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PROCEDE DE PRODUCTION DE OOKE AGGLOMERE ET APPAREILS POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
La présente intention se rapporté à la production de coke ou de semi-coke à l'état de briquettes ou d'agglomérés et elle a pour objet un procédé de carbonisation de oombusti- ble à l'aide duquel, pratiquement, tout le coke peut être amené sous la forme d'agglomérés ou de briquettes au cours de la carbonisation même. De cette manière, il est possible de se dispenser de recourir aux moyens usuels d'agglomération auxquels on a actuellement recours pour la fabrication du coke, moyens qui comportent l'utilisation d'un liant et d'une ma- chinerie spéciale.
Suivent la présente invention, on utilise un procédé de carbonisation de combustible comportant : comme premier stade, le séchage et le préchauffage de combustible pulvérisé possédant les propriétés agglutinantes nécessaires, oe combus- tible étant pris à l'état libre ou non comprimé;
comme stade complémentaire, l'envoi sous pression et dans un récipient, du combustible amené au voisinage de l'état d'agglutination.,
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récipient dans lequel la carbonisation est opérée, le coke résultant étant obligé de prendre la :tome de oe récipient et étant ensuite brise en morceaux de dimensions convenables. pour faciliter la compréhension de l'invention, celle-ci va maintenant être décrite en détail en référence à l' un de ses modes préférés d'exécution.
comme matières premières, du charbon pulvérisé ou des fines sont particulièrement bien appropriées} maie, d'autres matières carbonées solides telles que le lignite sont également utilisables à l'exécution du procédé, pourvu quelles aient été soumises aux opérations nécessaires pour enlever les grandes quantités d'antres matières combinées avec elles et pour leur communiquer des propriétés agglutinantes. Les matériaux non agglutinants peuvent être rendus propres à Inexécution du procédé en les mélangeant avec du charbon ayant un pouvoir agglutinant élevé.
La matière brute pulvérisée à utiliser est d'abord sécnée complètement et préchauffée à 2000 C. environ ou à la température à laquelle la matière commence à devenir agglutinante, du fait de la carbonisation naissante, @e traitement préalable est, de préférence, exécuté dans un séchoir rotatif où la matière est soumise à une agitation énergique pour que les calories qui lui sont nécessaires puissent lui être trans- mises rapidement. Le séchoir peut être de tout type comnu permettant d'obtenir ce résultat et il peut être chauffé au moyen de gaz chauds suivant une méthode qui sera décrite ci- après.
DU séchoir où le combustible est traité en vrac ou non comprimé, la charge granulée et amenée à l'état aggluti- nant est envoyée dans une cornue cylindrique chauffée de l'extérieur et dans laquelle elle est soumise à une pression et obligée de se déplacer dans une direction où elle se trouve portée à des températures croissantes (le mode de chauffage de oette cornue sera décrit ultérieurement). La pression est
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transmise à la charge au moyen d'un piston ou d'un plongeur qui est animé d'un mouvement alternatif et qui est disposé à l'extrémité de cette cornue cylindrique.
Lorsque le pis- ton est ramené en arrière, une nouvelle masse de la charge tombe du séchoir dans la cornue et lors de la course de retour du piston plongeur, la charge estpoussée par celui- @i et refoulée en avant du piston de manière à se joindre à la matière introduite précédemment et qui a déjà été refoulée à travers la cornue.
De oette manière, une masse comprimée agglutinante de combustible dans un état de carbonisation naissante estenvoyée à travers la cornue et est portée graduel- lement à la température de carbonisation* Pour que la chaleur nécessaire puisse être transmise de l'extérieur de la connue à l'intérieur de la charge, il est nécessaire que le diamètre de là connue ne soit pas trop grand, car, autrement, l' épais- seur du combustible à travers lequel la chaleur doit être transmise serait trop grande pour permettre d'obtenir une température sensiblement uniforme. Un diamètre convenable pour cette cornue cylindrique est un diamètre de 0 m 30.
La eornue peut être en fonte pour les parties qui sont â basse température et,pour les parties qui sont soumises à. une température -supérieure à 250 0., il est préférable d'utiliser un alliage d'acier spécial, tel que celui qui est connu dans l'industrie 'sous le nom de "Staybrite".
Les produits gazeux de carbonisation sont enlevés de manière continue à travers des tubes montés dans la connue.
Sestubes quipeuvent être placés en divers points de la cornuepermettent l'échappement desgaz et de l'huile sans qu' ilen résulte d'engorgement par le changement de température autourd'eux. Quoique la charge soit dans un état où ses propriétés agglutinantes se manifestent et quoiqu'elle soit introduite de manière épanche dans le cylindre, elle possède une porosité suffisante pour permettre aux gaz de s'échapper
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rapidement.
La partie la plus grande du gaz est, de préfé- rence, enlevée près du point d'Introduction des chargea nouvelles car, de tette manière, les chauds de la carbo- nisation sont capables de concourir à l'élévation de la température de la charge par chauffage antenne. L'extrémi- té dela Cornue vers laquelle le combustible en coursde carbonisation est refoulé,
est maintenue étanche aux gaz par dès moyens convenables de manière telle qu'aucun gaz ne puisse s'échapper avec le coke obtenu oomme produit final. pour favoriser le départ des gaz oudes huiles, un courant de vapeur surchauffé peut être envoyé à travers la charge à contre courant de celle-ci, cette vapeur peut favoriser la cokéfaction et aussi protéger de la décomposition les huiles à basse température.
Lorsque le combustible soumis à la carbonisation traverse la cornue, il rencontre une grille formant chicane, disposée dans cette corme et il est refoulé à travers les passages étroits formés par les barreaux de cette grille, Les phases ultérieures de la carbonisation, phases au cours des- quelles le combustible perd ses propriétés agglutinantes et se pétrifie pour former le ooke demandé par la température à laquelle il est soumis, sont exécutées dans les passages formés par oes barreaux de grille.
Dans ces conditions de refoulement et de pression, le coke forme une masse adhésive ayant la section transversale du récipient dans lequel il est contenu et refoulé d'après les quantités de matières franches introduites par le piston plongeur.
Le coke produit doit Être refroidi hors du contactde l'air et un moyen simple de produire se refroidissement estde pourvoir la grille d'une saillie refroidie extérieurement de sorte qu'en quittant la zone de refroidissement proprement dite, le coke puisse se refroidir à la température à .laquelle il est stable dans l'air. En
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sortant de la grille, les barres de coke sont découpées, par un organe transversal, en morceaux ayant lès dimensions requises. (Le coke peut aussi être découpe par un organe transversal lorsqu'il est encore à l'état plastique).
Au lieu du dispositif d'alimentation à piston plongeur, ci-dessus décrit, on peut également utiliser un dispositif à via sans fin pour envoyer le combustible à tra- vers la cornue et à l'état oomprimé.
Bien entendu, il n'est pas nécessaire que la cornue soit cylindrique et la grille peut être divisée, dans sa section, de toute manière désirée. Un ou plusieurs passages centrai de la grille peuvent être utilisés pour faire passer dela vapeur ou des gaz de chauffage dans la cornue.
Des feuilles peuvent être prévues pour refouler le combus- tible à travers une longue cornue étroite de section rectan- gulaire au moyen d'un rouleau ou de tout autre dispositif d'alimentation. Les feuilles épaisses de coke ainsi produites peuvent rapidement être divisées en briquettes.
La cornue peut aussi avoir avantageusement une for- me annulaire, par exemple, un certain nombre de passages étroits peut être ménagé d'un coté et cette cornue même peut être chauffée $ la fois de l'extérieur et de l'intérieur.
Ohaque unité de cette cornue peut être équipé avec son propre dispositif d'alimentation à piston, ou bien, la cornue annu- laire peut recevoir un mouvement de rotation au cours duquel l'orifice de chaque passage setrouve porté devant un piston animé d'un mouvement alternatif qui, alors, refoule le combustible successivement dans chacune des cornues alimentaires.
Dans lebut de chauffer la oornue, on utilise, de préférence, des gaz de combustion chauds ou des gaz de carne aux. Les gaz et l'air employés en proportions convenables produisent une température trop élevée, mais, des gaz dé combustion froids peuvent être ajoutés aux gaz chauds pour réduire la tempéra-
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tore à un degré convenable. Ces gaz de chauffage sont alors envoyée à une vitesse élevée sur les surfacesde chauffe de la cornue, des chicanes étant prévues pour que la chaleur puisse être transmise à la charge d'une manière graduelle.
La température la plus élevée doit exister' au point on le cote quitte la oornue de carbonisation proprement dite et, à partir de ce point, la température doit diminuer graduel- lement jusqu'au point où le combustible est admis dans l'appareil, Après avoir été utilisés au chauffage de la cornue, les gaz des carneaux peuvent être utilisés pour Chauffer le séchoir soit de l'extérieur, soit de 1* Intérieur,
soit des deux flacons. Les gaz résiduels doivent être envoyés dans le circuit pour contrôler la température des gaz des connues et il est également avantageux de les faire circuler afin de maintenir une vitesse élevée des gaz et, par consé- quent, d'avoir une meilleure transmission de la chaleur a la cornue. Lorsque de l'air et des gaz sont brûlés pour fournir les gaz chauds des carneaux, les gaz froids et l'air froid peuvent être utilisés pour refroidir le coke produit dans la cornue.
Tout l'appareil doit être établi de manière à per- mettre un nettoyage et une inspection facile et il est avanta- geux d'utiliser une série de cornues montées dans un massif commun afin que lès pertes par radiation soient réduites au minimum.
La cokéfaotion et l'expulsion simultanées de masses relativement petites, constituent l'une des caractéristiques de la présente invention, notamment lorsqu'elles sont exécutées dans des appareils en aciers spéciaux résistant à une tempéra- ture élevée t
Une méthode d'exécution du procédé ci-dessus décrit est représentée dans les dessins ci-joints.
Dans ces dessins s
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La figure 1 est une vue de coté schématique d'un appareil établi pour la mise en oeuvre de l'invention.
La figure 2 est une coupe suivant la ligneP-P de la figure 1.
Des fines ou toutes autres matières similaires sont envoyées dans la trémie 1 d'où elles passent à travers le dispositif d'alimentation 2 dans le séchoir rotatif et le préchauffeur 3 montés sur des galets 4 et recevant son mouve- ment de la transmission 27. Au cours de oe passage à travers le préchauffeur rotatif, le charbon n'est soumis à aucune pression. De là, il descend à travers le collecteur fixe 5 vers le tube de cokéfaction fixe 6 à travers lequel 11 est refoulé par le piston plongeur 7 actionné hydrauliquement par le cylindre 12. Le charbon doit être refoulé à travers le tube avant d'être devenu plastique.
En d'autres mots, il ne doit pas être trop collant lorsqu'il quitte le préchauffeur rotatif car, autrement, il en résulterait des difficultés dans le fonctionnement du piston plongeur 7.
Après avoir parcouru un chemin relativement court à travers le tube 6, le charbon rencontre un obstacle constitué par une grille 9 qui le divise longitudinalement en boudins.
Le gaz de gazogène utilisé pour chauffer le tube à coke et le préchauffeur est envoyé en 10 et brûle dans la cham- bre 1@ aveo de l'air préchauffé dans une double enveloppe 11 et qui a refroidi suffisamment le coke dans la partie 9 du tube 6.
Les produits de combustion chauds s'écoulent à tra- vers les carneaux 13, 14 et 15 en chauffant le tambour 3 et s'échappent finalement par la cheminée 16.
Le cote refroidi est découpé en briquettes par un oouteau 20 actionné par un piston 81 ; celles-ci tombent dans un récipient 22 d'où elles sont enlevées en 23,à travers Ses soupapes 24 et 25.