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"PROCEDE Er APPAREIL POUR LA DISTILLATION DE GOUDRON".
La présente invention concerne la distillation de poix, goudron et huiles goudronneuses et elle comprend un procédé de distillation nouveau ainsi qu'un appareil pour la mise en pratique de ce procède. Elle est applicable à la distillation de poix,, goudron ou huile goudronneuse avec d'autres gaz de distillation ou de gazéification de houille, mais on la décrira plus particulièrement comme appliquée à l'exploitation de fours à coke et de cornues gaz
L'invention offre un procédé et un appareil per- fectionné pour distiller de la poix, du goudron ou de l'huile
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goudronneuse au moyen de gaz chauds de distillation ou de carbonisation de houille, tels que les gaz de fours à coke, supplémentée par de la chaleur appliquée extérieurement au cours de la distillation .
Elle fait usage de chaleur con- tenue dans des gaz, à haute température, de distillation de houille en les employant, pendant qu'ils sont encore à une haute température, pour distiller la poix, le goudron ou l'huile goudronneuse dans des chaudières à distiller pendant qu'on chauffe extérieurement ces dernières, ou l'équipement à travers lequel les gaz passent pour se rendre à celles-ci, au moyen de gaz perdus ou d'autres gaz chauffants, ou par de la vapeur, ce qui fait que la distillation est effectuée en partie par contact direct avec les gaz chauds de la dis- tillation de houille et en partie par de la chaleur appliquée extérieurement ,
La matière à distiller conformément à l'invention peut être du goudron de houille produit à des installations de fours à coke, ou du goudron d'usines à gaz produit à des installations de cornues à gaz (verticales,
horizontales ou inclinées), du goudron de gaz à l'eau ou du goudron, ou de l'huile goudronneuse, provenant d'une autre source. On peut distiller des poix de la même façon. Des goudrons de ce genre contiennent fréquemnent un pourcentage considérable d'eau intimement mélangée ou combinée avec eux, en particu- lier lorsqu'on emploie de l'eau, ou des eaux ammoniacales, pour condenser les constituants de goudron et les séparer des gaz de distillation de houille, ou autres, et on peut, si on le désire, déshydrater ces goudrons avant de les dis- tiller conformément à l'invention.
Les gaz que l'on emploie, suivant l'invention , pour la distillation sont des gaz chauds produits par une opération de carbonisation ou de gazéification de houille, comme les gaz chauds de fours à coke ou de cornues à gaz, 'ou du gaz à l'eau chaud. Ces gaz sont amenés en contact di-
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rect avec la matière à distiller et la chaleur ainsi appli- quée est supplémentée par un chauffage extérieur de la chau- dière à distiller ou autre appareil dans lequel la distilla- tion s'effectue.
Les gaz chauds de distillation ou gazéifi- cation de houille peuvent être des gaz chauds de fours à coke ou des gaz chauds de cornues à gaz, ou du gaz à l'eau chaud, été.. Dans le cas de gaz de four à coke, par exemple, les gaz s'échappent du four à coke à une haute température, de 600 à 700 C., par exemple, ou même dans certains cas à une température encore plus élevée. Des gaz à haute tempé- rature sont également formés dans les cornues à gaz, les cornues pour gaz à l'eau, les gazogènes,etc., et en sont retirés.
Le chauffage extérieur de la chaudière, ou du la- veur ou épurateur, etc., où s'effectue la distillation peut se faire au moyen de gaz de carneau chaud, ou par la combus- tion du gaz combustible restant après l'enlàvement d'au- tres produits de valeur du gaz de distillation de houille ; ou bien l'on peut employer d'autres produite de combustion ou faire usage de vapeur. Bien que l'invention soit d'une application plus générale, on la décrira en particulier à l'égard de l'exploitation de fours à coke. Le gaz employé pour la distillation par contact direct avec le goudron ou huile goudronneuse peut être retiré, pratiquement à sa température maximum, à mesure qu'il sort du four à coke; ou bien on peut l'employer à une température un peu plus basse.
La température du gaz peut être réglée par le traite- ment auquel il est soumis préalablement à son usage dans l'o- pération de distillation. Si l'on ne désire pas utiliser le gaz à une température maximum, on peut y pulvériser soit des eaux ammoniacales,soit du goudron au de l'huile gou- dronneuse, ou bien encore un mélange des deux, dans le col
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de cygne ou dans le aollecteur, ou tant dans l'un que dans l'autre de ceux-ci, pour le refroidir à une température réglée.
En raison de la grande chaleur spécifique et de la grande chaleur de vaporisation de l'eau, la pulvérisa- tion avec de l'eau, ou des eaux ammoniacales, produit un plus grand effet de refroidissement sur les gaz qu'une pulvérisation avec une égale quantité de goudron. En ré- glant la quantité d'eau et (ou) de goudron pulvérisée dans les gaz, on peut contrôler la température de ceux-ci. On peut également contrôler cette température en réglant la température du liquide pulvérisé .La pulvérisation peut être suffisante pour empêcher l'accumulation de poix dure solide,etc.., dans le collecteur.
On peut éviter largement une telle accumulation en supprimant les jets de liquide pulvérisé et en donnant, au fond du collecteur, une chasse avec une grande quantité d'eaux ammoniacales ou de goudron, sans réduction correspondante dans la température du gaz.
En chauffant extérieurement la chaudière ou d'au- tres parties de l'équipement, soit par la combustion de gaz combustibles ou d'autre matière combustible , soit au moyen de ce qui, autrement, serait de la chaleur perdue, ou bien encore par l'utilisation de la chaleur des gaz de carneau, ou par l'emploi de vapeur, on peut accomplir la distillation désirée dans la chaudière avec des gaz de dis- tillation de houille d'une température moindre et (ou) avec une quantité moindre de ces derniers gaz que cela se- rait autrement nécessaire,,
Les vapeurs dégagées de la chaudière aussi bien que les gaz employés pour la distillation sont avantageuse- ment mélangés avec les gaz chaude venant directement du four à coke,
de façon que les vapeurs produites par la distillation soient condensées et les huiles récupérées en même temps que lee huiles condensées des vapeurs normale-
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ment contenues dans ces gaz.
Dans le fonctionnement d'un four à coke, les gaz produits durant un cycle du four ne sont pas de composition uniforme* Au début de la distillation de la houille, il se dégage de celle-ci des huiles,etc., en grandes quantités et les premiers gaz qui sortent sont riches en produits volatils.
Les gaz dégagés au cours de la dernière partie de la distil- lation, par exemple pendant à peu près lea trois derniers dixièmesdu temps de l'opération, dans des conditions norma- les, contiennent un pourcentage moindre de constituant conden- sables que les gaz plus riches dégagés durant la première partie de la distillation et on les désigne sous le nom de gaz pauvres. Les goudrons entraînés dans les gaz riches contiennent des pourcentages plus faibles de carbone libre que les goudrons contenus dans les gaz pauvres et ces der- niers entraînent des pourcentages moindres de goudron to- tal que les gaz riches. Il y a, dans bien des cas, avantage à faire usage soit des gaz riches ou des gaz pauvres, sé- parément, pour la distillation de goudron, huile goudronneu- se ou poix conformément à l'invention.
Par exemple, les gaz pauvres sont capables d'absorber une plus grande quantité de vapeurs d'huile, par unité de volume , qu'une quantité équivalente d'un gaz "riche" qui contient déjà plus de constituants volatils aondensables que le gaz pauvre, la température étant la même dans chaque cas,, tandis que les gaz riches contiennent une quantité plus grande de vapeurs d'huile condensables qui se mélangent avec les vapeurs d'huile distillées et se condensent avec celles-ci.
Pour permettre de tirer parti soit du gaz riche ou du gaz pauvre, le four à coke peut être équipé avec deux collecteurs dont chacun peut être mis en communication au moyen d'un système de valves, avec la conduite montante de chacun des fours de la batterie à laquelle les collecteurs sont reliés, Par
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exemple, au début de l'opération de distillation dans un four quelconque, celui-ci sera mis en communication avec le collecteur qui est relié directement à l'appareil récu- pérateur usuel. Une fois que la distillation a progressé jusqu'au point où des gaz pauvres se dégagent dans ce four, on mettra ce dernier en communication avec l'autre collec- teur, qui est en communication avec la chaudière à distiller.
Par le roulement usuel des fours dans une batterie de moyenne dimension, il y aura toujours une production conve- nablement continue et uniforme de gaz pauvre, de sorte que la quantité et la température des gaz passant à travers la chaudière à distiller seront toujours convenablement uniformes. Des gaz riches sont, dans bien des cas, plus désirables pour la distillation et peuvent, d'une façon similaire, être utilisés par l'invention.
Pour effec.tuer la distillation suivant l'invention, on amène les gaz chauds de distillation de houille en rela- tion d'échange de chaleur avec le goudron ou huile goudron- neuse à distiller et on les amène avantageusement en contact indirect et intime avec l'huile goudronneuse, le goudron ou la poix pendant qu'en même temps on applique extérieure- ment de la chaleur à quelque partie de l'appareil. Un con- tact intime de la poix, goudron ou huile goudronneuse et des gaz peut être effectué de diverses façons et l'on peut mettre l'opération de distillation en pratique soit comme une opération procédant par fournées ou comme une opération continue.
On peut, par exemple, pulvériser la poix, gou- dron ou huile goudronneuse dans un courant du gaz chaud, ce qui en amène les particules en contact avec celui-ci et les chauffe à la température requise pour effectuer la distillation. Au lieu de pulvériser l'huile goudronneuse, goudron ou poix dans un courant de gaz chaud, on peut forcer ou aspirer un courant du gaz à travers une masse de matière
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à distiller, ce qui chauffe et agite celle-ci et en fait distiller les constituants désirés qui, vaporisés, sont emmenés par les gaz s'échappant. On peut encore agiter ou pulvériser la matière se trouvant dans la chaudière à dis- tiller dans les gaz qui se trouvent dans celle-ci par des agitateurs mécaniques ou des dispositifs pulvérisateurs.
On peut de même effectuer la distillation en contre-aourant en faisant, par exemple, couler de haut en bas la poix, goudron ou huile goudronneuse à distiller à travers une tour à chicanes ou autre. appareil dans lequel s'effectue un passage ascendant des gaz chauds, de façon que la poix, goudron ou huile goudronneuse, qui descend soit progressivement chauffée et distillée; ou bien on peut faire passer les gaz chauds sur la surface d'une masse d'huile goudronneuse, goudron ou poix dans un récipient clos, par exemple. Dans ce cas, il sera désirable ,bien que dans beaucoup de cas pas essentiel, d'agiter le contenu du récipient pour maintenir des surfaces fraîches exposées aux gaz.
Plusieurs chaudières à distiller peuvent être employées en série de façon que les gaz quittant une des chaudières passent à travers une autre chaudière dans la- quelle de la chaleur disponible des gaz peut être utilisée pour la distillation. De la poix, goudron ou huiles gou- dronneuses frais peuvent être fournis à chaque chaudière, ou bien le résidu d'une chaudière peut étre fourni à la chaudière suivante de la série, auquel cas il peut être désirable de faire passer la matière à distiller et les gaz à travers les chaudières dans des directions opposées de façon à bénéficier des avantages du contre-courant.
Les gaz peuvent être épurés avant de pénétrer dans la première chaudière de la série; ou bien le contact entre les gaz et le contenu de la chaudière peut servir à débarrasser ces gaz des impuretés de sorte que les gaz quittant la dernière
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chaudière de la série seront relativement exempts d'impuretés; mais c onti endront des huiles que l'on peut condenser en re- froidissant les gaz, et récupérer sous forme d'huiles pro- pres.
Le traitement usuel, par pulvérisation, auquel les gaz sont soumis dans le collecteur effectue un lavage et nettoyage partiels des gaz, et des poix lourdes ainsi que du goudron lourd contenant du carbone libre se préci- pitent dans le collecteur si l'on a à faire usage de gaz à moins de leur température maximum. On règle la tempéra- ture des gaz, avant qu'ils entrent dans la chaudière conte- nant la matière à distiller, de préférence en contrôlant la pulvérisation à laquelle les gaz sont soumis dans le collecteur. Cette pulvérisation peut être destinée à jouer le double rôle tant de régler la température que de netto- yer plus ou moins les gaz.
Dans le cas où l'on a à employer des gaz à la température maximum, on n'emploiera pas de pulvérisation du tout mais on fera une chasse de goudron ou d'eaux ammoniacales le long du fond du collecteur.
L'emploi de gaz chauds de distillation de houille pour la distillation de la poix, goudron ou huile goudron- neuse présente, entre autres, l'avantage que les gaz eux- mêmes sont soumis à un traitement de nettoyage et d'épura- tion par le fait qu'ils sont amenés en contact avec la poix, goudron ou huile goudronneuse à distiller, tandis que les vapeurs des constituants volatile dégagés par la distil- lation sont mélangées avec les gaz et les vapeurs condensa- bles qui y sont normalement contenues et peuvent en être récupérées dans le même appareil de récupération que celui dont il est fait usage pour refroidir les gaz provenant du collecteur ordinaire; ou bien on peut prévoir un appareil récupérateur distinct.
Il résulte de cette action de nettoyage que les impuretés contenues dans les gaz, et comprenant des particu-
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les tant solides que liquides, en sont enlevées et sont récupérées dans le résidu non volatilisé, dans la chaudière à distiller. Les gaz quittant le collecteur dans le fona- tionnement ordinaire d'un four à coke contiennent de fins globules de goudron ou de poix aussi bien que des particu- les solides constituées par de la poussière, du carbone libre, du fraisil de coke, etc.
et il peut ne pas être dési- rable d'enlever des gaz ces matières entraînées ni de les reçu pérer dans le résidu, dans la chaudière à distiller, lorsque, par exemple, on distille une huile relativement propre et qu'il est désirable de produire un résidu de faible teneur en Carbone libre dans la chaudière. Pour nettoyer les gaz , on peut les épurer ou les laver avec du goudron,etc. ou les nettoyer par un préaipitateur électrique, avant qu'ils pénètrent dans la chaudière. Le lavage des gaz, pour les nettoyerpeut se faire, selon le résultat désiré, avec de la poix, du goudron lourde du goudron léger ou de l'huile goudronneuse, soit avec plus ou moins de distillation ou sans distillation, et l'on peut régler la température de l'agent de lavage.
Dans le cas où l'on a à laver les gaz sans refroidissement ni distillation, l'agent de lavage doit avoir une composition et une température similaires à celles des particules de poix entraînées par les gaz. On peut aussi nettoyer les gaz, sans abaisser la température, au moyen d'un précipitateur électrique convenablement calo- rifugé ou chauffé. Lorsqu'on emploie le lavage ,il peut s'accomplir dansl'un quelconque de nombreux dispositifs des- tiné s au lavage de gaz* On peut faire usage du type ordinaire de laveur à tour ou à colonne.
Le lavage des gaz après qu'ils ont quitté le col- lecteur, mais avant qu'ils pénètrent dans la chaudière à distiller, peut être effectué par le résidu de goudron ou de poix provenant de cette chaudière ou par un autre agent de lavage convenable. On règle la température et la nature
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du liquide laveur de façon que la température des gaz péné- trant dans la chaudière soit celle qu' on désire pour la dis- tillation qui doit être accomplie dans celle-ci . pour maintenir à une température suffisamment élevée les gaz péné- trant dans la cornue, il peut être nécessaire de réchauffer préalablement le liquide laveur.
Ceci peut se faire en fai- sant passer ce liquide en relation d'échange de chaleur avec des gaz chauds résultant du procédé de distillation, ou en appliquant de la vapeur, ou autre chaleur, aux tuyaux conduisant au laveur ou épurateur .
Dans certaines conditions, lorsque leagaz sont lavés ou épurés avant de passer dans la chaudière il peut être désirable de les chauffer à mesure qu'ils passent à travers l'épurateur ou laveur plutôt que d'appliquer exté- rieurement de la chaleur à la chaudière. Ceci peut se faire en munissant le laveur ou épurateur d'une chemise ou en- veloppe et en faisant passer dans celle-ci des gaz chauds, tels que des gaz de carneau, de la vapeur,etc... On peut appliquer de la chaleur au laveur afin d'empêcher la conden- sation des constituants à bas point d'ébullition des gaz dans ce laveur aussi bien que pour fournir de la chaleur supplémentaire pour la distillation dans la chaudière. Dans certains cas, il sera désirable de chauffer extérieurement tant le laveur que la chaudière.
Les gaz s'échappant de la distillation entraînent sous forme de vapeurs les constituants volatilisés de la poix, goudron ou huile goudronneuse et contiennent, en plus de cela, ceux des constituants vapeurs, entraînés par les gaz pénétrant dans la cornue, qui n' ont pas été enlevés par condensation ou par contact avea la matière .en cours de distillation. Dans le cas de gaz chaude de four à coke em- ployés pour la distillation de goudron de houille produit par les fours à coke, les gaz chauds, après la distillation contiendront des constituants non condensés provenant de la
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distillation de houille aussi bien que des aonstituants vapeurs dégagés du goudron de houille au cours de la distillation.
On peut traiter les gaz provenant de la chaudière pour la condensation et la récupération des constituants désirables y contenus, ussi bien que pour la récupération d'ammoniaque et d'huiles légères entraînées par eux. Lors- qu'on ne fait passer à travers la chaudière qu'une partie des gaz provenant de l'appareil de carbonisation de houille, on peut traiter dans un système de récupération distinct ceux des gaz qui se sont enrichis en passant dans la chau- dière;
les huilea qui en seront condensées seront alors un mélange des constituants huileux qui se trouvent norma- lement dans les gaz et de ceux qui auront été ajoutés à ces gaz au cours de la distillation, tandis que le condensé provenant du restant du système ne contiendra que les pro- duits condensables, usuels, de la distillation de houille.
On peut, lorsqu'on le désire, traiter les gaz dans le même système de récupération avec le restant des gaz pro- duits par la distillation de houille*
Dans une installation de fours à coke où. plu- sieurs batteries de fours à coke sont en action, le gaz riche, ou pauvre, ou normal provenant d'une batterie peut être employé pour distiller du goudron provenant d'autres batteries; ou bien on peut employer ainsi une partie des gaz provenant d'une des batteries.
Les gaz dont il est fait usage dans la distilla- tion peuvent n'être qu'une partie des gaz collectés dans le collecteur et peuvent être retirés à un bout de ce dernier ; ou bien tous les gaz passant à travers le collecteur peuvent être utilisés en les retirant de la boite centrale, suivant
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la façon de faire habituelle.
Dans certains cas, on peut désirer régler la nature du résidu de la distillation ou du lavage ou épura- tion à l'égard de la teneur en carbone libre, ou à l'égard du type d'huiles restant dedans ou y ajoutées. Cela peut se faire dans une plus ou moins large mesure en faisant usage de gaz riches ou pauvres, ou intermédiaires, pour la distillation. Dea gaz riches contiennent du goudron avec une teneur relativement faible en carbone libre et ils con- tiennent aussi des huilea à. plus bas point moyen d'ébulli- tion et de poids spécifique moindre que des gaz pauvres.
Les gaz riches contiennent davantage de goudron que les gaz pauvres. A mesure que les gaz deviennent plus pauvres, la quantité de goudron y contenue diminue, le pourcentage de carbone libre dans le goudron augmente, la quantité d'huile aontenue diminue et son poids spécifique ainsi que le point moyen d'ébullition augmentent Pui@que, dans les opérations de lavage et de distillation, plus ou moins du goudron con- tenu dans les gaz sera retenu dans le résidu de lavage ou de distillation et que plus ou moins des huiles lourdes contenues seront condensées et retenues dans les résidus, on peut, dans une certaine mesure, contrôler la nature de ces derniers en choisissant les gaz convenables pour la distillation. Ces gaz peuvent être riches, pauvres ou in- termédiaires.
On va décrire plus complètement l'invention en regard des dessins ci-joints, représentant plusieurs dispo- sitions d'appareils la réalisant et propres à la mise en pratique du procédé qui en fait l'objet; mais il va sans dire que ces dispositions ne sont que des exemples auxquels l'invention n'est point limitée.
Sur ces dessins @
Fig.l représente, en plan, d'une façon quelque peu
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conventionnelle et schématique, une batterie de fours à coke avec un appareil pour la. distillation de goudron ou d'une huile goudronneuse, ou de poix, par contact direct avec des gaz chauds de fours à coke et contact indirect avec des gaz perdus, ou gaz de carneau , chauds; Fig.2 est une élévation en coupe de l'appareil représenté à la fig.l ; Fig.S est un plan d'une autre disposition d'ap- pareil' dans laquelle deux collecteurs sont représentés, avec un appareil distinct pour laver ou épurer les gaz chauds et des moyens pour chauffer la chaudière à distiller; Fig.4 est un détail, en élévation, du laveur ou épurateur;
Fig.5 est un détail à grande échelle, en coupe transversale, représentant la relation des deux collecteurs de fig.3 l'un par rapport à l'autre et par rapport au four à aoke; Fig.6 est une élévation, partie en aoupe trans- versale, représentant plus en détail la chaudière repré- sentée à la fig.l
Fig.7 est une coupe transversale de la chaudière représentée à la fig.6, montrant là chemise ou enveloppe;
Fig.8 est un plan de la chaudière repré sentée à la fig.6 ;
Fig.9 représente une disposition modifiée de chaudière que l'on peut substituer à aelle représentée sur les figs. précédentes et Fig.10 représente une autre disposition de chau- dière .
Une partie de la batterie de fours à coke est re- présentée en 1 , avec les conduites montantes usuelles 2 pour l'échappement des gaz de fours à coke et le collecteur usuel ¯3 relié à ces conduites, La boîte centrale usuelle,
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pour le coupleur, est représente 0 1e en 4. Les gaz de fours à coke se rendent du collecteur et de la boite centrale, par la conduite principale transversale 5, au système refroi- disseur et condenseur indiqué conventionnellement sous la forme de deux condenseurs 1 et $ . De ces derniers, les gaz passent, par le tuyau 9 et le purgeur de goudron usuel (non représenté) l'exhausteur 10 at de là, par le tuyau de sortie de gaz 25, à l'extracteur de goudron, aux épura- teurs d'ammoniaque et d'huiles légères,etc..
(non repré- senté s) .
Dans le collecteur et les cols de cygne, il est prévu des. tuyères de pulvérisation! pour régler la tempé- rature des gaz et pour nettoyer ou épurer plus ou moins ceux-ci, ainsi que pour donner une chasse dans le collecteur.
Le liquide, admis au collecteur, qui n'est pas volatilisé et le goudron condensé coulent à la botte centrale 1 et passent avec les gaz entrafnant un peu de goudron et de liquide et de vapeurs noncondensées, par la conduite transversale 5, à l'entrée des condenseurs et $ . :En ce point, le goudron condensé et le liquide sont déviés au décanteur 12', les gaz passant dans les condenseurs 1 et 8.
Des eaux ammoniacales peuvent être pulvérisées, de la manière usuelle, dans les conduites montantes et le collecteur, par la conduite 5'. Lorsqu'on désire pulvériser du goudron dans les gaz, dans tout ou partie du collecteur, on ajuste convenablement les valves dans la conduite ali- mentant les tuyères de pulvérisation et le goudron est amené par la conduits 7' .
Si l'on désire faire usage des gaz à peu près à leur température maximum, il peut être désirable de mettre hors d'action, partiellement ou entièrement, les tuyères de pulvérisation dans les sections du collecteur d'ou. les gaz sont retirés. Dans ce cas, on peut donner une chasse
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d'eaux ammoniacales et (ou) de goudron dans le collecteur 3 par les conduites et 8 .Cette chasse aidera à em- pêcher l'accumulation de poix dure dans le collecteur 3.
On peut également prévoir un tuyau de sortie 11, partant de la boite centrale 4, pour le goudron et les eaux ammoniacales qui peuvent, si on le désire, être amenés par ce tuyau audécanteur 12 où une séparation du goudron et des eaux ammoniacales 8'effectue. Le goudron, après qu'il s'est ainsi déposé et séparé, peut être amené du décanteur lait soit continuellement ou d'une façon intermittente, par un tuyau 6' contrôlé par une valve 1"', à la chaudière à distiller 13. Une valve 1é" contrôle l'écoulement de gou- dron du décanteur 12. Le goudron venant du décanteur 12' peut être conduit à la chaudière par la conduite 10* , la pompe4Cet les conduites 39' et 6' .
Un tuyau à gaz 14, qui peut être pourvu d'une enveloppe calorifuge (non repré- sentée), va, de préférence , d'une des extrémités du aollea- teur 3 à la chaudière 13 et se termine, par exemple, en un tuyau transversal 15 disposé dans cette dernière et pourvu de trous le long de son dessous, comme cela est le mieux représenté à la fig.6. Une valve 4' est prévue dans le tuyau 14. Les gaz s'échappent de la chaudière par le tuyau 16, dans lequel se trouve une valve 20, et peuvent, avec les vapeurs y mélangées, passer par ce tuyau et cette valve, aux condenseurs distincts 22 et 23 où une condensation de va- peurs se produit et d'où ils passent, par un tuyau de sortie de gaz 19, avec valve 17, et un tuyau 24, au tuyau de sortie de gaz principal 25.
Un exhausteur 21 est prévu entre les tuyaux 19 et 24 pour aspirer les gaz à travers la chaudière 13,et les condenseurs 13.. et. 23 .L'exhausteur peut également être placé dans le tuyau 14. Un by-pass 18, avec valve 18', permet de faire passer le gaz autour .des condenseurs par un ajustement convenable des valves 20, 17 et 18'. Les gaz venant de la chaudière peuvent être amenés à la conduite
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transversale 5 par un tuyau 21', contrôlé par une valve 22', pour être mélangés avec les gaz ordinaires de fours à coke de façon que les constituants aondensables contenus dans ces gaz provenant de la chaudière puissent être récupérés dans le système de récupération principal.
Le résidu du goudron ou poix provenant de la chau- dière 13 passe par le tuyau 26 et peut être livré, au moyen de la pompe 27, soit par le tuyau 28 au réservoir 30 ou par le tuyau± au réservoir des valves 29 et 3 étant prévues pour contrôler le flux dans ces tuyaux,
Le goudron au les huiles goudronneuses collectés dans les condenseurs 7 et 8 peuvent être retirés par les tuyaux 34 et 35 et être livrés, par un tuyau 36 contrôlé par une valve 57. à un décanteur 38. Le goudron ou les huiles goudronneuses sont séparées, dans celui-ci, des eaux ammoniacales et peuvent être -menés de là à un réser- voir ou être livrés, par un tuyau 39 contrôlé par une valve 40 et au moyen de la pompe 40' ,à la chaudière 13.
Dans l'appareil représenté aux fige.1 et 2, le système de récupération des sous-produits de la batterie de fours à coke peut, pour la majeure partie, fonctionner de la façon ordinaire; maisune partie des gaz chaud des fours à coke sont retirés et employés pour la distillation de goudron et ces gaz ainsi que les vapeurs y contenues sont ensuite soumis à une condensation distincte, ou sont ramenés pour être mélangés avec les gaz principaux des fours à coke afin d'être condensés avec eux.
La chaudière peut être chauffée extérieurement d'une manière convenable quelc onque, par exemple : au moyen de brûleurs alimentés en gaz combustible . Sur les dessins, la chaudière est pourvue d'une chemise ou enveloppe dans laquelle on fait circuler des gaz perdus. En ajustant le registre 41'dans le carneau 11, ou le registre µ@;, on peut
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dévier toute quantité désirée des gaz perdus, par le by- pass 42,dans le massif 15 , renfermant tout ou partie de la chaudière 13 et ajouter ainsi à celle-ci la quantité désirée de chaleur.
Le chauffage extérieur de la chaudière @ de cette façon aide et supplémente l'effet de distillation des gaz chaud's passant directement en contact avec: le goudron dans la chaudière*
Dans le collecteurs les gaz de fours à coke peuvent, lorsqu'on a à les employer à moins de leur tempé- rature maximum, être soumis à un refroidissement réglé par la pulvérisation d'eaux ammoniacales, ou de goudron lors- du' on en fait usage, et le courant de goudron et d'eaux ammoniacales coulant à travers eux.
Dans le cas où cette pulvérisation refroidirait les gaz àune température in- f éri eure à celle désirée pour la distillation, on pourrait réduire sensiblement la pulvérisation d'eaux ammoniacales ou de goudron à l'extrémité du collecteur d'oÙ les gaz chauds sont retirés, ou même la supprimer, de façon que les gaz passent par les conduites montantes et dans l'extrémité du collecteur ainsi que par le tuyau 14 à une température pas de beaucoup inférieure à celle à laquelle ils pénètrent dans ce collecteur.
De cette façon, on peut employer les gaz à une haute.température à laq,uelle ils ont une forte capacité de di stillation. En réglant la quantité d'eaux ammoniacales et de goudron pulvérisés dans l'extrémité du collecteur d'où. les gaz sont pris, on peut régler la température des gaz. En général,il sera avantageux de retirer les gaz chauds de four à coke pendant qu'ils sont encore à une haute tempé- rature, en ne les soumettant qu'à peu ou pas de pulvérisation, de façon à obtenir un chauffage et une distillation efficaces de la matière dans la chaudière.
Au cours du contact intime des gaz chauds de fours à coke avec le contenu de la chaudière,, les gaz seront net- toyés et débarrassés dans une plus ou moins large mesure du
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goudron et des constituante condensables lourds entraînes, en laissant dans les gaz proportionnellement plus des cons- tituants condensables plus légers, tandis que la distilla- tion du goudron ou de l'huile dans la chaudière dégagera du goudron ou huile les constituants, volatile dans ces conditions, qui seront mélangés avec les gaz et entraînés avec eux de la chaudière, en produisant un gaz enrichi en huiles condensables. Le pourcentage de carbone libre et autres impuretés dans le gaz enrichi sera, à 1*égard des constituants condensablea y contenus relativement moindre que dans le gaz non enrichi.
En soumettant les gaz s'échap- pant de la chaudière à un refroidissement et une condensa- tion distincts, on peut obtenir directement, dans le décan- teur la* par exemple, une huile relativement propre tandis, qu'en ramenant les gaz et les vapeurs y mélangés au système de condensation principal, on peut récupérer les constituants condensables, dans le décanteur par exemple, sans qu'il soit nécessaire d'avoir un équipement de condensation dis- tinct et les produits résultants seront relativement plus propres que ceux qu'on obtient normalement .
L'appareil représenté à la fig.3 est pourvu de moyens par lesquels les gaz plus riches dégagée des fours à coke peuvent être collectés séparément des gaz plus pauvres, au moyen de deux collecteurs 342 et 549 . Bien que soit des gaz riches ou des gaz pauvres puissent être utilisés pour la distillation, dans l'appareil représenté ce sont des gaz pauvres qui sont ainsi utilisés. Il va sans dire que l'appareil convient également pour utiliser des gaz riches et conduire les gaz pauvres aux condenseurs ordinaires 307 et 308,ou pour n'utiliser qu'une partie des gaz riches ou pau- vres pour la distillation.
En réglant convenablement les valves 342' et 343' représentées aux figs.3 et 5, on peut amener les gaz dégagés durant la première partie du procédé de distillation au
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collecteur de gaz riches 342 tandis que les gaz pauvres dégagés dans la. dernière partie de la distillation peuvent être collectés dans le collecteur principal 343 .En raison du fait que ces gaz pauvres sont plus pauvres en huiles con- densables, ils conviennent mieux;
dans bien des cas, pour la distillation et, par conséquent, suivant une des façons de procéder, ils sont séparément collectés dans le collecteur
343,par exemple, et sont conduits à la chaudière pour être utilisés pour la distillation, tandis que les gaz riches sont collectésdans le collecteur 342 puisrefroi- dis et conduits aux condenseurs de la manière usuelle. De même, si on le désire, on peut utiliser le condenseur 343 comme collecteur de gaz riches et utiliser les gaz riches pour la distillation .Dans bien des cas, cela sera désira- ble.
Tandis qu' on peut faire marcher le collecteur pour les gaz plus riches, suivant la pratique usuelle, la marche du collecteur de gaz pauvres 343 doit être ré- glée, en ajustant les tuyères de pulvérisation de goudron et (ou) d'eaux ammoniacales, de façon à donner une chasse adéquate dans ce collecteur avec seulement un refroidisse- ment limité, de manière que la température des gaz pauvres quittant le collecteur soit suffisamment élevée, en dépit de la déperdition de chaleur subie en passant à la cornue, pour effectuer la distillation danscelle-ci. on peut pulvériser du goudron dans le collecteur par la conduite 307 . Dans certains cas, il peut être bon de supprimer une partie ou la totalité de la pulvérisation dans le collecteur 343.
Dans ce cas on peut donner une chasse d'eaux ammoniacales et (ou) de goudron dans le collecteur 343 par les conduites 345' et (ou) 360', Les gaz passent du collecteur de gaz pauvres, par la valve 341'*: et le tuyau 314' à l'épurateur ou laveur et les gaz épurés sont conduits de là, par le tuyau 314, à la chaudière 313 . Le laveur au épurateur
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peut, dans certains cas, être omis.
La. matière qui se trouve dans la chaudière peut être mise en circulation , au moyen de la pompe 344, par le tuyau 345 et être ainsi amenée à travers les tuyères pulvérisatrices 346 au laveur ou épura- teur et ramenée à la chaudière par le tuyau 360; ou bien elle peut passer du laveur, par le tuyau 349 au réservoir 359; au bien le laveur peut être alimenté au moyen de la pompe
347 par le tuyau 348 en goudron ou huile goudronneuse venant du décanteur 338 . Le résidu de distillation de la chaudière et les constituants non volatilisés venant du laveur ou é- purateur sont conduits, par le tuyau 349, au réservoir 350 ou, par le tuyau 351, aux réservoirs 330 et 331.
La marche du laveur ou épurateur dépendra, en général, de la mesure dans laquelle on désire que les gaz soient débarrassés de matière entraînée avant de pénétrer dans la chaudière.
Si, par exemple, on désire maintenir le résidu dans la chaudière, relativement exempt de contamination par les matières entraînées dans les gaz, on fera marcher l'épura- teur ou laveur et le liquide de lavage sera livré à un ré- servoir distinct, le récipient 350 par exemple. Dans un cas de ce genre, on peut faire usage d'un liquide de lavage approprié, par exemple une petite quantité du résidu qui se trouve dans la chaudière, au un liquide étranger; ou bien on peut maintenir dans un réservoir calorifugé dis- tinct (non représenté) une provision de matière d'une compo- sition similaire à celle des liquides entraînés dans les gaz et remettre continuellement en circulation à travers le laveur le contenu de ce réservoir.
Le liquide dont il est fait usage pour le lavage peut, dans certains cas, être distillé, Cela sera particu- lièrement le cas lorsque l'on emploie le goudron léger ou l'huile goudronneuse, tel que celui provenant de 338 ou 338'. Lorsqu'une distillation du liquide de lavage a lieu
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la température-des gaz tend à. baisser, en raison de l'absorp- tion de chaleur comme chaleur latente d'évaporation des huiles distillées. On peut parer à cette chute de températu- re des gaz par l'usage d'un échangeur de chaleur 346' pour préchauffer le liquide de lavage, ou par l'addition de chaleur dans l'enveloppe 351', ou desdeux façons. La quan- tité de gaz peut également être augmentée.
Si l'on désire deux fractions d'huiles provenant des condenseurs 322 et 323 , la seconde fraction peut être amenée, par le tuyau 322' à un déeanteur (non représenté).
L'épurateur ou la chaudière, ou tous les deux, peuvent être chauffés extérieurement par la combustion de gaz combustibles ou par des gaz perdus, par exemple. Fig.3 prévoit le chauffage par gaz perdus. En manoeuvrant convena- blement les registres existant dans les carneaux et en fai- sant fonctionner l'exhausteur 340 lorsque c'est nécessaire, on peut contrôler la circulation des gaz perdus, ou gaz de carneau, par les tuyaux 349' et 350' et la chemise 351' autour du corpsde l'épurateur aussi bien qu'à travers le massif 315' de la chaudière,
Le goudron provenant de l'un ou l'autre des collecteurs, ou des deux, peut être fourni par le tuyau 352 à la chaudière 313; ou bien on peut en faire usage pour laver les gaz dans l'épurateur, auquel cas on l'envoie, par la pompe 354, aux tuyères de pulvérisation 346.
La con- duite allant à ces dernières peut être pourvue d'un réchauf- feur 346'.
L'épurateur 341 peut, comme aela est représenté à la fig.4, consister en une tour pourvue de moyens 31'' à sa partie inférieure , pour admettre les gaz et de moyens 314,à sa partie supérieure, pour les emmener. L'épurateur est muni de tuyères de pulvérisation 346 pour pulvériser dans son contenu du goudron ou de l'huile. Il peut être garni de briques cassées, ou d'anneaux Raschig,etc,..
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Avec une modification appropriée , le f onctionne- ment de l'appareil représenté à la fig.3 est similaire à celui décrit à propos des figs.l et 2. Du goudron provenant de l'un ou l'autre des collecteurs, ou des décanteurs 338 et 338' peut être fourni à la chaudière 313, ou bi en c elle- ci peut être alimentée en goudron ou huile provenant de quelqu'autre source. Lea vapeurs venant de la chaudière peu- vent être condensées séparément dans les condenseurs 322 et 383 ou , en détournant les gaz par le tuyau 318, on peut les combiner avec les gaz et vapeurs passant par le tuyau 305 et les condenser et les collecter, avec les va- peurs venant directement du collecteur de gaz riches 342, dans les condenseurs 307 et 308 .
L'invention n'est pas limitée à ce qui est repré- senté sur les dessins. Fig.l représente un appareil pour distiller avec des gaz chauds directement, sans lavage ou épuration. Fig.3 représente un appareil pour distiller avec des gaz, soit riches ou pauvres, et prévoit un lavage des gaz avant qu'ils pénètrent dans la chaudière.
Avec des modifications appropriées, on peut réarranger l'équipement représenté pour faire passer des gaz, soit riches ou pau- vres, directement à la chaudière, sans lavage ; ou bien on peut laver ou épurer, avant qu'ils pénètrent dans la chaudière, des gaz mixtes passant à travers le collecteur usuel et comprenant des gaz provenant de fours à diverses périodes de fonctionnement, c'est-à-dire des gaz riches et des gaz pauvres, comme à la fig.l. La chaudière ou l'épura- teur peuvent être chauffés extérieurement ,
ou bien on peut prévoir un échangeur de chaleur d'un type différent dans le- quel les gaz sont chauffés extérieurement pendant qu'ils passent dans les conduites à gaz reliant entre eux les divers éléments de l'appareil ou bien encore on peut appli-
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quer de la chaleur en plus d'un endroit, par exemple t tant à l'épurateur qu'à la chaudière ou au réchauffeur, comme à la fig.3 .
La chaudière 13 peut Être remplacée, comme cela est représenté à la fig.9, par une tour dans laquelle le goudron ou autre matière à distiller coule de haut en bas sur une pluralité de chicanes, de manière à exposer de gran- des surfaces du goudron aux gaz chauds s'élevant à travers la tour qui est chauffée extérieurement pour aider la dis- tillation. De cette fçon, on tire parti de l'effet chauffant des gaz pour distiller le goudron sans retarder les gaz ni produire de contre-pression appréciable ou déranger beau- coup l'équilibre de pressions gazeuses dans le système.
A la fig.ç, 71 désigne une tour qui est de dispo- sition et de construction convenables quelconques et est pourvue de moyens de chauffage tels qu'une chemise à travers laquelle des gaz, tels que les gaz de carneaux, ou gaz per- dus, chauds peuvent passer, si on le dé sire ,pour maintenir la température désirée. Le goudron accumulé dans lesdécan- teurs 12, 12' ou 38 (fig.l) ou de la poix, goudron ou huile provenant d'une autre source, est livré, par un tuyau d'ame- née 72, à la partie supérieure de la tour et coule de haut en bas sur une pluralité de chicanes 73 di sposées dans celle- ci pour faciliter l'exposition de la surface maximum du goudron, ou autre matière à di still er, aux gaz ascendants.
Ces gaz peuvent être retirés du collecteur et être livrés, par le tuyau 14 représenté à la fig.1, à l'orifice d'entrée 74 existant à la base de la tour 71. Les gaz circulent de bas en haut autour des chicanes 73, en cédant leur chaleur au courant de goudron descendant, et s'échappent par un ori- fice de sortie 75 qui peut,* par exemple, être relié au tuyau 16 représenté à la fig.l. Le résidu du goudron ou huile, qui s'accumule dans le bas de la tour Il* est retiré par un
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tuyau 76 qui peut être relié au tuyau 26 représenté à la fig.l. On peut remettre en circulationune partie du gou- dron, au moyen d'une pompe 73',par un tuyau 74' pour la renvoyer à la partie supérieure de la tour.
Puisque le goudron desaendant coule sur les chicanes en nappes relati- vement minces et est exposé, sous cette forme, aux gaz chauds, il n'interpose que le minimum de résistance au flux des gaz. Il est, néanmoins, chauffé par ces derniers qui, selon la température et d'autres conditions de fonc- tionnement, peuvent en enlever plus ou moins des constituants volatils. Ceux-ci peuvent être condensés comme cela a été décrit ci-dessus à propos de la condensation de vapeurs d'autres gaz venant des fours; ou bien on peut utiliser un système condenseur distinct pour récupérer tous produits utiles, ou de valeur, contenus dans les gaz qui quittent la chaudière.
Bien que le fonctionnement de la tour de fig.9 ait été décrit en relation avec le fonctionnement d'un système tel que celui représenté à la fig.l, il va sans dire que l'appareil représenté à la fig.9, aussi bien que celui représenté à la fig.10, qui sera décrit ci-dessous, peuvent être appliqués dans d'autres systèmes, tels que celui représenté à la fig.3. Les tours peuvent être pourvues de chemises appropriées pour conduire des gaz de carneaux, ou gaz perdus; ou bien on peut prévoir d'autres moyens pour appliquer de la chaleur extérieurement.
Dans la variante de chaudière représentée à la fig.l0, le fonctionnement est similaire à celui de la chaudière représentée à la fig.9, sauf qu'au lieu de venir en contact intime avec les gaz chauds en passant sur des chicanes, la poix, goudron ou huile, est pulvérisée dans les gaz chauds qui sont introduits par l'orifice d'admission 80. En s'élevant à travers la tour, les gaz chauds volatili-
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sent les constituants à bas point d'ébullition du liquide qui est introduit à travers les tuyères de pulvérisation fils et selon la température et la quantité des gaz, les aonsti- tuants à point d'ébullition plus élevé peuvent être volati- lisés.
Le résidu du goudron, ou poix, ou huile goudronneuse , traité se rassemble dans le réservoir 82, au bas de la tour, et peut en âtre retiré continuellement, ou de temps à autre, par la pompe 84 et élevé à travers le tuyau 85 pour être soumis à nouveau au traitement par des gaz chauds en étant de nouveau pulvérisé à,travers les tuyères 81. Au lieu de remettre le goudron en circulation, on peut fournir aux tuyères du goudron frais introduit par le tuyau 83' , ou bien on peut introduire du goudron à ses tuyères par les tuyaux 83' et 85 en même temps, au bien encore, en faisant usage de tuyaux d'alimentation distincts, on peut fournir à certaines tuyères du goudron, ou poix, traité et à. d'au- tres du goudron frais.
Des chicanes 86, ou d'autres moyens, peuvent étre prévues pour enlever des vapeurs s'échappant par l'orifice de sortie 87, le liquide antrainé, On peut faire fonctionner les tours en procédant par fournées, ou les faire fonctionner d'une façon continue.
L'effet de di stillation qui se produit dans la chaudière dépendra des quantités et températures relatives du goudron et des gaz ,ainsi que de la quantité de chaleur extérieure fournie, par les gaz perdus chauds par exemple.
Les gaz chauds de fours à coke pour la chaudière peuvent être retirés de l'extrémité du collecteur, comme cela est représenté sur les dessins, ou de toute autre partie de ce collecteur, ou autres moyens de collecte; ou bien les gaz chauds peuvent 'être pris à la conduite transversale ou à toute autre partie de l'appareil d'où l'on peut obtenir des gaz à la température désirée. La température des gaz dépendra de la partie de l'appareil d'où on les obtient et de la marche du système de fours à coke.
Si on supprime la pulvérisation
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ou si on la maintient à un minimum, dans les conduites mon- tantes à l'un des bouts du collecteur, et dans les maîtres- ses conduites, et si l'on amène à la chaudière des gaz pro- venant de cette extrémité du collecteur, ces gaz seront presque à la température maximum à laquelle les gaz pénètrent dansle collecteur.
On peut faire usage, nomme agent de lavage ou d'épuration, de goudrons, huiles goudronneuses ou poix de diverses qualités et, en lavant avec d'autres poix, goudrons ou huiles goudronneuses que ceux récupérés d'un système de fours à coke avec des gaz chauds de fours à coke, on récupérera dans le laveur ou épurateur des gou- drons et poix mixtes et l'on peut récupérer des produits mixtes en condensant les vapeurs des gaz quittant la chau- dière. En omettant l'opération de lavage, ou par une sé- lection convenable du goudron ou huile goudronneuse à uti- liser dans le laveur et la chaudière, et par un réglage de la température, on peut modifier les propriétés des pro- duits résultants pour qu'ils répondent aux exigences parti- culières du commerce.
L'opération de distillation combinée de la pré- sente invention, avec chauffage et distillation directs par les gaz chauds de distillation de houille et chauffage indirect, extérieurement, au moyen de gaz perdus par exemple, permet de faire usage des gaz de distillation de houille plus efficacement et à une température moindre que quand on ne s'en repase que sur eux seule pour le chauffage et la distillation.
Dans des installations de cornues à gaz ou de fours à coke où les gaz de distillation de houille sont refroidis dans les conduites montantes, le collecteur,etc.. à une température telle qu'une distillation effective ,avec la teneur en chaleur des gaz, serait limitée, le chauffage
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extérieur de la chaudière rend plus efficace l'action des gaz de distillation de houille, en permettant d'accomplir une distillation effective à une température relativement basse.