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B R E V E T D'INVENTION " Procédé de production de gaz à l'eau carburé."
L'invention a pour objet un procédé de production de gaz à l'eau carburé dans des chambres de cokéification à fonction- nement continu par l'introduction de goudron seul ou mélangé avec de la vapeur d'eau dans ces chambres de cokéification vers la fin de la distillation et par la transformation de ces matiè- res avec le contenu incandescent de la chumbre.L'utilisation de goudrons d'huiles de goudrons et de mélanges analogues d'hydro- carbures lourds pour augmenter momentanément le rendement en gaz des chambres de distillation a une grande importance, en particulier pour les usines à gaz dont la consommation varie .-font beaucoup,
car ces substances des sous-produits de la distllàtion du gaz, elles sont actuellement difficiles à vendre et on peut les conserver en magasin en grandes quantités. L'introduction
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de goudrons, d'huiles moyennes et de substances analogues dans le contenu déjà incandes de chambres de cokéification est déjà connue, mais jusqu'ici elle a eu lieu soit par des canaux ménagés dans la maçonnerie du four et débouchant dans la partie inférieure de la chambre, soit par des tuyaux en fer introduite par exemple par un petit côté du four dans le contenu inoan- descen/de la chambre.
Le goudron ainsi introduit ne rencon- trait naturellement d'abord qu'une petite quantité de combus- tible incandescent, qu'il refroidissait rapidement par suite de sa basse température et du retrait de chaleur par la décom- position; toutefois, dès que le coke était tombé au-dessous d'une certaine température il s'engorgeait très vite de gou- dron, ce qui donnait lieu à des perturbations (accrochage du coke au détournement) et le rendement en gaz carburés était relativement minime avec ce mode opératoire.
pour utiliser autant que possible tout le contenu de la chambre pour la transformation du goudron ( par goudron on en- tendra également ici les huiles de goudrons ou autres mélangea d'hydrocarbures lourds ) on fait en sorte, suivant l'invention, que le goudron soit projeté seul ou mélangé avec de la vapeur d'eau et finement réparti en brouillard sur la surface incan- descente du contenu déjà très distillé de la chambre.
A cet effet on peut par exemple mélanger le goudron d'un réservoir élevé avec de la vapeur d'une pression effective de plusieurs atmosphères, le cas échéant dans un ou plusieurs gicleurs, et l'injecter dans la chambre collectrice de gaz supérieure d'une chantre de four horizontale ou verticale. L'extraction du gaz par aspiration ne doit naturellement pas avoir lieu à travers cette chambre collectrice supérieure de gaz; elle doit avoir lieu au contraire de façon telle que les substances à transfor- mer soient obligée de parcourir un chemin notable à travers le contenu de la chambre.
On a constaté au cours d'essais prati- ques que la durée de contact du brouillard de goudron avec le contenu de la chambre suffit pour produire une transformation
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complète lorsque le trajet du goudron à travers le gâteau de coke a une longueur d'environ 2 m.
L'extraction du gaz par l'aspiration peut avoir lieu de façon connue par des canaux d'évacuation ménagés dans la ma- çonnerie du four, dans la partie inférieure de la chambre, ou bien des tuyaux en fer comportant des ouvertures peuvent être introduits vers la fin de la distillation assez profon- dément dans la charge par les petits côtés des chambres ou par le ciel du four. De tels tuyaux d'aspiration out/déjà été proposés par exemple pour l'évacuation aussi libre que possi- ble des gaz de distillation à basse température qui se forment partie dans la première/de la durée de cokéification.
L'invention a également pour objet une construction parti- culière des chambres du four en vue de l'application du présent procédé à la production de gaz à l'eau. Pour éviter les diffi- cultés inhérentes à l'aspiration des gaz de distillation dans la partie inférieure de la chambre et à l'introduction de tuy- aux d'aspiration particuliers dans la charge, on peut ' divi- ser la partie supérieure de la chambre du four en deux moitiés p@@. une cloison verticale pénétrant dans la charge; alors que le melange de goudron et de vapeur, est injecté finement divi- se sur la surface du coke dans l'une des moitiés de la chambre, le chambre collectrice supérieure de gaz de 1'autre moitié de la chambre sert à évacuer le gaz à l'eau carburé qui s'est for- mé.
La hauteur de la cloison est donnée par le fait que les substances à décomposer dans les deux moitiés de la chambre doivent parcourir ensemble (de haut en bas dans une moitié et de bas en haut dans l'autre) un trajet assez long pour que la décomposition ait lieu dans une mesure suffisante. La cloison peut être dirigée dans le sens de la longueur de la chambre ou parallèlement à un petit côté du four- Dans un mode de réali- sation de la chambre de four conforme à l'invention il peut n'y avoir des gicleurs d'injection du goudron qu'au-dessus de l'une des moitiés de la chambre, l'aspiration du gaz ayant lieu continuellement hors de la chambre collectrice de gaz qui
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se trouve au-dessus de l'autre moitié de la chambre.
Dans ce cas il faut que les chambres collectrices de gaz des deux moi- tiés de la chambre soient reliées entre elles par une conduite comportant un obturateur et permettant pendant la distillation proprement dite, le passage des gaz de la distillation de cel- le des moitiés de la chambre qui ne comporte pas de dispositif d'évacuation du gaz dans l'autre moitié de la chambre; au dé- but de la production du gaz à l'eau cette conduite est fermée et le gaz se déplace alors dans la première moitié de la cham- bre de haut en bas jusqu'au bord supérieur de la cloison.
Il est encore plus avantageux d'utiliser des gicleurs pour l'in- troduction du goudron et des organes d'extraction du gaz dans les deux moitiés de la chambre; pendant la distillation pro- prement dite l'aspiration a lieu alors de façon complètement uniforme hors des deux moitiés de la partie supérieure de la chambre. Au début de la fabrication du gaz à l'eau les gicleurs de goudron entrent en action dans l'une des moitiés de la cham- bre et l'évacuation du gaz est arrêtée dans cette moitié. Au bout d'un certain temps on met en action les gicleurs de gou- dron de l'autre moitié de la chambre et l'aspiration du gaz n'a plus lieu que hors de celle des moitiés de la chambre qui a servi d'abord à l'introduction du goudron.
Dans un autre type approprié à la mise en pratique du procédé conforme à l'invention on ménage, par une cloison ver- ticale montée dans le voisinage de l'un des petits côtés de la chambre, un canal vertical d'évacuation pour le gaz à l'eau produit et le goudron est versé, sur le gâteau de coke incan- descent, réparti aussi uniformément que possible sur tout le reste de la section de la chambre.
On a déjà proposé un procédé dans lequel l'aspiration des gaz de la distillation n'a lieu que hors des chambres qui se trouvent dans les deux premiers tiers jusqu'aux 3/4 de la du- rée de distillation, cette aspiration étant effectuée au moyen des tuyaux plongeant dans la charge de la chambre, tandis que pendant le dernier tiers ou le dernier quart de la durée de la
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distillation on introduit de la vapeur d'eau ou du gaz à l'eau dans les tuyaux plongeant dans la charge de la chambre, les gaz de distillation qui se dégagent étant conduits,
avec les produits de la décomposition de la vapeur d'eau ou du gaz à l'eau hors des compartiments supérieurs collecteurs de gaz de ces chambres dans les compartiments collecteurs de gaz des chambres qui se trouvent dans les deux premiers tiers jusqu'aux
3/4 de la dutée de distillation: dans ces chambres on aspire le mélange chaud ainsi introduitde vapeur d'eau et de gaz à l'eau à travers le charbon, où il est destiné à servir de gaz de rinçage.
D'une façon analogue, dans un exemple de réalisation de la présente invention, les gaz de distillation extraits, au moyen de tuyaux plongeant dans la charge du four, de celles des chambres du four qui se trouvent dans les deux premiers tiers jusqu'aux 3/4 de la durée de distillation, pauvent être conduits dans le compartiment collecteur supérieur de gaz des chambres du four qui se trouvent dans la dernière partie de la/durée de distillation et soumis à une opération de déccmpo- sition par le fait que l'aspiration des gaz de distillation est effectuée au moyen des tuyaux plongeant dans la charge de la chambre.
Par ce perfectionnement de l'invention on obtient une transformation particulièrement complète des produits de la distillation en gaz combustibles légers et en hydrocarbures du benzol de poids:moléculaire peu élevé. L'introduction des gaz de distillation encore assez froide sortant des chambres qui se trouvent au début de la distillation et leur entrée dans les chambres déjà fortement chauffées produisent (encore à l'intérieur des chambres) un refroidissement préalable du charbon presque complètement distillé, la chaleur sensible du contenu de la chambre étant utilisée pour produire du gaz à l'eau. Comme une partie notable de l'eau contenue dans le gaz de la distillation est décomposée, la condensation du gaz ne produit qu'une petite quantité de chaleur.
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Un exemple de réalisa, tien d'une batterie de chambres ver- ticales de four convenant bien pour la réalisation du procédé en question est représenté dans le dessin annexée
La. fig.l est une coupe longitudinale d'une chambre et
La fig.2 est une coupe longitudinale de la batterie par la ligne 1-1 de la fige 1.
Les chambres verticales a du four comportent des ouver- tures de remplissage b et chacune deux sorties de gaz c1, c2 pouvant être fermées au moyen de clapets dl, d2. Une cllison e en maçonnerie réfractaire partage la chambre en deux moitiés dans le sens de sa longueur et dans sa partie supérieure.Plu- sieurs gicleurs f1et f2 répartis sur la longueur de la cham- bre servent à introduire le goudron ou le mélange de goudron et de vapeur dans les compartiments collecteurs de gaz des deux moitiés de la chambre. Pour mettre en pratique le procé- dé conforme à l'invention on ouvre de préférence les deux sor- ties de gaz c1 et c2 pendant la distillation. Lorsque la dia- tillation est sensiblement terminée, on ferme le clapet d1et la matière à décomposer est introduite en forme de brouillard par les gicleurs f1; à ce moment c2 est la seule sortie de gaz en action.
Au/bout d'un certain temps on 'ouvre le clapet d1, puis on ferme d et l'introduction du goudron a lieu par les gicleurs f2.
Il peut aussi n'y avoir qu'une sortie de gaz, par exem- ple c1; dans ce cas les gicleurs à goudron f1 manquent. La. cloison.2 doit comporter une ouverture de communication g per- mettant pendant la distillation, aux gaz de distillation produits dans la moitié supérieure de gauche de la chambre, d'arriver à la sortie de gaz c1. Lorsque la distillation est sensiblement terminée, on ferme l'ouverture au moyen d'un cou- lisseau h et on met les gicleurs à goudron f2 en action.
Au lieu d'une cloison centrale et il peut aussi y avoir à proximité de la petite paroi de droite de la chambre une cloison i (représentée en traits interrompus) ne servant que de sortie de gaz. Dans ce cas, pendant la distillation, l'as-
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piration du gaz a lieu principalement par le tuyau c2, qui est fermé lorsque l'introduction du goudron par les gicleurs fl et f2 commence. Le gaz à l'eau carburé est ensuite extrait par la conduire c1.
EXEMPLE
Dans une cnambre verticale de four de 4 m de hauteur et d'une capacité de 2 t, on a distille de la gaillette IV/V.
A la fin de la distillation, qui a duré en moyenne 12 heures et par laquelle le content de la chambre a été porté à une température de 9500 en moyenne, on a insufflé de la vapeur d'eau, d'abord pendant 1/2 heure environ, sur la surface in- candesoente du coke, au moyen de gicleurs ménagés dans les couvercles des trous de remplissage. Pendant cette opération on a arrêté l'extraction du gaz par le compartiment collecteur supérieur et le gaz à l'eau formé a été aspiré au moyen de tuyaux en fer partant du couvercle de la chambre et plongeant de 2 m environ dans la charge. Lorsque le contenu de la cham- bre eut pris une température d'environ 900 , on a introduit un carburant en plus de la vapeur d'eau, en le pulvérisant en brouillard au moyen de la vapeur d'une pression effective de 2 atm.
Les propriétés du gaz carburé sont indiquées dans le tableau suivant:
EMI7.1
<tb> 1. <SEP> 11. <SEP> III.
<tb>
EMI7.2
CO 2 4,2 3 2 3,6
EMI7.3
<tb> cmHn <SEP> 1,8 <SEP> 2,8 <SEP> 2,0
<tb>
<tb> O2 <SEP> 0,2 <SEP> 0,6 <SEP> 0,6
<tb>
EMI7.4
CO 249b 18,2 19,d
EMI7.5
<tb> H2 <SEP> 59,4 <SEP> 55,6 <SEP> 58,2
<tb> CH4 <SEP> 6,2 <SEP> 7,6 <SEP> 11,1
<tb>
<tb> N2 <SEP> 3,4 <SEP> 12,6 <SEP> 4,5
<tb>
<tb>
<tb> pouvoir <SEP> calorifique <SEP> 3690 <SEP> cal. <SEP> 3760 <SEP> cal. <SEP> 4000 <SEP> cal.
<tb> supérieur
<tb>
1 est une moyenne de temps pour un gaz carburé obtenu par l'introduction de goudron de chambre verticale (provenant
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du charbon distillé)avec de la vapeur d'eau.
II et III cor- respondent à un gaz pour lequel on a utilisé de l'huile moyenne pour la carburation; ce gaz avait les propriétés sui- vantes:
Poids spécifique 0,98
Analyse à 1'ébullition: La proportion en poids distillée a été, en pourcents; de:
EMI8.1
<tb> au-dessous <SEP> de <SEP> 120 <SEP> 5,5
<tb>
<tb> entre <SEP> 120' <SEP> et <SEP> 140 <SEP> 19,5
<tb>
<tb> " <SEP> 140 <SEP> Il <SEP> 1600 <SEP> 20, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
<tb> " <SEP> 160 <SEP> "180 <SEP> 18,5
<tb>
<tb> " <SEP> 180 <SEP> "200 <SEP> 13,9
<tb>
EMI8.2
rr 200 2201 à,à
EMI8.3
<tb> " <SEP> 2200 <SEP> " <SEP> 2400 <SEP> 5,7
<tb>
<tb> Résidu <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> 100 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> phénol <SEP> 28%
<tb>
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> naphtaline <SEP> 20,3 <SEP> %
<tb>
Les valeurs données sous le chiffre II correspondent au début et les valeurs données sous le chiffre III à la fin de l'introduction d'huile moyenne.
Les carburants peuvent être introduits pendant 1 heure à 1 1/2 heure environ et on peut obtenir ainsi, en gaz à l'eau carburé, de 30 à 35% de la quantité de gaz produite par la distillation. En réglant à volonté le rapport entre la quantité d'eau introduite et la quantité de carburant, on peut faire varier continuellement dans de grandes limites le pouvoir calorifique du gaz produit. Au cours des essais indi- qués le poids de la quantité/de vapeur introduite était à peu près égal à celui du goudron ou de l'huile moyenne ajouLés.