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Disposition relative aux fours à chambres horizontaux pour la production de coke et de gaz.
La disposition décrite ci-après, se rapportant aux fours à chambres horizontaux pour la production de coke et de gaz, apporte des perfectionnements quantitatifs et quali- tatifs à l'extraction de produits de distillation et de coké- faction et facilite la conduite du four par des moyens dont l'utilisation a pour but une évacuation facile et rapide des gaz et des vapeurs de distillation hors de la charge de char- bon pendant la distillation et la cokéfaction de celle-ci.
Le dessin annexé (dont les Figs. la et 1b se complè- tent mutuellement) est une coupe verticale longitudinale @
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par le milieu de la chambre d'un four à coke horizontal com- portant la nouvelle disposition et fraîchement chargé de charbon à coke.
La chambre du four, chauffée de la manière usuelle par les piédroits latéraux, est limitée vers le haut par le plafond en maçonnerie a, vers le bas par la sole b et aux deux extrémités par les portes c et d. La chambre du four contient la charge de charbon f dont la surface h est rendue horizontale par le nivellement habituel de façon à ménager un espace collecteur de gaz g entre cette surface et la voûte du plafond a du four.
Dans le plafond a du four sont percées cinq ouvertu- res de chargement 1 réparties sur toute la longueur de la chambre. A l'extrémité droite de la chambre (fig. 1b) se trouve l'orifice d'évacuation des gaz m surmonté d'une con- duite montante n qui est raccordée à un barillet v. Suivant l'invention on prévoit également dans le plafond du four a, entre les ouvertures de chargement 1 et à côté de celles-ci un nombre approprié (qui est de six dans l'exemple représen- té sur le dessin) d'ouvertures ou de passages k plus étroits, traversant le plafond maçonné a du four. Tous ces passages k sont en communication au moyen de raccords latéraux 9 avec un tuyau collecteur p, encastré dans le plafond du four et relié à un second barillet w avec interposition d'un organe d'obturation q.
Les montants d'ancrage r aux deux extrémités du four sont prolongés vers le haut au-dessus du plafond du four et supportent à leurs sommets deux rails s servant de chemin de roulement pour le dispositif t qui est construit sous forme A
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d'un pont roulant. Un arbre horizontal j reposant sur ce pont roulant t parallèlement à l'axe longitudinal de la chambre du four et muni à son extrémité gauche d'un dispositif de com- mande approprié, par exemple d'un moteur, porte six treuils u disposés chacun au-dessus d'une des ouvertures k du plafond a de la chambre du four.
Aux câbles z enroulés sur les treuils u sont suspendus des tubes x ou 1 ou des barres massives y, de telle façon qu'on puisse les descendre à travers les ou- vertures k du plafond dans la chambre du four ou dans la char- ge de charbon f et les en retirera Ces tubes 3 ou 1 ou barres y' présentant de préférence une pointe à l'extrémité inférieu- re, constituent des mandrins à l'aide desquels on pratique des cheminées ou creux e à l'intérieur de la masse de charbon f.
Le dessin montre, uniquement pour expliquer le fonctionnement, plusieurs tubes x et 1 et barres y suspendus à différentes hauteurs aux câbles z, mais en pratique on s'arrange géné- ralement pour que tous ces organes soient toujours suspendus à la même hauteur et soient simultanément engagés dans la chambre du four ou retirés de celle-ci.
L'installation décrite fonctionne par exemple de la manière suivantes après avoir'évacué de la chambre du four le résidu cokéfié de la charge précédente et avoir mis en place les portes ± et d, on déverse de la façon habituelle du charbon par les ouvertures de chargement i du plafond a et on l'aplanit à travers couverture de nivellement de la porte d, de façon que la masse de charbon présente une surface ho- rizontale h. Au moyen des treuils u du dispositif t on des- cend alors les mandrins x, 1 et y suspendus aux câbles z à travers les ouvertures k du plafond dans la chambre du four et dans la masse du charbon f, de façon à former dans celle-ci
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des cheminées verticales e, s'étendant approximativement sur toute sa hauteur et jusqu'à la surface h.
Ensuite on dégage les mandrins x, 1, y, en les soulevant et on les retire de la chambre. Si les cheminées e deviennent immédiatement après leur formation suffisamment résistantes pour persister sans danger d'effondrement après le retrait des mandrins qui les ont produites, on peut retirer ceux-ci immédiatement après leur introduction. Dans ce cas il suffit d'utiliser comme ma drins les barres massives y.
Si, au contraire, on ne peut compter en toute sécutité sur la solidité des cheminées e, et si elles ne deviennent suffisamment solides qu'âpres un cer- tain degré d'avancement de la distillation et de la cokéfac- tion, il est préférable d'employer comme mandrins des tubes x qui restent pendant un certain temps dans la cheminée formée et dont les parois présentent des trous sur toute leur hauteur engagée dans la chambre du four, afin de ne pas empêcher dans cette position le départ des gaz et des vapeurs provenant de la distillation. Un tube demeuré temporairement dans la cham- bre du four ou la charge de charbon f est représenté en x, sur le dessin annexé.
Il est évident qu'en raison de ses per- forations, ce tube permet à l'intérieur de la masse de char- bon et de la chambre du four un départ des gaz et des vapeurs aussi libre que dans le cas d'une simple cheminée e. Il n'est d'ailleurs pas nécessaire que ce tube, comme c'est représenté en x', traverse l'espace collecteur de gaz g et mette ainsi la cheminée e qu'il a formée en communication avec l'ouverture k pratiquée dans le plafond au-dessus de cette cheminée; on peut déjà se contenter de donner au tube une longueur telle que son extrémité supérieure atteigne la surface h de la masse @
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de charbon f, comme c'est indiqué sur le dessin pour le tube 1.
Le retrait du tube est facilité lorsque; comme c'est montré pour le tube x', son extrémité inférieure est légère- ment élargie, ce qui a pour effet de produire une cheminée d'un diamètre légèrement supérieur à celui du corps du tube et d'empêcher la surface extérieure de celui-ci de coller à la masse de charbon qui l'entourée
Il est évident que dans le cas ci-dessus décrit il est également possible d'utiliser, si on le désire, les ou- vertures de chargement i du plafond a du four pour l'intro- duction des mandrins x, 1, y, en plus des ouvertures k spé- cialement ménagées dans ce but dans le plafond,, il est de même possible d'utiliser uniquement les ouvertures de chargement i, qui peuvent ainsi remplacer les ouvertures k.
Si, en plus des ouvertures k du plafond, servant à l'introduction des mandrins x, 1, y, on prévoit encore des ou- vertures spéciales de chargement 1; il est possible de se ser- vir de ce dispositif d'une façon différente, consistant à in- troduire d'abord les mandrins x, 1, y par les ouvertures k du plafond de la chambre jusqu'à la profondeur prévue, après quoi l'on enfourne du charbon dans la chambre par les ouver- tures de chargement i, pour retirer enfin par le haut les mandrins x, 1, y qui laissent derrière eux dans la masse de charbon f les cheminées e. Il est évident que dans ce cas encore on peut retirer les mandrins immédiatement ou pendant une phase ultérieure, en utilisant dans ce dernier cas des tubes perforés.
L'application de ce système rend nécessaires des précautions spéciales pour que lorsndu nivellement du charbon chargé qui doit s'effectuer après le chargement et avant le retrait des mandrins, les outils servant au nivelle-
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ment et les mandrins ne se gênent pas mutuellement.
Lorsque les mandrins x, 1, y sont retirés de la chambre du four après la formation des cheminées e, et lors- que toutes les ouvertures k et 1 du plafond sont obturées par des bouchons ou couvercles, on peut aspirer de la chambre du four les gaz et les vapeurs de la distillation. Si, comme c'est décrit, on dispose du tuyau collecteur p il est possi- ble d'utiliser les ouvertures k du plafond pour aspirer de l'espace collecteur g les gaz et les vapeurs de la distilla- tion. Dans ce cas les gaz et les vapeurs s'échappant de cha- cune des cheminées g sont toujours aspirés vers une ouvertu- re k disposée dans le plafond directement au-dessus de la cheminée, c'est-à-dire par le chemin le plus court, et ils arrivent de là dans le barillet w après avoir parcouru le tuyau collecteur p.
Si le barillet v et la conduite montante correspondante n sont prévus comme c'est décrit, l'aspiration des gaz et vapeurs de la distillation peut avoir lieu égale- ment de l'ouverture m du plafond vers le barillet v, soit uniquement par ce chemin, et dans ce cas le tuyau collecteur p et le barillet w sont inutiles, soit en plus de l'aspiration décrite, également à travers ce tuyau collecteur p vers le barillet w, comme c'est décrit ci-dessus.
Si les deux baril- lets v et w existent simultanément il est préférable de se servir du barillet w pendant la première phase de la distilla- tion et de'la cokéfaction, lorsque se dégagent surtout des gaz et vapeurs à basse température, de le déconnecter ensuite au moyen de l'obturateur g et de se servir du barillet v jus- qu'alors déconnecté pour aspirer les gaz et vapeurs plus chauds dégagés dans la phase suivante.
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Les cheminées e établies à l'intérieur de la masse de charbon f au moyen dU dispositif décrit permettent le dé- part le plus rapide et le plus facile des matières volatiles produites au cours de la distillation et de la cokéfaction.
On évite ainsi que les substances volatiles qui viennent de se dégager se dirigent, comme c'est ordinairement le cas, vers les piédroits et se décomposent au contact de ces surfaces très chaudes. Dans la conduite habituelle des fours on subit aussi des pertes directes en matières volatiles du fait que la charge compacte et adhérente aux piédroits empêche le dé- part des gaz et des vapeurs le long des piédroits, tout au moins au début de la distillation lorsque la charge n'est pas encore fissurée par suite du retrait, de sorte que des gaz et des vapeurs qui viennent de se dégager s'en vont vers les carneaux de chauffage en traversant les piédroits dont l'é- tanchéité n'est jamais parfaite. Ces pertes en produits de distillation sont également évitées par l'utilisation du dis- positif suivant l'invention.
En évitant les inconvénients inhérents à la manière habituelle de conduire les fours, l'utilisation du dispositif suivant l'invention permet de recueillir des sous-produits de la distillation du charbon en plus grande quantité et de meilleure qualité. Le goudron produit contient plus 'de consti- tuants de grande valeur à points d'ébullition peu élevés,et moins de constituants de peu de valeurdu genre de la poix., à points d'ébullition élevés. La possibilité du départ des produits volatils de distillation dans la direction allant des piédroits vers les cheminées situées au centre de la charge de charbon accroît et favorise la transmission de cha-
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leur des piédroits vers l'intérieur de la masse de charbon.
La distillation est de ce fait accélérée et le bilan thermi- que amélioré. En même temps l'absence d'accumulations de cha- leur et de surchauffe assure la production d'un coke en gros morceaux et de qualité excellente. Le fait que les gaz et vapeurs de distillation qui viennent de se dégager sont écar- tés des piédroits permet d'éviter ou tout au moins d'atténuer le dépôt de graphite provenant de la décomposition, ce qui est un avantage appréciable surtout dans les fours à chambres modernes à chauffage fortement intensifié.
Il n'est pas absolument nécessaire que les cheminées e soient alignées suivant le plan médian du saumon de coke, comme c'est représenté sur le dessin; on peut disposer ces cheminées en plusieurs rangées ou autrement entre les limites latérales de la masse de charbon.
- REVENDICATIONS - ---------------------------
1.- Disposition relative aux fours à chambres hori- zontaux à chauffage latéral pour la,.production de coke et de gaz, caractérisée par un certain nombre d'ouvertures dans le plafond de la chambre et par un dispositif situé au-dessus de celui-ci, au moyen duquel on descend des mandrins verti- calement dans la chambre, à travers les ouvertures du plafond, pour les retirer vers le haut après s'en être servi pour for- mer des cheminées correspondantes dans la charge de charbon.