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"PROCEDE ET APPAREIL POUR LA COKEFACTION D'AGGLOME- RES CONTENANT UN AGENT COKEFIANT".
La présente invention concerne la cokefaction d*agglomérés contenant un agent cokéfiant et elle a pour objet d*offrir un procédé et un appareil perfectionnés pour la cokéfaction de tels agglomérés. L'invention est particulièrement applicable à la cokéfaction d'agglomérés de matière métallifère et d'un agent cokéfiant approprié. tels par exemple que des agglomérés de matières zincifère et carbonacée. Elle peut également être appliquée, avec avantage,, à la, cokéfaction de briquettes ou agglomérés combustibles contenant une proportion convenable d'un agent cokéfiant appropriée.
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Le procédé et l'appareil de l'invention impliquent un chauffage des agglomérés à la. température de cokéfaction requise en faisant passer un agent chauffant gazeux trns- versalement à travers une masse peu profonde et convena- blement supportée d'agglomérés, et en contact direct avec cette masse. Sous l'un de ses aspects, l'invention consiste à faire avancer progressivement la masse ou colonne d'ag- glomérés à travers une chambre de cokéfaction appropriée et à faire passer le gaz chauffant à travers la masse ou co- lonne d'agglomérés dans une direction à peu près transver- sale à la direction dans laquelle les agglomérés se dépla- cent à travers la chambre.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans l'établissement d'une chambre de cokéfaction verticalement disposée à travers laquelle on fait passer transversalement le gaz chauffant. Dans le cas OÙ les agglomérés avancent progressivement à travers la chambre de cokéfaction, des dispositifs appropriés doivent être prévus pour charger les agglomérés frais dans la cham- bre et pour décharger de celle-ci les agglomérés cokéfiés et, avec une telle façon de faire, l'invention envisage la création d'une aspiration tant sur le dispositif de charge- ment que sur le dispositif de déchargement,. pour empêcher l'introduction, dans la, zone de cokéfaction active de la cham- bre, d'un gaz oxydant quelconque résultant de la rentrée d'air à travers l'un ou l'autre de ces dispositifs.
Sur les dessins ci-joints :
Figure 1 est une élévation, en coupe,. d'un four de cokéfaction établi conformément à l'invention;
Figure a est une coupe transversale horizontale de ce four suivant 2-2, figure 1.
Figure 3 est une élévation, en coupe, d'une cons- truction modifiée d'une variante de la. chambre de cokéfaction dans un four du type du celui représenté à la figure 1 et
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Figure 4 est un plan de l'une des plaques dont il est fait usage dansla construction de la chambre de coké- faction de figure 3.
Le four représenté aux figures 1 et :3 comprend
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une construction en maçonnerie, 5fl de section horizontale o- va,le ayant un carneau d'admission de gaz µ. et un carneam de sortiede gaz 7. Desouvertures de nettoiement 20 sont prévues dans les extrémités courbes de la maçonnerie
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5. Une chambre de cokéfaction relativement étroitep &0, est établie à mi-chemin entre les extrémités de la maçonnerie à en offrant par cela memec sur un des ajtée, un laboratoire ou chambre de distribution de gaz, 9 9 en communication avec lntrée 6 et, sur l'autre otés, un laboratoire ou chambre similaire, 1Q1' en communication avec la sortie 7.
L'une des parois latérales° 12, de la chambre de cokéfaction est sensiblement verticale, tandis que l'autre paroi verticale 13 est légèrement inclinée de dedans en dehors de façon que la section transversale de la chambre aille en augmentant de la partie supérieure à la partie inférieure. Les deux parois latérales de la chambre de cokéfaction sont perméa- bles au passage, à travers ellesp d'un volume considérable de gaz. Cette perméabilité est de préférence assurée par des ouvertures ou fentes uniformément distribuées dans chaque paroi latérale,
Dans la chambre de cokéfaction représentée aux
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figures 1 et 2 des dessinsq la. paroi latérale verticale à est formée de plaques superposées présentant des fentes uniformément distribuées.
Ces plaques peuvent être faites
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de matière réfraotairep telle que le carbure de silicium seul ou mélangé avec de l'argilep ou d'alliages métalliques résistant à de hautes temp.pératures9 tels que des alliages de fer, de chrome et de nickel. La paroi inclinée 13 est cons- tituée par des -lames de persiennes disposées de façon que les.
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courante de gaz quittant la chambre de cokéfaction soient dirigés de bas en haut dans la chambre de sortie de gaz 10.
Cette construction en lames de persiennes réduit au mini- mum le risque que de la poussière et des fragments d'agglo- mérés se logent dans les ouvertures existant sur le côté de sortie de gaz de la chambre de cokéfaction et engorgent ces ouvertures.
Dans la chambre de cokéfaction représentée aux figso
3 et 4 des dessins, les deux parois verticales, perméables au gaz, sont construites de la même façon et sont constituées par des plaques d'alliage amovibles 14 présentant des ouver- tures ou fentes distribuées 15. Les plaques d'alliage sont tenues en position par des poutrelles transversales espacéss, 16, dont les extrémités pont convenablement supportées dans la maçonnerie 1 du four,, Les faces internes des poutrelles 16 présentent des têtes longitudinalement rainées 17 dans. lesquelles les pannetons 18 et 19 des plaques sont engagées.
Le panneton plus courts 18, repose sur le bord des rainures d'engagement des poutrelles qui se trouvent en-dessous des plaques, tandis que le panneton plus long, 19, ne pénètre que sur une courte distance dans les rainures d'engagement des poutrelles situées au-dessus. En soulevant une plaque quelconque, on peut dégager son panneton 18 de la. rainure dans laquelle il est engagé, enlever la plaque et la rempla- cer par une neuve, sans déranger aucune des autres plaques de la paroi.
L'extrémité supérieure de la chambre de cokéfac-. tion traversant le plafond de la maçonnerie de four % est pourvue d'une chemise d'eau 21. Un prolongement ou trémie de changement 22 pourvu d'une porte oscillante 23 est monté au-dessus de la chemise d'eau. Un tuyau ±±relié le. prolonge- ment 22 à la chambre de sortie de gaz. 10.
Un dispositif de déchargement consistant en un
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couloir incliné et en un cylindre 26 monté de façons pouvoir tourner:, est associé avec l'extrémité inférieure de la chambre de c okéfaction 8. L'extrémité inférieure du couloir est fermée par une porte ìl , montée à pivot.
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du'un contrepoids maintient normalement fermée,, Un tuyem 9 relie 1leirtrémité inférieure du couloir avec la chambre de sortie de gaz 10.
Lorsque le four est en activités la chambre de
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cokéfaction 8 est remplie deegglanérés subissant la ac- k4far-tione périodiquement1> on retire de la chambre une ' quantité appropriée d'agglomérés en ouvrant la porte i1 et en faisant tourner le cylindre 26 et simult&neentl, on introduit une quantité correspondante deçigglomérés frais dans la trémie 12. De cette façon, la chambre de c okéf, tion est maintenue pleine et les agglomérés frais,, sont chargés avec un minimum de chute,
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Le gaz chauffant> pour la cokéfaction,, est intro- duit par l'entrée de gaz .2...
On peut faire usage d'une souce appropriée quelconque de gaz chauffant (inerte à l'égard de la charge dans les conditions où s'opère la cokéfaction) Ainsi, le gaz chauffant peut Être du gaz de gazogène, du
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gaz d'élairage, du gaz d'huilep du gaz naturel, du gaz de four à coke, du gaz à l'eau et d'autresgaz c ombustiblea
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similairesp chauffés par une source étrangère lorsque cela est nécessaire. Les gaz résultant de la combustion de gaz combustibles de ce genre, d'huile ou de houille (ou de com- bustible carbonacé, solide:) similaire) peuvent Être employés comme gaz chauffant,, De tels gaz de combustion peuvent être les gaz d'échappement d'une opération thermique contigue.
Lorsqu'on fait usage de gaz de combustion de ce genre, il peut être bons ou même nécessaires d'y ajouter une petite quantité de gaz combustible non brûlée afin de réagir avec tous gaz oxydants, tels que de l'oxygène en excès, qui peuvent /
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s'y trouver, ou de neutraliser ces gaz oxydants. D'autres gaz inertes, comme l'azote, la vapeur surchauffée, etc., peuvent également être employés comme gaz chauffante)
Le gaz chauffant doit être sensiblement dénué d'influences oxydantes.
Durant la première phase, ou phase de formation, de la cokéfaction, l'oxygène ou des influences oxydantes affectent préjudiciablement le constituant, ou fraction, cokéfiant de l'aggloméré et il est particulière- ment important que cette phase de l'opération de cokéfaction soit conduite en l'absence d'influences oxydantes de ce gen- re. On doit également éviter des influences oxydantes au cours des phases subséquentes de l'opération de cokéfac.- tion, puisqu'elles tendent à consumer le coke.
Le gaz chauffant peut, comme résultat de son mode de production ou d'un usage antérieur, être à une tempéra- ture appropriée pour l'opération de carbonisation. Dans le cas o ce gaz est trop chaud pour l'opération de cokéfac- tion envisagée, on doit le refroidir convenablement par de la vapeur, de l'eau, etc,,. par exemple s'il n'est pas possible à. une température suffisamment élevée pour l'opération, on doit le chauffer convenablement. Cela peut se faire avanta- geusement par récupération du par régénération, ou en y ajou- tant un volume approprié d'un gaz plus chaud, ou bien encore en consumant un peu du gaz lui-même, ou un constituant combus- tible y ajouté à. cet effet.
Le gaz chauffant pénètre dans la chambre 9 et est distribué par toutes les ouvertures de la paroi verticale
12 dans la chambre de cokéfaction 8. Le gaz passe trans- versalement à travers la masse d'agglomérés se trouvant dans cette chambre, sort par les ouvertures dela paroi la- térale oblique 13 dans la chambre 10 et passe à la sortie de gaz. 7. Le gaz. chauffant peut être forcé à travers le four; mais, de préférence, il est aspiré à. travers celui-ci par des ventilateurs aspirants en communication avec. la sortie
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de gaz 7.
Un peu d'air pénètre inévitablement dans la,. trémie
22 au cours des opérations de chargemento L'effet nuisible de cet air est réduit au minimum par la présence du tuyau 24 qui sert à aspirer l'air de la trémie dans la chambre de sortie de gaz. 10. Même lorsque la porte oscillante 23 est fermées, un peu d'air risque de rentrer dans la trémie de chargement et cet air est, de même, aspiré à travers le tuyau 24 dans la chambre 10. Le tuyau 29 aspire d'une façon similaire dans la chambre 10, l'air pénétrant dans le cou- loir de déchargement 25.
Le tirage créé par les gaz sortants dans le carneau 1 établit une aspiration suffisante, dans les tuyaux 24 et 29, pour empêcher la, pénétration, dans la. zone de cokéfaction active de la chambre 8, de tout gaz oxydant résultant de la rentrée d'air soit par le disposi- tif de chargement ou par le dispositif de déchargement.
Dans le cas où le gaz. chauffant est forcé à travers le four ( au lieu d'être appelé à travers celui-ci par aspiration,. comme il est préférable que cela. soit)les tuyaux et 29 sont supprimés puisque:, dans ce cas, ils seraient inopérante,
L'invention est particulièrement applicable au procédé de "cokéfaction rapide"décrit dans un autre brevet, de même date que le présent, ayant pour titre : "Procédé de production d'agglomérés cokéfiés". Dans ce procédé de cokéfaction, les agglomérés sont soumis,, dès le début. à un traitement de cokéfaction rapide, à haute température,, de façon qu'une couche importante de coke se forme sur la surface de l'aggloméré en un temps relativement court et pendant que la masse interne principale de l'aggloméré reste sensiblement inaltérée.
On continue ensuite le traitement thermique à haute température jusqu'à ce que tout l'agglomé- ré soit cokéfié. Suivant la présente invention, on peut, fai- re passer à grande vitesse de grands volumes de gaz chauffant à travers une masse relativement peu profonde, ou étroite,
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d'agglomérés. Cela mesure un chauffage rapide, aussi bien qu'uniforme, dea agglomérés à. la température de cokéfaction requise.
Simplement à titre d'exemple, voici des indica- tions relatives à un four de cokéfaction, réalisant l'in- vention, qui a donné un service excellent dans des condi- tions de fonctionnement industrielles. La. maçonnerie . avait une longueur intérieure d'environ 3m,65, une largeur intérieure d'environ lm, 20 et une hauteur intérieure d'environ 2m,30. La. chambre de cokéfaction 8 s'étendait transversalement sur toute la largeur de la chambre du four et avait environ 40cra de profondeur, ou de large, en haut et environ 60cm de profondeur, ou de large, en bas. La superficie des ouvertures existant dans les parois 12 et 13 de la chambre de cokéfaction était approximativement
30% de la superficie totale de chaque paroi.
L'entrée de gaz 6. avait un diamètre de 1m,5 et la sortie de gaz,
7, un diamètre de 90 cm.
Lorsqu'on met en pratique une cokéfaction rapide dans l'appareil de l'invention, le gaz chauffant doit être à. une température telle que la surface de chaque aggloméré se trouve rapidement chauffée à. 800 C, ou davantage. On a obtenu des résultatssatisfaisante avec un gaz chauffant pénétrant dans la. masse ou colonne d'agglomérés, située dans la chambre , . une température de 800à 1000 0 et sortant de cette colonne d'agglomérés à une température de
700 à 8000 0, mais pas inférieure à 550 C. Les meilleures conditions pour produire uniformément sur chaque aggloméré la coquille de coke envisagée se présentent avec la chute de température la plus faible de l'entrée de gaz à la sortie de gaz.
Cette condition limite la largeur de la colonne d'agglo- mérés dans la région où s'opère la formation de la coquille de coke. De plus, afin de produire une coquille de coke, sur chaque agglomérée dans le plus court temps possible,, il est
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nécessaire de faire passer un volume de gaz chauffant aussi grand que possible à travers la colonne d'agglomérés,
Dans un appareil des dimensions données dans le paragraphe précédent, on a obtenu des résultats satisfaisants en faisant passer à travers la chambre de cokéfaction .Il appro- ximativement 175 mètres cubes de gaz, à une température d'environ 9000 C, par minute.