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Dispositif pour le traitement thermique des matières gazeuses ou vaporeuses obtenues par la distillation de combustibles bitumineux.
La présente invention se rapporte à des dispositifs dans des fours à coke, servant à l'augmentation du rendement en hydro.. carbures précieux, les gaz de distillation étant conduits d'une chambre à une chambre voisine au moyen d'une conduite à gaz séparée de la maçonnerie du four et disposée du côté opposé au tuyau de refoulement servant à l'évacuation des gaz de distillation.
On sait que des hydrocarbures aromatiques, lors de la cokéfaction des combustibles bitumineux, ne sont obtenus en général que comme produits secondaires, c'est-à-dire par transformation thermique de corps aliphatiques, se développant d'abord du bitume. du combustible. Si ces produits primaires aliphatiques sont chaut- fés à des températures aux environs de 800 , ils se transforment en corps aromatiques.
Etant donné que les composés aromatiques,
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comme le benzol et ses homologues, sont d'une valeur sensiblement supérieure à celle des produits aliphatiques, obtenus d'abord par le chauffage à sec du combustible bitumineux, il est d'une importance capitale pour l'industrie de la cokéfaction d'obtenir un rendement aussi élevé que possible en hydrocarbures aromatiques,
Dans le procédé de cokéfaction, connu jusqu'à présent, la plus grande partie des corps aliphatiques se dérobe à la transformation ultérieure en des combinaisons aromatiques, la tempé.rature de la chambre de cokéfaction étant réduite sensiblement par suite de la charge de charbons froids, pour ne remonter que lentement à une température nécessaire à la transformation des hydrocarbures.
La présente invention consiste en ce que le traitement thermique des hydrocarbures aliphatiques du gaz de distillation est réalisé par le passage des gaz de distillation à travers le collecteur des gaz d'une chambre de cokéfaction à température plus élevée et se trouvant dans un état plus avancé de distillation, Dans ce but, la chambre de cokéfaction chargée de charbon frais est reliée par son extrémité opposée au tuyau de refoulement et au moyen d'un canal en forme de tuyau, à revêtement calorifuge inté- rieur, disposé sur la voûte du four, à une chambre voisine de cokéfaction, se trouvant dans un état de distillation plus avancé.
Suivant l'invention, le canal en forme de tuyau est disposé, séparé de la maçonnerie proprement dite du four, latéralement audessus des ouvertures de la voûte du four et est relié aux olivertures de la voûte de la chambre du four au moyen de branchements angulaires et à isolation calorifuge, démontables individuellement.
En outre, la présente invention prévoit dans la voûte de la chambre, sous le raccordement des embranchements angulaires, une vanne de fermeture pouvant être réglée par un orifice à fermeture dans la voûte de la chambre et servant à couper le raccordement de la chambre vers le canal de détournement isolé contre des pertes de chaleur, par exemple pendant la charge d'un four.
L'invention permet de conduire les gaz froids de distilla-
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tion dans des chambres plus chaudes de cokéfaction, sans avoir besoin de procéder à des modifications sensibles à la construction éprouvée du four et plus particulièrement de sa voûte. De plus, ltinvention permet de boucher le canal de détournement par rapport à une chambre du four, et ceci d'une manière simple et étanche au gaz, en enlevant l'embranchement angulaire qui relie le canal à gaz, tracé en sens longitudinal, à la chambre du four et en fermant à la maçonnerie l'orifice de raccordement.
On connait déjà. un dispositif dans lequel il est prévu du côté de la chambre du four, opposé à l'extrémité de la chambre portant le tube de refoulement servant à l'évacuation des gaz de distillation, un second récipient avec des tuyaux de refoulement raccordés à la chambre du four. ce second récipient cepen- dant poursuit exclusivement le but de créer une compensation de pression entre les différentes chambres du four. Un tel récipient cependant produit justement un refroidissement des gaz de distillation avec condensation de fortes quantités de matières bouillant à des températures plus élevées, ces matières condensées par conséquent sont perdues pour l'augmentation du rendement en benzol, recherchée suivant l'objet de la présente invention.
Le récipient de ce dispositif connu se trouve à un niveau assez élevé, au-dessus de la voûte.du four et n'est pas muni d'un revêtement calorifuge.
En opposition à ce dispositif, la présente invention poursuit le but, tout en empêchant des pertes de chaleur aux gaz de distillation conduits d'une chambre du four à une autre, d'obtenir des condensations permettant de transformer la totalité des hydrocarbures aliphatiques, contenus dans le gaz de distillation, en hydrocarbures aromatiques.
Dans le dessin annexé, 1 représente la zone de cokéfaction des chambres du four. La chambre est fermée des deux côtés par des portes 2. Dans la voûte 3 du four, on a prévu des orifices de chargement 4, connus en soi et avec dispositif de fermeture, par
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lesquels le charbon à cokéfier est chargé dans la chambre. Le chargement étant terminé, la surface du contenu de la chambre est aplanie, jusqu'à ce qu'elle suive à peu près la ligne pointillée 5. Pour le nivelage de la charge de la chambre, on se sert de préférence d'une tige repaleuse, dont l'extrémité avant repose à l'aide d'un chariot sur une saillie longitudinale des parois de la chambre, de sorte que toute flexion de la tige repaleuse dans sa position de travail est supprimée.
De cette manière, on obtient un collecteur à gaz 6 d'une section pratiquement uniforme sur toute la longueur de la chambre de cokéfaction.
La zone de cokéfaction de la chambre 1 est limitée comme de coutume par des parois chauffantes, dans lesquelles on a disposé; de préférence des carneaux verticaux de chauffage, ces carneaux peuvent être reliés entre eux par deux ou par groupes. Au-dessus des carneaux de chauffage pour la zone 1 de cokéfaction, il est utile de prévoir encore d'autres carneaux, pouvant être traversés par des quantités réglables de gaz d'échappement et disposés par rapport au collecteur à gaz de manière telle que, en modifiant le chauffage de ces carneaux, il soit possible également de modifier la température du collecteur à gaz, resp. de la partie supérieure de la chambre.
A l'une des extrémités de la chambre (du côté droit de la figure 1), on a prévu dans la voûte de la chambre un orifice 7, auquel est raccordé le tube de refoulement 8 menant au récipient 9.
A l'extrémité opposée à l'orifice du tuyau de refoulement 7, la chambre est munie d'un autre orifice 10 prévu dans la voûte.
Comme il ressort de la figure 2, on a prévu en proximité de l'orifice 10 de la chambre et dans la voûte un évidement horizontal 11, ouvert vers l'extérieur et pouvant être fermé à l'aide du bouchon 12. Dans l'évidement 11, on peut déplacer une vanne de fermeture 13, accessible par un orifice 15, pouvant être fermé au moyen d'un couvercle 14. La vanne de fermeture 13 peut être
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déplacée de la position indiquée par la fig.2 vers la gauche, jusqu'à ce qu'elle ferme complètement l'orifice 10 de la voûte.
Au lieu de la vanne de fermeture 13 en forme de dalle, il est préférable d'employer un corps en pierre de la forme d'une coquille, présentant une plus grande stabilité à poids réduit, pouvant être enlevé plus facilement par l'ouverture 15.
A l'orifice supérieur de l'ouverture 10 de la voûte, il est prévu dans celle-ci un creux 16, dana lequel repose un entonnoir 17. L'intervalle entre la maçonnerie de la voûte et l'entonnoir 17 est bourré d'une matière d'étoupage convenable. L'enveloppe 18 est munie d'un revêtement 19, sur lequel repose un tuyau angulaire 20, fixé d'une manière démontable. Ce corps de tuyau 20 est également muni d'un revêtement 21.
Latéralement et plus haut que l'orifice 10 de la voûte, on a disposé sur des consoles spéciales 22: des colonnes à hauban 23, un canal en forme de tuyau 24, se prolongeant sur toute la longueur de la batterie. L'enveloppe 24 du canal est munie elle aussi d'un revêtement.
Les dits revêtements 25, 21 et 19 sont constitués par une couche réfractaire intérieure, par une couche moyenne réfractaire poreuse, à une conductibilité de chaleur beaucoup plus faible et enfin par une couche d'isolation extérieure en kieselguhr ou en une autre matière convenable quelconque à mauvaise conductibilité pour la chaleur.
Les revêtements 25, 21 et 19 sont exécutés de manière que la température des gaz. de distillation sortant par les orifices 10 de la voûte reste pratiquement constante, ne descendant en aucun cas en-dessous du point auquel des corps solides se séparent' du gaz. en forme de croûtes. Ainsi le gaz maintient approximativement sa température en traversant l'orifice 10 de la voûte, pour passer au canal de jonction 26. Le cas échéant, il peut encore être utile de munir l'extérieur des enveloppes en tôle 24, 20 et 17 d'un revêtement calorifuge, par exemple d'une isolation en
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laine de verre.
Comme il ressort de la fig.2 du dessin, le revêtement 21 constitue à l'intérieur un canal angulaire 27, relié à un embranchement latéral 28 du canal droit 26.
Le fonctionnement général du dispositif est le suivant :
Avant la vidange de la chambre de cokéfaction reliée à l'orifice 10, la vanne 13 est fermée, de manière que la chambre 1 puisse être ouverte, sans que du gaz puisse s'échapper du canal à gaz 26 dans la chambre ouverte. Après le défournement habituel du coke de la chambre 1, les portes 2 de la chambre sont fermées de nouveau et du charbon frais est chargé dans la chambre par les ouvertures 4 de la voûte. Après nivelage complet de la charge de la chambre, les ouvertures de charge 4 sont fermées et la vanne de fermeture 13 du canal de jonction 10 est ouverte. Il est avantageux de fermer simultanément l'organe d'obturation 29 du tuyau de refoulement 8.
En conséquence, les gaz s'échappant pendant la première phase de la distillation sont obligés de suivre en général le chemin passant à travers les orifices 10 de la voûte au canal de jonction 26, duquel ils sont aspirés par un des embran- chernents suivants dans une autre chambre, se trouvant à un état de distillation plus avancé. pour les gaz de distillation, ce chemin est maintenu aussi longtemps que de la charge de la chambre s'échappent encore des hydrocarbures, n'ayant pas encore atteint la température nécessaire à la formation de corps aromatiques.
Dès que la formation de corps aromatiques augmente dans la chambre chargée en dernier lieu, le tuyau de refoulement 8 est ouvert pour que les gaz de distillation puissent s'échapper directement dans le récipient 9.
Dans les phases suivantes de la distillation, la chambre du four est employée en vue d'augmenter l'échauffement des gaz de distillation d'une chambre voisine, chargée plus tard, jusqu'à une température favorable à la formation d'hydrocarbures aromatiques. La chambre du four maintient cette fonction jusqu'à la distillation complète du coke y contenu.
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Comme indiqué en figure 2, le raccordement angulaire 20, menant à l'embranchement de l'enveloppe du canal 24, y est fixé d'une manière démontable. L'enveloppe 20 est reliée à l'enveloppe 24 au moyen d'écroua à raccord 30, la maintenant solidement dans sa position. Des garnitures 31 calfeutrent les joints de contact entre les revêtements 25 et 21. L'.étanchéité entre l'enveloppe 21 et celle de l'entonnoir 17 est obtenue au moyen d'une matière d'é.toupage convenable 32.
Au canal 27 de l'enveloppe 20, on a prévu des orifices à fermeture 33, 34, disposés dans les plans des deux branches du canal angulaire 27 et servant à l'enlèvement des dépôts éventuels de ce canal 27.
Afin de fermer complètement le canal de détournement 26 vers l'orifice 10 de la voûte, en vue d'exécuter par exemple des travaux de réparation à la chambre ou en vue d'un nettoyage complet du raccordement angulaire et du canal 26, l'enveloppe 20, après desserrage des écrous 30, peut être enlevée librement, ensuite on ferme convenablement à l'aide de maçonnerie le raccord 28 et l'orifice 10 de la voûte. L'enveloppe 20 est munie à l'extérieur de crochets convenables ou analogues, auxquels des appareils de levage peuvent être attachés.