BE381777A

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Publication number: BE381777A
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Description

Dispositif pour extraire les produits de distillation de l'intérieur de la charge de charbon de fours à chambres.

L'invention a pour objet des perfectionnements aux dispositifs destinés, dans des fours à chambres pour la distil- lation du charbon, à aspirer les produits de distillation de l'intérieur de la charge de charbon par l'intermédiaire de che- minées verticales ménagées dans la masse du charbon. Une des caractéristiques essentielles de l'invention est l'utilisation d'un certain nombre de récipients collecteurs disposés au pla- fond du four, susceptibles d'être traversés par des gaz et des liquides et raccordés d'une part, par l'intermédiaire de tubes étanches amovibles, à des cheminées verticales formées dans le plan médian de la charge de charbon, et d'autre part à une con-

duite collectrice disposée parallèlement à la rangée des réci- pients collecteurs et supportée également par le plafond du four.

D'autres particularités de l'invention résident dans la constitution des récipients collecteurs, des conduites raccor- dées à la rangée de ces récipients et des conduites avoisinan- tes, ainsi que les constructions spéciales permettant la pose des conduites dans le plafond du four.

Les dispositifs suivant l'invention sont représentés à titre d'exemple sur le dessin annexé.

Fig. 1 est une coupe verticale longitudinale faite suivant la ligne 1-1 de la Fig. 3 à travers un four à chambres horizontales.

Fig. 2 est une vue de côté montrant la face extrême d'une chambre du four, partiellement en coupe verticale sui- vant la ligne II-II de la Fig. l.

Fig. 3 est une vue en plan d'une partie de la batte- rie de fours représentée sur la Fig. 1.

Fig. 4 est une coupe verticale suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3 et montre les canalisations d'arrivée du liquide avec leurs accessoires.

Fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne V-V de la Fig. 2 et représente un dispositif d'obturation de la conduite des gaz distillés.

Fig. 6 est un fragment, à plus grande échelle, d'une partie de la coupe verticale de la Fig. 2.

Fig. 7 est une coupe verticale à travers une partie du plafond du four suivant la ligne VII-VII de la Fig. 3, mais présentant certaines modifications.

1 désigne des tubes d'aspiration amovibles descendant du plafond du four dans des cheminées spéciales 2 ménagées dans la charge de charbon, en y enfonçant des tiges, des tubes @ -

ou d'autres corps analogues; 3 sont les récipients collecteurs dans lesquels aboutissent ces tubes d'aspiration,et qui présen- tent sur le côté une tuyère 4 amenant du liquide ainsi qu'une autre tuyère 5 servant à évacuer vers une conduite collectrice commune 6 tous les produits de la distillation, c'est-à-dire des gaz., des vapeurs, des produits condensés, et le liquide introduit dans le récipient.

Cette conduite collectrice 6 dans laquelle on évite de former des coudes brusques, s'étend parallèlement à la rangée des récipients collecteurs 3 dis- posés entre les ouvertures de chargement 7, et l'une de ses extrémités légèrement pliée vers le haut traverse le plafond du four et est fermée hermétiquement par le couvercle 8, tan- dis que son autre extrémité est raccordée par l'intermédiaire du raccord 45 à une conduite descendante 9.

Toutes les condui- tes descendantes 9 raccordées aux conduites collectrices 6 aboutissent en bas dans un tuyau d'évacuation commun 10 situé au pied de la batterie (Figo2), et relié, avec une certaine pente, à une conduite transversale 11 (Fig.4) qui à son tour est raccordée à un réservoir en contrebas 15, avec interposi- tion d'un joint hydraulique se composant d'une conduite courbe de dérivation 12 et de la conduite de raccordement 13 compor- tant la vanne 14.

Lorsque la vanne 14 est fermée, les condui- tes collectrices 6 et les conduites descendantes 9 dans les- quelles règne la dépression nécessaire pour l'aspiration à travers les tubes d'aspiration 1, sont isolées du réservoir 15 communiquant avec l'atmosphère, à cause du siphon formé par les parties inférieures des tuyaux descendants 9 ainsi que par les conduites 10,11 et 12. Le réservoir en contrebas 15 sert aussi bien à l'accumulation qu'à la décantation et à la clarification du liquide condensé ou ajouté, qui est ensuite préférablement ramené dans le circuit à travers les récipients collecteurs 3, les conduites 6 et 9 etc., comme c'est expliqué plus loin.

Par le dispositif d'obturation 19 et la conduite mon- tante 16 les produits de distillation volatils, c'est-à-dire les gaz et vapeurs de distillation, arrivent dans le barillet 17 (voir Fig. 5) d'où ils sont évacués de façon connue en vue de la condensation. Entre le dispositif 19 et la conduite mon- tante 16 est interposé une vanne ou un registre 18. Le dispo- sitif 19 qui constitue un joint hydraulique est fermé lorsque, par exemple, on veut aspirer non pas à travers les tubes d'as- piration 1, mais directement de l'espace collecteur 20 vers un second barillet 22, en passant par le tuyau montant 21, comme d'habitude. La vanne 18 ou un organe analogue sert à ré- gler la dépression nécessaire dans les tubes d'aspiration 1 pendant la distillation.

L'installation décrite permet de travailler en utili- sant des dépressions beaucoup plus importantes que celles qui ont été appliquées jusqu'à présent dans des fours à chambres, et c'est le but dans lequel elle a été conçue. Jusqu'à présent, les dépressions applicables dans des fours à chambres étaient peu importantes et atteignaient tout au plus -1 ou -2 mm. de co- lonne d'eau, à cause de la structure à joints des parois. Par contre,la dépression maintenue dans les tubes et conduites d'aspiration l, 2, 3 etc., au moyen des dispositifs suivant l'invention doit être d'au moins-40 mm. de colonne d'eau.Pour de nombreuses applications il faut même envisager des dépres- sions beaucoup plus importantes.

Ainsi, par exemple, pour la distillation et la cokéfaction du charbon de Westphalie, des dépressions de-250 mm de colonne d'eau et davantage se sont montrées utiles et nécessaires. Les raccordements entre les ré- cipients collecteurs 3 et la conduite collectrice 6 sont rendus amovibles et dilatables, du fait que les raccords intermédiai- res 5 sont raccordés, comme le montre la Fig. 3, au moyen de @

manchons accolés aux récipients 3 et aux conduites 6, avec interposition de bourrages souples, en asbeste par exemple.

Pour mieux encore assurer une souplesse suffisante pendant les dilatations thermiques, la conduite collectrice 6 est formée de tronçons de tubes séparés, réunis par des manchons 44 (Fig.3).

La subdivision de la conduite 6 peut éventuellement être pous- sée à un degré tel que cette conduite 6 comporte un manchon 44 entre chaque paire de raccords de dérivation 5.

Pour isoler hermétiquement le tube d'aspiration 1 du récipient collecteur 3 et l'intérieur de celui-ci de l'at- mosphère, on emploie de préférence des joints hydrauliques, en utilisant pour ceux-ci les matières condensées et les li- quides introduits dans les récipients. On y arrive en faisant plonger à une profondeur suffisante dans le liquide contenu dans le récipient collecteur 3, une cloche 23 que porte le tu- be 1 (Fig.6), ainsi qu'une pièce en forme de cloche 25 fixée au couvercle 24 du récipient 3. Comme le montre clairement la Fig.6, la cloche 23 isole l'espace intérieur du récipient 3 de l'espace collecteur de gaz 20 formé au-dessus de la charge de charbon, tandis que de son côté la cloche 25 assure une ferme- ture étanche du couvercle 24 par rapport à 1-'atmosphère.

Pour régler la dépression à l'intérieur de chaque récipient collec- teur 3 suivant sa distance du barillet 17, on pose sur les con- duites d'évacuation 26 (Fig.6) des manchons ou couvercles 27 présentant des sections de passage 28 différentes. Afin de pou- voir régler le niveau du liquide dans les récipients collec- teurs 3, on dispose des manchons réglables 29 sur les conduites d'évacuation 26 servant de trop-plein.

Le liquide additionnel que l'on introduit dans les ré- cipients collecteurs 3, arrive par une conduite 30 commune à

tous les fours de la batterie et par des dérivations indivi- duelles 31 dans les obturateurs 19 se trouvant devant chaque chambre et munis également de joints hydrauliques, et de là par le trop-plein à siphon 32 dans l'entonnoir 33 garnissant l'extrémité de la conduite de liquide 34. Au moyen des tuyaux intermédiaires 4 déjà mentionnés, la conduite 34 est en commu- nication avec les récipients collecteurs, les raccordements étant rendus amovibles et dilatables au moyen de manchons, comme c'est le cas pour les tuyaux intermédiaires 5 mentionnés.

La conduite d'amenée de liquide 34 forme, avec l'entonnoir surélevé 33 et le niveau du liquide déterminé dans le récipient 3 par le trop-plein 26, 27, un joint hydraulique qui évite la pénétration d'air extérieur dans la conduite 34 et les réci- pients 3. A l'extrémité de la conduite commune d'amenée 30 se trouve une soupape d'arrêt 35. Lorsque le liquide amené, par exemple le liquide de condensation, est introduit par pompage directement dans la conduite 30, la soupape d'arrêt 35 permet de conduire l'excès de liquide dans le barillet 17, par exemple en vue du rinçage. Si, par contre, on pompe du liquide de rin- çage d'abord dans le barillet 17, la soupape 35 permet à une quantité déterminée de liquide de passer du barillet 17 dans la conduite distributrice 30.

Comme liquide à introduire on peut utiliser de l'eau fraîche ou tout autre liquide utilisable dans l'installation, par exemple le liquide condensé venant des réfrigérants de gaz. Au moyen d'une disposition appropriée ce liquide peut être pompé directement par les conduites 34 et les tuyaux intermédiaires 4 dans les récipients 3, et dans ce cas les entonnoirs 33 deviennent superflus.

Pour faciliter le contrôle, ainsi que le nettoyage et le démontage éventuel des conduites tubulaires 4, 5, 6 et 34 posées suivant les Figs. 1 à 3 sur le plafond du four ou dans celui-ci, on les loge, suivant la variante représentée sur la @

Fig.7, dans des canaux spéciaux 36 pratiqués dans le plafond du four, parallèlement aux axes longitudinaux des chambres et sur toute la largeur de la batterie de fours. Ces canaux 36 sort armés en haut par les deux fers T 37, en bas par les cornières 38. Sur les fers T 37 on pose des plaques de revêtement 40.

Le fond du canal 36 est utilement revêtu d'une couche de calo- rifuge 39. Les fers T 37 peuvent en même temps servir de ti- rants réunissant les montants en double T ancrés aux extrémi- tés du four, en remplaçant ainsi les tirants 43 en fers ronds, représentés sur le côté droit de la Fig. 3. En outre les ti- rants transversaux 37 peuvent simultanément servir de traver- ses aux rails 41 des wagonnets de chargement posés sur le pla- fond du four. Dans ce cas il est utile de réunir par des entre- toises en fer 42, au droit de l'appui des rails, les fers T 37 et les cornières 38 superposés, pour mieux transmettre vers le bas les charges verticales.

Le canal 36 qui est un évidement du plafond du four peut être simplement revêtu de maçonnerie. Le tuyau collecteur 6 posé dans le canal 36 présente utilement une certaine pente vers la conduite descendante 9, et il est aussi possible de donner la pente correspondante au fond même du canal. On peut aussi constituer le tuyau collecteur 6 de telle façon que sa paroi supérieure soit horizontale, tandis que sa paroi infé- rieure est inclinée, de sorte qu'il présente une section trans- versale qui augmente progressivement du point le plus élevé vers le point le plus bas de la pente. Un raccord en croix 45 intercalé entre la conduite collectrice 6 et la conduite des- cendante 9 facilite le nettoyage des conduites.

On peut arroser et rincer à l'aide d'un liquide frais ou de condensation non seulement la conduite collectrice 6, mais aussi la conduite montante 16. Une construction qui s'y

prête est celle dans laquelle la conduite montante 16 pénètre verticalement d'en bas dans la barillet 17 en traversant son fond, comme c'est indiqué à titre de variante en-162; sur la Fig. 2, de sorte que les liquides de condensation qui s'accu- mulent dans le barillet 17 peuvent passer dans la conduite mon- tante 16 et suivre la conduite collectrice 6 et la conduite descendante 9.

Le liquide servant à rincer les récipients col- lecteurs 3, la conduite montante 16 et la conduite collectrice 6 est préférablement puisé dans le réservoir 15 (Fig. 4) et maintenu en circulation constante par pompage pendant qu'il reste encore chaud.

Le récipient collecteur 3 intercalé entre le tuyau d'aspiration 1 et le tuyau collecteur 6 peut avoir toute for- me voulue; il est, en particulier, possible de remplacer les joints hydrauliques des tubes d'aspiration et des couvercles par d'autres dispositifs assurant l'étanchéité, tels que des bourrages sec,par exemple fer sur fer. Dans ce cas le rinçage des récipients collecteurs 3 et des conduites collectrices 6 ou autres peut être maintenu ou supprimé.

Les appareils suivant l'invention peuvent être utili- sés de la façon décrite dans tous les types de fours à chambres servant à la distillation du charbon que ce soient des fours verticaux ou des fours horizontaux.

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Claims

REVENDICATIONS 1) Dispositif pour extraire les produits de distilla- tion de l'intérieur de la charge de charbon de fours à chambres, caractérisé par une rangée d'un certain nombre de récipients collecteurs disposés au plafond du four,susceptibles d'être traversés par des gaz et des liquides et raccordés d'une part, par l'intermédiaire de tubes d'aspiration amovibles à joints <Desc/Clms Page number 9> étanches, à des cheminées verticales formées dans la plan médian de la charge de charbon, et d'autre part à une conduite collectrice disposée parallèlement à la rangée des récipients collecteurs et supportée également par le plafond du four.

2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que de la conduite collectrice raccordée aux récipients collecteurs les produits de distillation volatils sont conduits vers une conduite montante, et tous les produits de distilla- tion liquides dans une conduite descendante.

3) Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les conduites montantes aboutissent dans un barillet à gaz commun à tous les fours de la batterie et dans lequel on maintient constamment une dépression telle qu'il se produise une dépression d'au moins 40 mm de colonne d'eau dans les tubes d'aspiration et dans les récipients col- lecteurs.

4) Dispositif suivant les revendications l'à 3, ca- ractérisé en ce que l'on intercale entre la conduite collec- trice et la conduite montante un ou plusieurs dispositifs ob- turateurs, par exemple une vanne de réglage et un joint hydrau-, lique.

5) Dispositif suivant les revendications 1 à 4, carac- térisé en ce que les récipients collecteurs sont rincés au moyen d'un liquide additionnel, préférablement amené par une conduite commune, ce liquide pouvant servir à rendre étanche le tube d'aspiration et le couvercle du récipient collecteur.

6) Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les joints hydrauliques sont formés par une cloche immergée fixée au tube d'aspiration et par une autre cloche immergée fixée au couvercle.

7) Dispositif suivant les revendications 1 à 6, carac- <Desc/Clms Page number 10> térisé par l'utilisation d'un déversoir pour les gaz et les liquides, construit sous forme d'un trop-plein dont le niveau de débordement est préférablement réglable.

8) Dispositif suivant les revendications 1 à 7, carac- térisé en ce que, entre les récipients collecteurs et la con- duite collectrice, sont interposés des dispositifs régulateurs pour le réglage de la dépression dans les récipients collecteurs et les tubes d'aspiration qui leur sont raccordés, par exemple des couvercles interchangeables posés sur les tuyaux d'évacua- tion et présentant des ouvertures de passage à étranglement.

9) Dispositif suivant les revendications 1 à 8, ca- ractérisé en ce que les conduites descendantes qui évacuent les liquides condensés et autres des récipients collecteurs - et de la conduite collectrice sont raccordées à une conduite commune et celle-ci à un réservoir en contre-bas, avec inter- position d'un joint hydraulique constitué par une conduite courbe de dérivation.

10) Dispositif suivant les revendications 1 à 9, ca- ractérisé en ce que les conduites montantes débouchent dans le barillet à gaz de telle façon que les liquides d'arrosage et de rinçage s'écoulent du barillet par les conduites montantes dans les conduites collectrices et parviennent de là dans les con- duites descendantes.

11) Dispositif suivant les revendications 1 à 10, ca- ractérisé en ce que la conduite collectrice ne comporte pas de coudes brusques et est raccordée à la conduite descendante de telle façon que les deux conduites soient facilement accessi- bles par les extrémités en vue du nettoyage.

12) Dispositif suivant les revendications 1 à 11, ca- ractérisé en ce que les tubes intermédiaires sont raccordés d'une part aux récipients collecteurs et d'autre part aux con- <Desc/Clms Page number 11> duites communes, au moyen de bourrages procurant une certaine élasticité.

13) Dispositif suivant les revendications 1 à 12, ca- ractérisé en ce que les conduites collectrices sont subdivisées en plusieurs tronçons de façon à comporter dans le sens longi- tudinal des joints tubulaires souples constitués par exemple par des manchons.

14) Dispositif suivant les revendications 1 à 12, ca- ractérisé en ce que les conduites tubulaires disposées paral- lèlement à la rangée de récipients collecteurs sont logées dans un canal pratiqué aux endroits correspondants dans le plafond du four et qui est facilement accessible par le haut,- ce canal étant par exemple recouvert de plaques.

15) Dispositif suivant la revendication 14, caracté- risé en ce que les parois latérales du canal sont revêtues de pièces métalliques servant en même temps à l'ancrage du four.

16) Dispositif suivant la revendication 14, caractéri- sé en ce que les parois latérales du canal sont formées ou revêtues par des pièces métalliques qui servent en même temps à supporter la voie de roulement des wagonnets posée sur le plafond du four.

17) Dispositif suivant les revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le canal est isolé de la chaleur trans- mise par le plafond du four.

18) Dispositif suivant les revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la paroi supérieure de la conduite col- lectrice formant de préférence une couverture plane, est sen- siblement horizontale, tandis que la paroi inférieure de cette conduite est établie avec une certaine pente vers la conduite descendante de sorte que la dimension verticale de la section de la conduite collectrice augmente progressivement vers le point le plus bas de la pente.