BE332581A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements à la combustion du charbon dans les fours métallurgiques. 



   Lorsqu'on emploie du gaz de gazogène pour chauffer les fours, la combustion du charbon est progressive et se déroule en deux phases: une combustion préliminaire destinée à engendrer les gaz et une combustion complète de ces gaz dans un four. L'air nécessaire à la combustion complète du gaz de   gazogène   varie pour un certain charbon avec la quan- tité d'air employée pour engendrer ce gaz de gazogène. Ainsi par exemple si le gaz de gazogène est engendré en employant 28 dm3 environ pour effectuer la combustion partielle du char- bon de Pittsburgh, l'air nécessaire à la combustion complète du gaz dons le four doit être fourni selon un débit   approxi-   mativement   égal     @   56 dm3 environ. 

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   Dans le fonctionnement des gazogènes, on fait varier le débit de production du gaz en faisant varier l'arrivée de l'air au gazogène, et la vitesse d'arrivée de l'air néces- saire à la combustion complète du gaz produit par un   certain   combustible ayant été déterminée, ce rapportentre les quantités respectives d'air fournies au gazogène et aux fours doit être maintenu. 



   Ceci posé, l'objet de la présente invention est de permettre de maintenir le rapport désiré entre la quantité   d'air   fournie pour   assurer   la combustion préliminaire du char- bon et la quantité d'air fournie pour assurer la combustion du gaz engendré au cours de cette combustion préliminaire. 



   Dans les dessins annexés : - 
Fig./ 1 est une vue en plan qui représente schématiquement une installation constituant un mode de réalisation construc- tive de l'invention, 
Fig. 2, 3, 4, 5 et 6 sont des vues analoguesà la fig. 1 représentant des variantes de cette installation. 



   Fig. 7 est une vue en coupe d'une construction de la pompe que comportent les installations représentées en fig. 1   &   2. 



   Fig. 8 est une vue en coupe pratiquée au niveau d'un plan 
 EMI2.1 
 désigné par la ligne VIII- VIII .fin;. 5. 



   Pour la commodité de la description l'air fourni pour assurer la combustion préliminaire ou partielle du charbon et par voie de conséquence la formation du gaz sera appelé ici "air primaire" tandis que l'air fourni au four pour assurer la combustion du gaz précédemment formé sera appelé "air   secondiare".   



   Dans la pratique, un ou plusieurs gazogènes 1, pouvait affecter n'importe quelle construction convenable, sont pour- vus de tuyaux d'évacuation 2 destinés à être raccordés par l'intermédiaire d'une tubulure principale de gaz 3 ou 

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 directement à une prise   de gaz   4 placée à l'extrémité d'un four (non représenté). Dans la construction représentée en fig. 1, l'air est amené au gazogène et au four par des pompes foulan- tes ou souffleries 5 et 5a et des tubulures   6   6a, la pre- mière de. ces tubulures comportant un certain nombre de bran- chements 7 reliés aux divers gazogènes.

   Il est préférable      que ces branchements 7 soient garnis de vannes 8 de façon à permettre   d'isoler   au besoin un des gazogènes notamment pour le nettoyer sans entraver pour autant le fonctionnement des autre s. 



   Dans la construction représentée dans les fig. 1   &   2 les pompes ou souffleries 5, 5a sont reliées aux tubulures d'air respectives 6 Ó 6a, ces pompes ou souffleries étant du type rotatif   "Root"   et étudiées pour fournir un volume prédé- terminé par tour. Comme représenté en fig. 1, ces souffleries sont reliées à un moteurgaffectant n'importe quelle cons- truction mais appartenant, de préférence,au type à vapeur et actionnées par lui selon la même vitesse de rotation; leurs capacités sont calculées pour que les quantités d'air four- nies au gazogène et au four se trouvent selon les proportions relatives désirées.

   Si l'on emploie, par exemple, du charbon de Pittsburgh, la soufflerie 5 doit avoir une capacité cal- culée pour pouvoir fournir 28 dm3 d'air primaire au gazogène tandis que la soufflerie 5a doit nvoir une capacité calculée pour pouvoir fournir le double, soit 56 dm3 d'air secondaire au four tout en étant actionnée à la même vitesse. 



   Au lieu d'être proportionnées selon les volumes res- pectifs d'air à fournir par tour, ces pompes ou souffleries 5 , 5a peuvent varier de capacités et être actionnées à des vi- tesses qui leur permettent de fournir les volumes d'air rela- tifs désirés au gazogène et au four. Comme représenté en   fig.2,   un mécanisme de changeaient de vitesses réglable a, affectant n'importe quelle construction convenable, est interposé entre   le   moteur 9 et une des souflleries. 

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   Dans la   fig. 3   est représentée une variante de réa- lisation des perfectionnements sur lesquels porte   l'invention .   



  Ici l'appareil comporte des moteurs indépendants qui action- nent des ventilateurs ou des souffleries affectant n'importe quelle construction convenable qui leur permette de fournir ,respectivement l'air primaire et l'air secondaire aux gazogènes et au four tout on contrôlant la quantité d'air secondaire ainsi fournie à la vitesse même selon laquelle est fourni l'air primaire. Les ventilateurs peuvent être actionnés par n'importe quelle construction convenable de moteur dont on puisse régler le régime mais il est préféra- ble d'employer un moteur à vapeur tel qu'une turbine car alors l'échappement d'un pareil moteur peut être utilisé pour fournir au moins une portion de la vapeur exigée par la pro- duction du gaz dans les gazogènes.

   Au cas où cet échappement ne fournirait pas assez de vapeur on pourrait, du reste, faire arriver de la vapeur additionnelle par une tubulure10 pour- vue d'un robinet de réglage approprié. 



   Le réglage de l'arrivée d'air secondaire par la vitesse d'écoulement de l'air primaire au gazogène et selon cette vitesse   mme     peut être   réalisé en tirant parti-de la différence entre les chutes de pressions par des orifices pratiqués dans les conduits amenant l'air au gazogène et au four, les sections de ces orifices étant, de préférence, inférieures aux sections droites desdits conduits. Dans la      construction représentée, les souffleries 5 et 5a sont pour- vues de conduits d'arrivée d'air 11 et lia dont les orifi- ces d'entrée ont par rapport aux orifices de sortie des sections telles que les pressions régnant dans ces conduits soient inférieures à la pression atmosphérique.

   Des tuyaux 12 & 12a partant des conduits 11 & 11a viennent aboutir dans des cloches 13   &   13a submergées aux profondeurs convenables 

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 dans -un liquide renfermé dans un récipient 14. Les   extré-   mités supérieures fermées de ces cloches sont soumises à la pression atmosphérique de sorte que la position de ces clo- ches varie en raison des pressions statiques régnant dans les conduits d'arrivée d'air 11 & 11a. 



   Il est préférable selon la construction des   fig. 3   2 4 que seule la pression statique de l'air se rendant aux souf- fleries 5 et 5a serve pour le réglage; à cet effet, les conduits 11   @11a   doivent être munis de boîtes stabili- satrices 15 et   15a.   Ces bottes sont construites et disposées par rapport aux orifices 16 et 16a et aux endroits où les conduits 11 et 11a aboutissant aux souffleriessont raccor- désà ellesde telle sorte que lestuyaux 12 & 12a peuvent être raccordés   auxdites   boîtes en des endroits situés du même côté de la ligne d'écoulement de l'air à travers elles à seule fin que la pression régnant dans lesdits tuyaux 12 et 12a ne soit pas sensiblement influencée par la pression dynamique.

   Pour qu'il y ait une différence notable autrement dit effective entre les pressions à l'intérieur et à l'ex- térieur des boites, la pression intérieure étant égale à la pression atmosphérique, il est préférable que les orifices d'entrée 16 et 16a des boîtes 15 et 15a aient des sections mesurant environ la   moitié   de celles des orifices d'entrée des souffleries. La proportion entre les sections des ori- fices 16 et l6a doit toutefois être égale à celle existant entre les quantités d'air primaire et secondaire et qui est im- posée par la nature même du charbon à gazéifier (un à deux par exemple s'il s'agit d'un charbon de Pittsburgh).

   Les tuyaux 12   &   12a aboutissant à la cloche 13 sont reliés aux boîtes stabilisatrices 15, 15a, 
Les cloches 13 & 13a sont suspendues aux extrémités opposées d'un levier 17 destiné à contrôler la marche d'un 

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 moteur désigné par 18   qui, /par   l'intermédiaire   d'un   câble   19   ou de tout autre organe de transmission convenable,est relié   à   un robinet 20 qui commande la canalisation de vapeur desservant la turbine 9a. 



   Durant le fonctionnement de l'installation telle qu'elle vient d'être   décrite,la   soufflerie 5 est réglée par la   manipula-   tion du robinet placé sur la canalisation de vapeur de la tur-   bine 9   jusqu'à ce que la quantité requise d'air ait été fournie aux gazogènes. Du fait du fonctionnement de la soufflerie 5 la pression statique régnant dans la boîte 15 et sous la cloche 13a se trouvera abaissée au-dessous de la pression atmosphérique de sorte que la cloche descendra ce qui se traduira par un mouvement du moteur 18 qui ouvrira le ro- binet 20 et fera intervenir la soufflerie 5a.

   La vitesse de ce dernier s'accroîtra jusqu'au moment où la chute de pression s'opérant par l'orifice 16a égalera ou à peu près la chute de pression s'opérant par l'orifice 16 et où les cloches   13 @   13a seront revenues à leur position normale, prévenant ainsi toute nouvelle ouverture du robinet 20. Si à un moment quelconque il y a lieu de modifier l'arrivée de gaz au four, il suffit d'accélérer ou de ralentir la marche de la soufflerie 5 car on change ainsi la pression statique de l'air qui se trouve dans la boîte stabilisatrice 15 et dans la cloche 13 qui par là même monte ou descend et déplace le robinet qui à son tour fait varier la vitesse de rotation de la soufflerie 5a.

   Ce changement opéré dans la vitesse de la soufflerie 5a amène unchangement de la chute      de pression s'opérant par l'orifice 16a jusqu'à ce que cette chute égale celle qui s'opère par l'orifice 16. La vitesse d'arrivée de l'air primaire'peut également être modifiée en ouvrant ou fermant le robinet placé sur le conduit reliant le gazogène au four. La fermeture du robinet empêcherait, 

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 si un ventilateur ou aspirateur était employé pour amener l'air primaire, l'écoulement de l'air vers le gazogène de sorte qu'il ne se produirait pas de chute de pression par l'orifice 16 de la boîte stabilisatrice 15. 



   Comme représenté dans la   fig. 4,   l'air primaire peut être amené aux gazogènes 1 au moyen d'aspirateurs 21, affectant n'importe quelle construction convenable, et placés sur les branchements 7 faisant communiquer la tubulure principale 6 et lesdits gazogènes. En pareils cas, la boîte stabilisatri- ce 15 est placée à l'extrémité d'entrée de ladite tubulure 6 et un tuya.u   12' relie   cette boite à une cloche englobée dans le mécanisme de réglage. 



   Dans la fig. 5 est représentée une construction étudiée pour 'permettre d'effectuer le réglage par et selon la vites- se d'écoulement de l'air primaire au   c8té   évacuateur de la soufflerie 5 en substance ainsi qu'il a été décrit. Comme le montre bien cette figure, des cloches dont chacune com- porte deux compartiments 22, 22a ou 23, 23a sont submergées à une profondeur convenable dans un récipient 24 et de la tubulure principale 6 d'air primaire des tuyaux 26 et 26a se rendent à ce réservoir et pénètrent dans le compartiment 22 d'une des cloches et dans le compartiment 22a de l'autre cloche. 



   Les tuyaux 26   @   26a sont raccordés à la tubulure prin-   cipale 6   de faon que la pression statique d'air s'exerce dans le compartiment 22a d'une cloche et que la pression stati- que plus la pression dynamique s'exerce dans 'le comparti- ment 22 de l'autre cloche.

   Quant aux tuyaux   27,27a   ils sont raccordés à la tubulure principale 6a qui aboutit au four de façon que la pression statiquede l'air qui y circule s'exerce dans le compartiment 23 et que la pression stati- que plus la pression dynamique régnant dans la tubulure prin- cipale s'exerce dans le compartiment   2a.   Ces cloches sont 

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 suspendues à un levier 17a   étudié   pour contrôler la. marche d'un moteur 18 relié à un robinet 20 qui contrôle l'écoule- ment de vapeur à la tubulure 9a actionnant la soufflerie 5a fournissant l'air secondaire. 



   Au lieu de faire contrôler l'arrivée d'air secondaire au four par et selon les changements   survenant   dans la quantité d'air primaire fournie aux gazogènes, le fonction- nement de   1 'appareil   peut être   inversé   cornue représenté en fig. 6. Gomme la met en évidence cette figure, un robinet à main 26 sert à contrôler le moteur 9a actionnant la souf. - flerie 5a qui fournit l'air secondaire au four; le moteur 18 est relié par un câble 19a à un levier ou à tout autre dispo- sitif propre à déplacer le robinet 20a contrôlant l'arrivée de vapeur à la turbine 9 qui actionne la soufflerie5 four- nissant l'air primaire aux gazogènes. 



   Pour des buts d'illustration, il a été fait allusion ici aux proportions relatives d'air primaire et d'air se- condaire requises lorsqu'on utilise du charbon Pittsburgh pour le chauffage d'un four. Ces proportions d'air primaire et secondaire sont lorsque c'est du charbon de Pennsylvanie qu'on enferme dans le gazogène approximativement dans le rapport de un à deux. On conçoit néanmoins que si le gaz de gazogène est formé par une combustion partielle de coke dans le gazogène, les proportions relatives d'air primaire et secondaires seront plus considérables que   ci-dessus   car il      n'y aura pas de constituants volatils à brûler. 



   Dn conçoit également que la vitesse de production du gaz dans le gazogène variera non seulement entre le charbon et le coke maisaussi comme entre descharbons de différents gisements dont les constituants volatils va- rieront par rapport à ceux du charbon de Pittsburgh.

Claims (1)

1. Revendications 1. La méthode ici décrite de combustion progressive du charbon consistant à effectuer une combustion préliminaire du charbon, à fournir de l'air pour cette combustion préli- minaire selon des quantités inférieures à celle requise pour la combustion complète du charbon, à opérer la combustion du gaz qui a pris naissance durant la combustion préliminaire et enfin à faire régler l'arrivée d'air nécessaire à l'une de ces phases de combustion par ot selon la quantité d'air fournie pour l'autre phase de combustion.

   2. La méthode ici décrite de combustion du charbon con- sistant à donner naissance à un gaz par la combustion partiel- le au charbon, à opérer la combustion de ce gaz dans un four et 7. faire régler l'arrivée d'air nécessaire à la combustion de ce gaz dans ce four par et selon la quantité d'air fournie pour opérer la combustion partielle du charbon dans le gazo- gène.

   3. La méthode ici décrite de combustion progressive du charbon,du coke, etc... consistant à opérer une combustion préliminaire du charbon, à fournir l'air nécessaire à cette combustion préliminaire selon des quantités inférieures à cel- le requise pour la combustion complète du charbon, à opérer la combustion du gaz qui a pris naissance durant cette combus- tion préliminaire et enfin à faire régler la quantité d'air fournie pour assurer la combustion du gaz par et selon la quantité d'air fournie pour la combustion préliminaire.

   1}.. Une installation de combustion du charbon, du coke, etc... en vue du chauffage d'un four comprenant un four, un gazogène destiné à fournir du gaz à ce four, des organes pro- pres à fournir l'air à ce gazogène pour engendrer du gaz, <Desc/Clms Page number 10> des organes propres à fournir l'air au four pour y opérer la combustion du gaz et enfin des organes propres à proportion- ner et à faire varier simultanément les arrivées d'air au gazo- gène et au four.

   5. La méthode ici décrite de combustion du charbon, du coke etc... consistant à produire du gaz dans un gazogène, à on opérer la combustion et à faire régler l'arrivée d'air néces- saire à cette combustion par et selon la vitesse d'écoulement de l'air au gazogène.

   6. Une installation de combustion du charbon, coke, etc... permettant de chauffer un four comprenant en combinai- son un four, un gazogène destiné à fournir du gaz à ce four, des organes propres à fournir l'air nécessaire à ce gazogène, des organes propres à fournir l'air au four pour y effectuer la combustion du gaz et enfin des organes à intervention au- tomatique permettant de faire varier l'arrivée d'air nécessai- re à la combustion dans le four proportionnellement à la vi- tesse de formation du gaz dans le gazogène.

   7. Une installation de combustion du charbon, coke, etc... comprenant en combinaison un four, un gazogène relié à ce four, des organes fournissant l'air primaire au gazogène, des organes opérant une chute de pression dans cet air pri- maire en un endroit convenable de sa ligne d'écoulement vers le gazogène, des organes propres à fournir l'air secondaire au four pour y opérer la combustion du gaz engendré dans le gazogène et enfin des organes étudiés pour intervenir ! sous l'action de et suivant la chute de pression survenant dans l'air primaire et pour contrôler par là même l'arrivée d'air secondaire se rendant au four. <Desc/Clms Page number 11>

   8. Une installation comprenant en combinaison un four, un gazogène destiné à fournir du gaz à ce four, des organes propres à fournir respectivement de lrair primaire et de l'air secondaire à ce gazogène et à ce four, des organes opérant des chiites de pression en des endroits convenables des veines d'écoulement de l'air primaire et de l'air secondaire, les pressions différentes ainsi produites étant opposées l'une à l'autre et enfin des organes intervenant sous l'action de ces différences pour contrôler l'écoulement d'air secondaire au four- R é s u mé Ces perfectionnements visent à maintenir un rapport dé- siré entre la quantité d'air propre à la combustion prélimi- naire du charbon dans un gazogène et la quantité d'air pro- pre à la combustion dans un foui, métallurgique du gaz ainsi produit.