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" Procédé pour la distillation à basse température de com- bustibles ,dans des fours à chambres verticaux ".
Il est connu d'utiliser, en vue de la cokéfaction à température moyenne et de la distillation à basse tempéra- ture, des fours à chambres chauffés de l'extérieur et construits en matière réfractaire, tels que ceux qu'on uti- lise pour le dégazage à haute température de combustibles, en particulier de houilles à grain fini , pour la production de gaz et de coke. Habituellement, la cokéfaction à haute température, correspond à une température finale du coke d'environ 1000 , la cokéfaction à température moyenne à une température de 700 et la distillation à basse température à une température de 500 ou au-dessus.
Si l'on ajuste les températures, dans les chambres de chauffage,à la tempéra- ture finale du coke à produire, pour obtenir dans tous lescas un produit final dégazé aussi uniforme que possible, la chute de température dans les parois situées entre les
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chambres de chauffage et les chambres de fours, calculée en moyenne sur la totalité du temps de dégazage, est sen- siblement plus faible dans la cokéfaction à température moyen- ne, et plus faible encore pour la distillation à basse tem- pérature, que lors de la cokéfaction à haute température, et il ressort de ce fait, pour les mêmes fours, une prolon- gation du temps de dégazage, par rapport au temps exigé dans la cokéfaction à haute température.
On a bien, d'après une proposition connue, réalisé des fours à coke dont les parois sont exclusivement constituées de matière réfractai- re, en vue de l'obtention d'un coke à température moyenne, et augmenté dans ce cas l'épaisseur de la paroi située en- tre les chambres de chauffage et les chambres de fours, jusqu'au delà de la mesure qui répond aux exigences de la solidité, afin de pouvoir supporter une chute de tempéra- ture aussi grande que possible, dans ladite paroi, Pour ob- tenir, toutefois, un coke à température moyenne, d'un déga- zage aussi uniforme que possible, il était nécessaire de maintenir, dans ces systèmes de fours, dans le cas de la cokéfaction à température moyenne, la température dans les chambres de chauffage à une valeur sensiblement plus faible que lors de la cokéfaction à haute température.
Ain- si, dans ces systèmes de fours permettant aussi l'obtention de coke à haute température, le temps de dégazage était plus réduit que pour l'obtention du coke à température moyen ne .
Bien qu'actuellement on ait intérêt à produire, en partant de houilles, du coke à basse température obtenu à des températures réellement très basses, par exemple à une température finale de 500 ou 550 C., attendu qu'un tel coke à basse température, du fait de son inflammabilité aisée, est bien approprié à l'emploi dans les générateurs de véhi- cules ainsi que dans les foyers domestiques, ce coke cepen-
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dant n'a pu faire l'objet, de façon générale, d'une demande plus active que celle du coke à haute température- Si l'on considère que, dans la cokéfaction à température moyenne et dans la distillation à basse température , le rendement en sous-produits est, calculé en valeur, plus faible que dans la cokéfaction à haute température, on comprend qu'un four à coke,
lorsqu'on le fait travailler à température moyenne ou à basse température, ne peut fonctionner de façon écono- mique que si en même temps sa production se trouve notable- ment augmentée.
Afin d'abréger le temps de distillation, on a par con- séquent déjà, dans les fours qui sont construits en matière réfractaire, prévu à l'intérieur des chambres de four des garnitures métalliques, c'est-à-dire en une matière qui conduit notablement mieux la valeur que les briques réfrac- taires . Si les parois métalliques sont disposées parallèle-
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ment aux parois du four, c'est-à-dire perpendiculairement e cvm.v5 0' à la ohute de température qui s'effectue entre les t-anbetm de chauffage et les chambres de four, on n'a pu obtenir une accélération notable du processus de dégazage.
Comme réalisations de ce genre, on mentionnera par exemple la proposition suivant laquelle, dans un four à chambres hori- zontal, les parois sont revêtues de fer, et l'en mentionnera également la construction dans laquelle, à l'intérieur d'une cornue verticale construite en matière réfractaire et de section transversale quadrangulaire , on dispose une mvelop- pe métallique de section correspondante, à l'intérieur de laquelle est placé le combustible. La prévision de cavités entre la paroi réfractaire et les garnitures métalliques augmentait plutôt qu'elle ne réduisait le temps de distilla- tion.
Il est vrai qu'on connaît déjà aussi, un four vertical, dans lequel, entre les parois des chambres chauffées et se faisant vis-à-vis, on dispose des pièces métalliques,par
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exemple sous forme de fers à I, faisant office de "pont de chaleur", On n'est pas parvenu toutefois, avec cette disposition, à obtenir des temps de distillation réduits, attendu que les gaz de chauffage passent directement sur les garnitures métalliques et ne peuvent par conséquent leur donner une température plus élevée que celle que lesdites garnitures métalliques sont susceptibles de sup- porter.
Une construction de four dans laquelle les parois des chambres horizontales sont reliées, en certains points,par des garnitures métalliques, susceptibles de bien conduire la chaleur, mais dans laquelle toutefois, entre ces garni- tures, il subsiste des intervalles d'une extension impor- tante, perpendiculairement à la chute de température,dans lesquels la transmission de la chaleur depuis les parois réfractaires doit s'effectuer à travers le combustible lui- pas même, n'est/non plus propre à la production d'un coke de distillation à basse température uniformément dégazé, en des temps plus réduits que ceux répondant à la cokéfaction à haute température.
Conformément à l'invention, et en vue de la distilla- tion à basse température des combustibles, dans des fours à chambres verticaux, chauffés de l'extérieur et en service discontinu, on utilise des garnitures métalliques qui s'é- tendent de part et d'autre sur toute la surface des parois des chambres et qui, par l'intermédiaire de jonctions trans- versales verticales continues, forment des "ponts" bons con- ducteurs entre les deux parois des chambres. Ces garnitures subdivisent les chambres de four en chambres continues dans le sens vertical dont l'étendue, dans la direction trans- versale de la chambre, constitue un multiple de leur lar- geur. Dans les chambres de chauffage, on maintient des tem- pératures (dépassant 1.000 C.) correspondant à la production
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du coke à haute température.
Les jonctions transversales des garnitures métalliques conduisent les oalories depuis les parois des chambres jus- qu'à l'intérieur de celles-ci et les fournissent à la char- ge des chambres, dans laquelle ainsi la chute de températu- re se manifeste pour la plus grande part, non pas en direc- tion transversale des chambres, mais bien perpendiculaire- ment à cette direction (ainsi qu'horizontalement). La chute de température qui se manifeste dans la paroi des chambres, sensiblement perpendiculairement aux parois, est donc, par suite de la disposition des garnitures métalliques à l'inté- rieur des chambres, pour la plus grande partie transformée en une chute qui s'effectue perpendiculairement à cette di- rection.
Il faut donc que les chambres partielles, qui s'é- tendent verticalement,ne présentent à l'intérieur des cham- bres qu'une largeur réduite (comptée perpendiculairement à la largeur des chambres) et l'on indiquera comme valeur ap- propriée, une largeur de 70 m/m pour une largeur normale des chambres d'environ 450 m/m.
La forme la plus convenable des garnitures métalliques sera celle de fers à U ou de fers à I placés verticalement les ailes de l'U ou de l'I venant porter contre la paroi réfractaire de la chambre et recouvrant complètement celle- ci. Les âmes des fers à U ou à I sont orientées dans le sens de l'étendue la plus faible de la ohambre, depuis une paroi de chambre jusqu'à l'autre. La chambre de four toute entière, est, de cette manière, subdivisée en chambres par- tielles dont la longueur répond à la grandeur du gâteau de coke qu'on désire obtenir. Pour réaliser un passage de calo- ries suffisant, on choisira avantageusement l'épaisseur moyenne des âmes telle qu'elle équivaudra au moins à un quart de l'intervalle des âmes successives, après chargement du combustible.
Attendu que le passage des calories à tra-
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vers ces âmes, qui s'étendent suivant la petite dimension des chambres, est plus actif au niveau des ailes qui se trouvent devant les parois des chambres, il est @ecomman- dable de prévoir les âmes plus épaisses aux bords, et de réduire l'épaisseur desdites âmes en direction du milieu des chambres, grâce à quoi un chargement plus fort en com- bustible des chambres est possible.
Il ressort de la constatation que la chute de tempéra- ture, qui s'effectue à l'intérieur de la maçonnerie réfrac- taire en direction transversale des chambres, est transmise par les âmes des garnitures métalliques en U ou en I assez rapidement pour que, de ce fait, on puisse réaliser une chute de température règnant à l'intérieur du chargement dans la direction longitudinale horizontale des chambres, que la haute température des chambres de chauffage est d'autant plus efficace et que la puissance de production du four peut être d'autant plus augmentée que ledit four est large.
Cela signifie que le rapport de l'extension longitudinale horizontale des chambres partielles vertica- les, formées par les garnitures, doit être aussi grand que possible eu égard à l'étendue en largeur horizontale de ces chambres partielles (qui a été ci-dessus appelée "distance entre les âmes "). Conformément à l'invention, ce rapport de la longueur à la largeur des chambres partiel- les doit être plus grand que 5:1. Pour, en tenant compte de cette donnée, arriver au choix de dimensions pratiquement utilisables, on part convenablement de la largeur courante des chambres de four verticales dépourvues des garnitures métalliques, pour lesquelles la dimension de 450 m/m est une mesure pratiquement adoptée .
En ce qui concerne la grosseur des blocs de coke de distillation à basse tempéra- ture, on a, ces derniers temps, demandé que celle-ci soit in- termédiaire entre 50 et 70 m/m . Si l'on tient compte du
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fait que les ailes des garnitures en U ou en I occupent un emplacement de, par exemple 50 m/m, en considérant les deux ailes, on obtient une largeur d'environ 400 m/m des chambres partielles, en direction transversale des chambres, c'est-à-dire en direction longitudinale des chambres par- tielles. Pour une grosseur d'environ 67 m/m des blocs de coke à basse température, on a donc un rapport de 6 :1 pour la longueur des chambres partielles, rapportée à leur lar- geur, et pour une grosseur de 50 m/m des blocs de coke à basse température , un rapport de 8:1.
Dans le nouveau procédé de distillation à basse tempé- rature, il règne continuellement une grande différence. de température entre le combustible à distiller et les chambres de chauffage. Par conséquent, il règne continuellement une chute de température importante à l'intérieur des parois ré- fraotaires. Les garnitures métalliques ne peuvent, par suite de leur bonne conductibilité thermique, supporter une chute de température importante, mais au contraire transmettent très rapidement au combustible des calories reçues, ce combustible, par suite de la subdivision de la chambre en chambres partielles, se trouvant toujours disposé encouches de faible épaisseur.
Eventuellement, on peut aussi, entre la paroi réfractaire de la chambre et les garnitures métal- liques, réserver un intervalle au travers duquel la trans- mission de la ohaleur ne s'effectue que par rayonnement et convexion, intervalle qui, par conséquent, absorbe une partie de la chute de température existant entre le combus- tible et la chambre de chauffage.
Il est évident qu'avec des différences de température aussi importantes que celles qui subsistent dans le nouveau procédé de distillation à basse température , même à la fin du dégazage, le temps de dégazage sera très court,et que les frais de première installation du four seront,comparés à
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ceux de la cokéfaction à haute température, dans un rapport raisonnable avec la valeur des produits obtenus dans la distillation à basse température.
L'invention a en outre pour objet une disposition dans laquelle, au-dessous des chambres de distillation, on pré- voit des chambres de refroidissement dans lesquelles le coke distillé à basse température peut être refroidi dans une mesure telle qu'il n'est plus susceptible de s'en- flammer et peut être transporté et entreposé. Il est en soi connu de disposer, au-dessous des chambres de distilla- tion,des chambres dans lesquelles le coke distillé à basse température est refroidi.
Conformément à l'invention, les chambres de refroidissement reçoivent sensiblement la même section que celle des chambres de distillation,et sont éga- lement pourvues de garnitures métalliques en U ou en I, par lesquelles, à l'intérieur desdites chambres de refroi- dissement, on forme des chambres partielles d'une section transversale sensiblement égale à celles formées à l'inté- rieur des chambres de distillatiop. De cette manière, le co- ke de distillation à basse température, qui est obtenu sous forme de plaques,peut être introduit dans les chambres de refroidissement sans se trouver brisé. Entre la chambre de distillation et la chambre de refroidissement,on prévoit une porte, une grille à barreaux ou un dispositif analogue d'obturation et de retenue pour le coke, susceptible de coulisser horizontalement en direction de la longueur de la chambre.
De préférence, la hauteur de la chambre de refroi- dissement est ainsi choisie que le coke da distillation à basse température, lorsqu'il descend depuis la chambre de distillation jusque dans la chambre de refroidissement qui se trouve fermée à sa partie inférieure, s'élève Encore dans la chambre de distillation jusqu'au niveau du conduit de chauffage inférieur.
Ensuite , le dispositif de fermetu- re inférieur de la chambre de distillation est à nouveau
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engagé, si bien que le coke qui reste à la partie inférieu- re de ladite chambre de distillation fait office de tampon ou coussin pour le coke nouvellement introduit,et occupe la partie inférieure de la chambre de distillation,qui peut n'avoir pas été suffisamment chauffée par les conduits de chauffage,
Une autre disposition du four à chambres vertical qui fait l'objet de l'invention consiste dans le fait que les garnitures métalliques en U ou en I sont ainsi disposées qu'elles peuvent se déplacer l'une par rapport à l' aut re, en direction verticale.
A cet effet, les garnitures de chiffres pairs, ou les garnitures de chiffres impairs, ou les deux groupes de garnitures, peuvent être soulevés et abaissés.Il est déjà connu, dans les cornues de distillation verticales à service continu, de prévoir des cloisons pouvant être soulevées et abaissées. Dans la disposition qui fait l'ob- jet de la présente invention, les garnitures métalliques, toutefois, sont seulement légèrement soulevées ou abaissées après achèvement de la distillation, afin de faciliter la descente du coke. De cette manière, on peut se dispen- ser de prévoir un dispositif d'expulsion particulier, par l'utilisation duquel on court toujours le risque de voir le coke se bloquer dans les garnitures et de déformer celles-ci attendu qu'elles se trouvent à haute temp érature.
D'autres particularités du four, dont certains détails ont été ci-dessus exposés, ressortiront de la description qui va suivre et des dessins annexés,dans lesquels :
La figure 1 est une coupe verticale,en direction lon- gitudinale, d'une batterie de fours à chambres de distilla- tion verticaux.
Les figures 2a et 2b montrent des coupes verticales en direction longitudinale des chambres de distillation, suivant les lignes A-A et B-B de la figure 1.
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Les figures 3a et 3b montren une vue en plan et une coupe horizontale passant par les fours, suivant la. ligne IIIb IIIb de la figure 2.
La figure 4 représente, à plus grande échelle que celle de la figure 3, une coupe horizontale passant par certaines des garnitures métalliques.
Les figures 5a et 5b ont pour objet le dispositif de suspension des garnitures métalliques sur les poulies fixées à l'arbre d'entraînement qui sert à leur commande.
La figure 6 est une vue en plan du dispositif de sus- pension des garnitures métalliques.
Les chambres de distillation verticales 1 sont dispo- sées en groupes de deux chambres successives et forment une série continue, en alternance avec des cloisons de chauffage 2 interposées entre elles et dans lesquelles on a formé des rangées doubles de conduits de chauffage horizontaux 3. Les gaz qui brûlent dans les conduits de chauffage parviennent jusque dans les chambres de récupé- rateurs 4, en vue d'entrer en échange de température avec les agents de combustion à réchauffer, non encore réunis.
Dans les chambres de distillation 1, on suspend des fers à I verticaux, dont les âmes 5 s'étendent en direction transversale de la chambre, alors que les ailes 6 sont si- tuées en avant des parois des chambres, formées d'une matiè- re réfractaire. Les ailes des fers à I sont très étroites par rapport à la longueur des âmes, de sorte qu'à l'aide de chaque paire de fers à I voisins, on forme une chambre partielle dont la longueur horizontale est un multiple de sa largeur (dans le cas du fer représenté, ce rappo rt est d'environ 7,7) . A l'extrémité supérieure , les garnitures métalliques sont suspendues à des chaînes Galle 7 et 8.
Ces chaînes passent sur des poulies libres 9 et s'enroulent tou- tes sur des poulies à chaîne 11 solidaires d'un même arbre
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10, les chaînes 7 s'enroulant par le dessous et les chaînes 8 par le dessous, avant d'être fixées en 12 auxdites poulies, L'arbre 10 peut être mis en rotation au moyen d'une manivel- le 23. On voit facilement aux figures 5a et 5b que lors d'une rotation de l'arbre 10 dans le sens de la flèche,les garnitures métalliques des chiffres impairs suspendues aux chaînes 7 sont descendues, alors que les garnitures métalli- ques des chiffres pairs suspendues aux chaînes 8 se trouvent soulevées.
A côté du dispositif de suspension des garnitures mé- talliques, on prévoit, à l'extrémité supérieure des cham- bres, une tubulure de remplissage 13. L'évacuation des gaz s'effectue par les chambres 14 situées latéralement aux chambres de distillation, puis par le tube 15 commun à cha- que paire de chambres, pour aboutir au collecteur de gaz 16. Convenablement, dans le cas de chambres de hauteur im- portante, on prévoit une autre évacuation de gaz dans leur partie inférieure.
La fermeture inférieure des chambres de distillation est assurée par des barreaux de grille 17 qui, au moyen des organes d'accrochage 18, peuvent être déplacés horizon- talement en direction longitudinale des chambres- Au-dessus de chaque chambre de distillation, on prévoit une chambre de refroidissement 19 à l'intérieur de laquelle sont dispo- sées des garnitures métalliques 20 de la même forme que celles prévues'dans la chambre de distillation. Les chambres de refroidissement sont entourées par la chemise d'eau 21 pouvant être utilisée en vue de la production de vapeur.
Avant de procéder à l'évacuation d'une chambre de four 1, on doit tout d'abord vider la chambre de refroidissement 19 qui se trouve au-dessous de celle-ci, puis remettre en place sa porte inférieure 22 (voir figure 1 chambre de gau- che). Ensuite, et en retirant les barreaux de grille 17,le
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coke qui se trouve dans la chambre de distillation peut des- cendre (voir la chambre représentée à droite dans la figure 1). La hauteur de la chambre de refroidissement est ainsi déterminée que le coke s'élève encore dans la chambre de distillation à peu près jusqu'à la hauteur du conduit de chauffage inférieur, et par conséquent remplit encore la partie inférieure de la chambre qui n'est plus suffisamment chauffée par les conduits de chauffage.
Ensuite, les barreaux de grille 17 sont à nouveau avancés, si bien qu'ils sou- tiennent le coke subsistant encore dans la chambre de distillation, puis on procède au rechargement de*la chambre en charbon fin. Le reste de coke subsistant dans la chambre de distillation sert à supporter le charbon frais.