the barrel starts a transverse pipe leading to the condensers. 2 which are here direct eondenaeuxa provided with devices making it possible to project refrigerant liquid in the divided state into the gauzes
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When leaving the oondenseulso the gases go through pipe to the exhauster 9 and, from there, to the
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recovery of ammonia and light oils (not shown).
The tar separated from the gases in the barrel passes through the pipe 10 to the settling chamber 11, the tar of which is transferred to the reservoir and is discharged by a
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pump II and a pipe M to the boiler â0, or elsewhere. : The tar separated in the condans passes through pipes 15 in a settling chamber 16 and the tar deposited in this chamber is collected in a tank 17 and
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is delivered by a Jet pump a hose! i. at cMud1è: a:
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20 or elsewhere. the heavy tar collected in tank 12 can be distilled, the light tar collected in tank 17, either of these two tars or a tar from other sources, this tar being brought to the boiler by a pipe 24.
To simplify the drawing, the boiler was placed on the side of the coil opposite the barrel. This boiler is connected to several furnaces, four in number in fig. 1 and 2. These four furnaces are connected to the boiler 20 by individual exhaust columns 21, which are highly insulated and open laterally into the boiler as shown in fig. 6. The tar brought to the boiler through a pipe 23 arrives either from the by-product recovery device of the same installation, or from another source through a pipe 24. A cleaning opening (fig. 2) allows to have access to the boiler, for example for cleaning.
The individual exhaust columns are also equipped with cleaning openings. Removable shutters allow the exhaust columns to be closed to prevent the passage of gases through these columns during loading of the furnaces.
The gases and vapors leave the boiler through an exhaust duct 27 and, in the apparatus of FIGS. 1 and 2 enter a deposit chamber 28 in which the liquid particles entrained by the gas are made to settle and return to the boiler. The gases escape from the top of the chamber 28 and pass through a pipe 29 to a condenser 30 which is here an indirect condenser cooled by water coils fitted with inlet 31 and outlet 32 pipes. cooling water.
The gases leave the condenser via a pipe 33 and join the gases leaving the device for recovering the by-products between the condenser 8 and the exhauster 9. Liquid oils
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condensed dama the oondenaeur and the ammoniacal liquor do not escape a µet pipe enter a chamber of
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decantation 35 from which the oils are transferred to a r'88; - see The br & 1 ùozt de la. boiler by an exhaust duct;) 8 at aa taop-pleio pipe 39 and is collected in a suitable container which is here a trough or gutter
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0e0 receiving from P&I Peau a pipe 41 in order to cool:
and breaking up the pitch and discharging it into a tank 42.
The boiler contains a cylindrical roller 43 directly actuated by an electric motor 44. This boiler has in cross section the shape shown in figs 6 and 7 and the roller is located near
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on one side of the boiler and on the lower wall the contour of the boiler.
this place being preferably concentric with the roulaauo Note that the boiler shown in figs 6 and 7 is provided with a curved upper part + The height of the layer of liquid maintained at the bottom of the boiler and the position and mode of action of the rotating roller are such that the roller immerses in the liquid and draws this liquid from the space which separates it from the side wall of the boiler in such quantity, per unit of time, and at a speed such that a slick of liquid hydrocarbon rises from bottom to top along the side wall of the boiler
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and across its part at the edge passes up and down along the opposite wall and finally joins the.
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mass of liquid in the foam of the boiler. In '' .
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placing the roller close enough to the corner of the boiler ';; . 'le and giving oelleQi a suitable outline, the rul.ti ".
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rotary behaved at. the way a pump sucked. or ,, 1 '(Ù draws the liquid from the bottom up between itself and the wall
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lateral and which thus forces a layer of this liquid to rise and pass through and in contact with the upper wall of the boiler, this layer protecting the walls of the boiler against direct contact with hot gases.
In addition to the layer of liquid hydrocarbon formed inside the boiler by the rapidly rotating roller, this roller retains a layer of liquid which it projects by centrifugal action inside the gases contained in the boiler. , in the form of a divided jet or cloud so abundant that all parts of the gas are brought into intimate contact with said cloud and are thoroughly washed and cleaned by it. The operation of the rotating roller thus has the effect of both throwing the liquid in the divided state into the gases and producing a layer of liquid thereon. walls of the boiler. At the end of the boiler the walls are washed with liquid hydrocarbon due to the action of the jet which is abundant so that it continually washes the end walls.
It appears this fig. 6 that the inlet of each exhaust column 21 is provided with a flange 47 which protrudes a short distance inside the boiler, at the bottom of the gas inlet duct. If this rim were not provided, the thick sheet of liquid passing in front of the gas inlet could hinder the entry of gas through this sheet. The protruding rim provided at the lower end of the inlet duct interrupts the layer of liquid hydrocarbon and forms an opening therethrough. which gases can penetrate without difficulty.
To prevent eddies. placed inside the boiler, a baffle 55 (fig. 6) is provided conatituting a mass of liquid hydrocarbon into which the washing layer penetrates, this mass spilling over the baffle to form at the bottom. bottom of the boiler
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a relatively calm mass of liquid baffle pan enters the braio exhaust duct as shown at 55a in Fig. 7, and prevented the formation of harmful eddies at this pointa Longitudinal eddies of the liquid can be prevented or minimized in the. boiler by transverse baffles 56 which localize the longitudinal movement of the liquid passing below the baffles of a section of the,
boiler to the next one as gradual dilution is accomplished.
The gas intake ducts opening into the boiler as well as the boiler itself and the deposition chamber are highly insulated. as indicated at 49 for the purpose of minimizing heat loss and assuring use of the hot gases at substantially their maximum temperature and practically with their maximum distillation power.
The apparatus of figs. 3 and 4 has only one gas inlet duct 21a at one end of the boiler instead of having several as in FIG. 2. In this case, the hot gases all enter one ends instead of entering several, pointed the length of the boiler as shown in fig 2.
In addition, in the apparatus of fig. 1 and 20 the gas penetrates through the side wall of the boiler and through the maximum projection zone determined by the rapidly rotating sprinkler device, while the apparatus of fig. 3, the gases enter at one end of the boiler, pass inside the liquid duct formed in the boiler through the washing layer and are released by the intense spraying action of the jet or cloud. of liquid hydrocarbon.
In the apparatus of figs, 1 to 4, the gases and the liquid hydrocarbons move in the same direction.
In the apparatus of figo 5, the currents are of direction. reverse
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and means are provided for preheating the tar and partially distilling it after its contact with the hot gases and vapors leaving the boiler. The parts of the apparatus are frozen. 3 to b and 7 which correspond to those of figs 1, 2 and 6 have been designated by the same numbers assigned to the letters "a" and "b".
In the apparatus of fig. 5, the tower 27b is provided with sections, of filling material such as rings 50 between which the preheated tar is admitted by a pipe 23b. A baffle 51 is disposed above the inlet duct 27b, and a pipe 52 brings the partially distilled tar to the boiler 20b. The arrangement is such that the preheated tar can be introduced into tower 28 and brought into direct contact with the hot gases and vapors leaving the boiler to thereby be partially distilled.
The partially distilled tar then enters the boiler where it undergoes further distillation. In fig. 5, the gases enter the boiler at one of its ends as in fig. 3, but the gas and liquid currents are in opposite directions in fig b, while they are in the same direction in fig 3.
The rotating roller 43b of FIG. 5 is provided with circumferential ribs and gorgea. When this device is animated by a rapid rotational movement, it produces inside the boiler itself a cloud or jet of liquid in the divided state and it presents other advantages in that. relates to the production, in the boiler, of a continuous washing layer composed of the liquid.
In the operation of the apparatuses shown, the hot gases leaving the coke ovens or other gases at high temperature enter the boiler through the individual pipe 26 of FIGS. 1 and 2; or through the intake duct
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extreme 21a or 21b of fig. 3 and 5, for example at a temperature close to 750 C., this temperature being able however to vary according to the nature of the gas applied, the liquid hydrocarbon to be distilled (eg tar or braise!) If necessary partially distilled which liquid may be in a preheated state :) enters the boiler through pipe 14 of fig.2 or pipes 23a, 23b of fig. 3 and 5.
In the apparatus of FIG. 5, a new heating and a new distillation taking place in the passage of the hydrocarbon through the tower 28b. Liquid hydrocakbide flows through the boiler either in the same direction as the hot gas stream, or in reverse. The mixed gases and vapors leave the boiler through the exhaust opening and enter the storage tower (28, 28a or 28b).
In tower 28b, they partially distill the hydrocarbon 'introduced into this tower. The pitch escapes through the pitch exhaust duct. These operations will be continuous if the liquid hydrocarbon and gases are introduced continuously, the mixed gases and vapors on the one hand and the pitch residue on the other hand also being withdrawn continuously.
A mass of the liquid hydrocarbon will be maintained at the bottom of the boiler and the rapid rotating movement of the roller will have the effect of raising a large volume of it between the roller and the side wall of the boiler and distributing it as of a layer rising along the vertical wall of the boiler and moving in contact with the curved upper wall :) a part of the liquid being at the same time projected in the state divided by the roller into the gas of the boiler so as to form an abundant mass of particles or cloud in all parts of the internal capacity of the boiler.
The liquid hydrocarbon wash layer will be more or less irregular and the liquid will flow
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so actively and will be projected into the gases and along the walls of the boiler in such a perfect and intense manner that all 1-eg parts of the gases will be continually washed and repeatedly brought into contact with the liquid. It is perfect and rapid that the temperature of the gases is absent almost instantaneously to a much lower value as the liquid itself heats up and distils rapidly.
The quantities of gas and liquid hydrocarbon introduced per unit of time may vary, but the nature of the action will be indicated by the fact that the gases may require only a few seconds, for example 1 to b seconds. , in their passage through the boiler, this short period of time being sufficient to reduce their temperature, for example, from 750 C. to about 300 C. or below, while liquid hydrocarbon may require only a few minutes to pass through the boiler and be distilled there.
For example, the duration of the passate of the hydrocarbon will vary from 3 to 10 minutes or one more, depending on the flow rate, the dimensions of the boiler, the dimensions of the mass of liquid hydrocature which is at the bottom of the boiler. etc. Nevertheless, during the short period of the passage of the gases through the boiler and the passage of the liquid hydrocarbon through this boiler, the mutual actions of the hydrocarbon gauzes are so great that the gases are cooled to a temperature close to that of the liquid and that the liquid is itself heated to a temperature close to that of the gas,
so that the escaping gases and pitch are close to a state of equilibrium with respect to each other.
Part of the cloud of particles can leave the boiler with the gases and vapors, but these particles will be collected in the settling tower and returned to the boiler. The mixture of gas and steam coming out of the
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decantation tower will have a high temperature by high, for example around 250 to 350 C.
when making a pitch melting at 200% and above with coal tar, but this temperature may vary with the working conditions, particularly when tar or other hydrocarbon is introduced into the settling tower to be partially distilled there,
By adjusting the height of the liquid layer contained in the boiler using an adjustable overflow 39, the depth of penetration of the pulper device can be adjusted.
rotary actuator in the liquid and adjust the nature of the layer of liquid projected against the surface of the apparatus and the nature of the cloud produced, The grooved freezer roller 5 does not require as careful an adjustment as the smooth cylindrical roller and has other advantages. If excessive distillation is carried out locally and the formation of small particles of coke:
, this does not present an inconvenienta because these particles will be collected by the mass of liquid moving rapidly and mixed with this mass, so that the liquid residue- which may contain coke more or less finely divided will leave the apparatus in a liquid state, the liquid elements serving as a flux for the solidified particles which may have formed.
The present process allows ordinary coke oven tar to be distilled to produce the substantially maximum oil yield, for example around -75 or 80% or more of the distilled tar)) together with a high melting point pitch. :
, for example melting at 2000 ... or 260 ° C., but it goes without saying that the invention is not limited to the process of distilling the liquid hydrocarbon to produce the maximum yield of distilled oils and oils. The highest melting point pitch residues, since the present process exhibits
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many advantages when applied to the rapid distillation of hydrocarbons to produce lower distillate yields and lower melting point residues.