BE383954A

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Publication number: BE383954A
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Description

Perfectionnements à la fabrication du gaz.

La présente invention se rapporte à la fabrication de gaz tel que le gaz de fours à coke et particulièrement à la distribution et l'utilisation de l'air vicié provenant de l'épuration par voie humide de ce gaz.

L'un des buts de l'invention est de procurer un procédé simple et perfectionné pour la distribution et l'u- tilisation d'air vicié provenant de l'activation du liquide servant à l'épuration du gaz.

Un autre but de l'invention est de fournir un pro- cédé de distribution d'air vicié évitant le dégagement d'hy-

drogène sulfuré dans l'atmosphère.

Un autre but de l'invention est de procurer une disposition simple et efficace grâce à laquelle l'air acti- vant provenant de l'appareil d'épuration par lavage peut être amené à des appareils de fours à coke et y être utilisé à la combustion de gaz combustible.

Un autre but encore de l'invention est de fournir une disposition appropriée au moyen de laquelle l'air activant provenant de l'appareil d'épuration par lavage peut être em- ployé dans des fours à coke pour la combustion sans donner lieu à la corrosion des éléments avec lesquels il se trouve en contact, ni provoquer la condensation de l'humitité qu'il contient.

Lorsqu'il s'agit de la fabrication de gaz tel que le gaz de fours à coke, le gaz à l'eau et autres gaz analo- gues en partant du charbon ou autres matières bitumineuses, le gaz contient certaines impuretés, principalement de l'hy- drogène sulfuré. Eu égard à la nature extrêmement corrosive de l'hydrogène sulfuré, il est nécessaire de l'éliminer avant d'envoyer le gaz dans la canalisation distributrice.ou dans les pompes ou autres machines.

Dans le procédé habituellement employé pour l'éli- mination de l'hydrogène sulfuré du gaz, on en provoque l'ab- sorption en amenant le gaz en contact avec une solution d'un sel tel que le carbonate de sodium. Il est d'usage de régéné- rer la solution de sel contaminée par aération et de faire recirculer la solution de sel dans la tour d'absorption pour enlever encore de l'hydrogène sulfuré.

Dans certaines localités l'air activant contenant des quantités relativement grandes d'hydrogène sulfuré peut être déchargé directement dans l'atmosphère sans danger. Tou-

tefois dans des régions peuplées il est impossible de se débarrasser de l'air activant de cette manière et il est nécessaire de modifier sa nature de façon que les produits résultants ne puissent plus nuire à la salubrité publique ' ni à la végétation.

Suivant la présente invention, le gaz obtenu dans les fours à coke par la distillation de charbon bitumineux est traité de la manière habituelle dans des appareils à sous- produits pour en récupérer certaines matières telles que le goudron, l'ammoniaque et les huiles légères et il est ensuite épuré au moyen d'appareils laveurs. L'air activant produit par ces appareils est alors traité en vue de l'élimination de toute solution saline entraînée. On chauffe ensuite l'air ac- tivant à une température suffisante pour que l'humidité qu'il contient ne puisse y être condensée lorsqu'il pénètre dans les collecteurs ou les carneaux de la batterie de fours à coke où il est envoyé.

L'air activant est amené à la batterie de fours à coke par des conduites raccordées aux boîtes de renversement usuelles servant à commander l'écoulement de l'air et du gaz de gazogène, lorsqu'on emploie ce dernier comme combustible, dans les régénérateurs de la batterie de fours à coke, et à comman- der également l'écoulement des gaz brûlés à la sortie des ré- générateurs.

Etant donné que la combustion du gaz dans la batte- rie de fours à coke dépend de l'air activant, on utilise des dispositifs pour arrêter automatiquement l'arrivée de gaz com- bustible à la batterie en cas d'accident à l'appareil activeur destiné à lui fournir l'air. Dans l'appareil suivant la pré- sente invention, on emploie le gaz de fours à coke comme com- bustible et le dispositif de sûreté ci-dessus décrit comprend

un circuit électrique commandé par la vitesse du ventilateur de l'activeur et amenant le mécanisme de renversement dans la position neutre lors d'un accident à la distribution d'air.

Les détails de l'invention seront décrits ci-dessous avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue partiellement en élévation et partiellement en perspective d'un appareil suivant l'inven- tion dont certaines parties ont été omises.

Fig. 2 est une vue partiellement en élévation et partiellement en coupe d'une variante d'un appareil pour éli- miner de l'air activant la solution saline entraînée.

Fig. 3 est une vue en coupe transversale verticale d'une partie de la batterie de fours à coke.

Fig. 4 est une;vue en coupe verticale du raccordement entre une conduite d'air et un carneau de sole de la batterie de fours à coke, ainsi que les mécanismes connexes.

Fig. 5 est une vue en plan d'une batterie de fours à coke et du dispositif d'admission d'air correspondant, et
Fig. 6 est une vue en élévation de l'appareil de la Fig. 5, une partie de la batterie de fours à coke étant omise.

En se référant plus particulièrement à la Fig. 1, une batterie de fours à coke 1, qui peut comporter tout nombre voulu de fours, produit du gaz de four à coke qui est envoyé par les colonnes montantes 2, dont quelques unes seulement sont représentées, dans deux collecteurs 3 situés sur les cotés opposés de la batterie. Les collecteurs 5 sont raccordés par une conduite transversale 4, et une conduite d'aspiration 5 en retire les gaz par l'intermédiaire d'un régulateur de pres- sion 6 pour les envoyer à l'installation usuelle derécupéra- tion des sous-produits indiquée par A.

L'installation de récupération des sous-produits

n'est pas représentée car elle ne fait pas partie de la pré- sente invention et qu'elle comporte les refroidisseurs pri- maires et secondaires, l'extracteur de goudron et l'appareil de récupération d'ammoniaque usuels et bien connus. Les gaz passent alors dans une tour d'absorption 7 qu'ils parcourent de bas en haut en vue de l'élimination de l'hydrogène sulfuré au moyen d'une solution saline. Un tuyau de sortie 8 envoie le gaz dans un gazomètre ou une canalisation de distribution.

Le liquide servant à l'épuration du gaz passe du fond de la tour d'absorption 7, par un tuyau 9, au sommet d'un activeur 10. L'air est refoulé dans ce dernier au moyen d'une pompe ou d'un ventilateur 11 et retire l'hydrogène sulfuré du liquide qui circule en sens opposé, en contre-courant.

Le liquide ainsi activé ou régénèré est évacué par un tuyau de sortie 12 qui le ramène aux crépines 13, au som- met de la tour 'absorption 7. L'air activant, contenant une proportion considérable d'hydrogène sulfuré, s'échappe au som- met de l'activeur et pénètre par un tuyau 14 dans un laveur 15, où il oircule de bas en haut en contre-courant de l'eau amenée par les tuyères de ruissellement 16 qui en éliminé tou- te solution saline entrainée.

Du laveur ou scrubber 15,l'air activant est envoyé par des tuyaux 17 et 18 dans un réchauffeur..19, où il circule dans des tuyaux.20 entourés de vapeur en vue d'élever la tem- pérature de l'air afin qu'il ne puisse pas se déposér-d'humidi- té..le long des conduites ou dans les carneaux des soles des batteries de fours à coke. Du réchauffeur 19, l'air passe dans un régulateur de pression 21 et dans deux conduites collectri- ces 22 et 23 pour être distribué das deux côtésd'une batterie de fours à coke.

, Les pressions relatives des conduites 22 et 23 peu-

vent être contrôlées par les soupapes 24 et 25. Les condui- tes 22 et 23 sont raccordées à chacunes des bottes de ren- versement 26 commandant la circulation de l'air dans les car- neaux de sole des régénérateurs et celle des gaz brûlés qui en sont évacués, suivant le cas.

Un mécanisme de renversement 27 qui peut être du type habituel, à commande par moteur, contrôlé par un méca- nisme d'horlogerie, agit au moyen de câbles 28 et 29, respec- tivement, pour commander les injecteurs de gaz servant à l'admission du gaz de four à coke et les boites de renverse- ment 26.

Sur la Fig. 3, qui représente certains détails de la batterie de fours à coke, un côté seulement de la batte- rie est montré, mais il est bien entendu que l'autre c8té est à peu près identique à celui indiqué sur le dessin. La batte- rie 1 est supportée par une fondation 32 et comporte une sé- rie de chambres de fours 33 atternant avec des piédroits 34, dont un seul est représenté sur les dessins.

En-dessous des chambres de four et des piédroits de chauffage dont ils sont séparés par une maçonnerie hori- zontale 35, une série de régénérateurs transversaux 36 s'é- tendent de préférence jusqu'à mi-chemin de la largeur de la batterie. Chaque régénérateur est pourvu d'un carneau de sole 37 raccordé par une boite de renversement 26 et un coude 38 à la conduite d'air 22. Cette dernière offre les mêmes dimen- sions et est située au même emplacement que le collecteur de gaz de gazogène usuel mais il diffère de celui-ci en ce qu'il est relié à toutes les boites de renversement au lieu de la moitié, comme c'est le cas lorsqu'il s'agit d'un collecteur de gaz de gazogène. La boite de renversement 26 est également raccordée par un conduit 29 à un carneau de gaz brûlés 40 qui

peut déboucher dans la cheminée usuelle.

Un collecteur de gaz de four à coke 42 fournit le gaz combustible pour la combustion aux différents piédroits de chauffage de la batterie, au moyen de tuyères à gaz 43 qui sont commandées par le câble 28. La batterie est pourvue d'un toit-.ou voûte ordinaire 44 comportant un nombre quelcon- que d'orifices de chargement 45 et un orifice d'échappement 46 partant de chaque chambre 33 et raccordé à une colonne mon- tante 2 par laquelle le gaz peut être envoyé au conduit col- lecteur 3. Le gaz de four à coke est amené de la conduite d'aspiration aux conduites 42 au moyen desquelles la batterie fournit son' propre combustible pour le chauffage par le des- sous.

Les détails du raccordement de la conduite d'air vicié 22 ou carneau de sole 37 sont clairement représentés sur la Fig. 4. Le coude à brides 38 raccorde la conduite 22 à la face postérieure de la boite de renversement 26 qui est reliée directement à l'extrémité externe du carneau de sole par l'in- termédiaire de la paroi latérale 48 de la batterie. Sur la bride supérieure du coude 38 est appliqué un plateau 49 per- cé d'un orifice,et permettant de régler convenablement la quantité d'air qui le traverse.

La botte de renversement 26, qui est actionnée par le câble 29 et une chaîne 50, est pourvue d'un mécanisme à tringles et leviers 51 pour commander les soupapes 52 et 53.

La soupape 52 commande le passage du carneau de+.sole 37 et du conduit vertical 39 pour les gaz brûlés. La soupape 52 est représentée dans sa position d'ouverture.

La soupape 53, qui est fermée lorsque la soupape 52 est ouverte, commande la communication du carneau de sole

37 avec la conduite 22. Le couvercle à air habituel 53a dont est pourvu la boite de renversement 26 est serré dans sa po- sition de fermeture. Pour le fonctionnement de la boite de renversement 26, le mouvement du câble 29 en vue de dégager la chaîne 50 permet à la soupape 52 de se fermer sous l'ac- tion de la pesanteur et en même temps d'ouvrir la soupape 53 à laquelle elle est reliée mécaniquement par l'intermédiaire du mécanisme à tringles et leviers 51.

Lorsqu'on actionne le câble 29 dans le sens opposé pour tirer la chaîne 50 vers le haut, les soupapessont ramenées dans la position représentée pour laquelle l'arrivée d'air est interceptée, tandis que le carneau de sole 37 se trouve en communication avec la chemi- née pour l'évacuation des gaz brûlés.

La disposition générale des conduites d'air 22 et 23 est représentée sur les Figs. 5 et 6. Il est à remarquer que les conduites s'étendent sur toute la longueur de la batterie 1 et sont raccordées par les coudes 38 à toutes les bottes de renversement 26 de chaque côté de la batterie. Les vannes 24 et 25 permettent de régler les pressions relatives dans les conduites 22 et 23 en vue de compenser la différence de quanti- té de combustible nécessaire par suite de la largeur variable de la charge résultant de la conicité de la chambre du four.

Dans la construction du scrubber 15 de la Fig. 1, on remarquera que celui-ci est monté sur une fondation 55, de préférence en béton, pourvue d'une chambre-56 à laquelle le tuyau 14 est raccordé. L'air activant circule de bas en haut de la chambre 56 dans la partie en forme de tour de scrubber 15.

La fondation 55 est également pourvue d'une seconde chambre 57 au sommet de laquelle aboutit le tuyau 17. Les deux chambrer 56 et 57 constituent aussi des réservoirs pour recueillir le liquide qui peut y arriver et dont la vidange peut être effec- tuée au moyen de tuyau de purge appropriés 58 et 59, respecti=

vement.

La chambre 57 est reliée au tuyau 18 qui a de pré- férence la forme d'un conduit en béton souterrain raccordé à son autre extrémité à une chambre en béton souterraine 60 sur laquelle est monté le réchauffeur 19. Ce dernier est éga- lement pourvu d'un tuyau de purge,approprié 61.

Les chambres et conduits en béton mentionnés ci- dessus constituent un moyen simple et commode pour transpor- ter l'air activant sous le sol sur une distance relativement grande dans l'installation de cokéfaction, sans encombrer la surface de celle-ci ou former des constructions gênantes dans un espace"qui doit rester libre.

Dansée fonctionnement de la batterie de fours à co- ke 1, le gaz du four est amené à la moitié du nombre des piè- droits de chauffage par les tuyères à gaz correspondantes 43.

Les boites de renversement 26 sont réglées de telle manière que la moitié de:leur nombre total fournit l'air aux piédroits de chauffage qui sont alimentés en gaz de four à coke. Les autres boites de renversement occupent la position voulue pour permettre le passage des gaz brûlés à la cheminée.

Le mécanisme de renversement 27, qui est commandé par un mécanisme de minuterie; fonctionne périodiquement pour renverser les positions des soupapes des tuyères à gaz 43 de telle sorte que les tuyères qui étaient ouvertes se ferment, tandis quelles autres s'ouvrent. D'une manière sem- blable, les boîtes de renversement qui précédemment admet- taient de l'air agissent alors de façon-à décharger les gaz brûlés tandis que les boites de renversement qui déchargeaient auparavant des gaz brûlés admettent de l'air des conduites cor respondantes.

Le mécanisme de renversement peut prendre une posi-

tion neutre ou Intermédiaire-dans laquelle toutes les tuyères à gaz sont fermées. Le ventilateur 11 de.;,l'activeur est pour- vu à l'une des extrémités de son arbre d'un dispositif appro- prié., tel qu'un commutateur centrifuge 63 qui commande un cir- cuit électrique 64 relié à un moteur électrique 65. Lorsqu'il est excitée le moteur 65 est susceptible d'actionner le méca- nisme de renversement 27 de manière à l'amener dans sa position neutre. Par conséquent, si le ventilateur 11 cesse de fonction- ner et qu'il s'ensuit un arrêt de l'arrivée d'air à la batte- rie de fours à coke, l'admission de gaz combustible à la bat- terie est automatiquement coupée en vue d'éviter tout.danger d'explosion.

Bien que le scrubber 15 représenté dans l'instal- lation de la Fig. 1 emploie de l'eau comme agent servant à éliminer la solution saline entrainée, il peut être remplacé, si on le désire, par l'appareil suivant la Fig. 2. Dans ce dis- positif, une tour 66 est pourvue à son sommet de crépines de ruissellement 67, au moyen desquelles de l'huile s'écoule de haut en bas en contre-courant de l'air activant. L'huile, conjointement avec tout liquide qui y est mélangé, s'écoule du fond de la tour 66 par un tuyau 68 dans un réservoir 69 qui sert de bassin de dépôt. On fait recirculer l'huile du réservoir 69 au moyen d'une pompe 70. Toute la solution sa- line qui peut en être décantée s'écoule par un tuyau de purge 71 vers un endroit approprié pour être utilisée.

Le dispositif suivant l'invention agit de manière à extraire efficacement l'hydrogène sulfuré contenu' dans le gaz produit par les fours à coke en l'enlevant du gaz et en :.., traitant alors convenablement l'air activant, au point de vue de sa teneur et de sa température, en vue de son introduction dans l'installation de fours à coke pour la combustion.

Ainsi, non seulement l'air activant remplit une fonction utile par suite de son introduction dans le four sous des pressions soigneusement réglées, mais l'hydrogène sulfuré qu'il contient est réduit en anhydride sulfureux par son oxydation pendant la combustion. Ce dernier gaz peut être déchargé sans danger dans l'atmosphère dans le cas où il serait nuisible on interdit de dégager de l'hydrogène sul- furé.

L'avantage ci-dessus et d'autres encore apparai- tront clairement à toute personne initiée au fonctionnement des fours à coke et à la fabrication et au traitement du gaz combustible.

REVENDICATIONS
1) En combinaison, un four à coke chauffé par la combustion de gaz et d'air pour la production de gaz de four à coke contenant certaines impuretés y compris de l'hydrogène sulfuré, un appareil pour la recirculation d'une solution sa- line destinée à extraire l'hydrogène sulfuré de ce gaz et comprenant un activeur dans lequel le liquide contaminé est - aéré avant la recirculation pour en éliminer l'hydrogène sul- furé, et un dispositif pour fournir de l'air vicié de cet activeur au four à coke en vue de le brûler dans celui-ci, de manière que l'hydrogène sulfuré de cet air vicié soit oxydé avant d'arriver dans l'atmosphère.

Claims

2) Installation suivant la revendication 1, compor- tant un dispositif pour débarrasser l'air activant de la solution saline entrainée, un dispositif pour chauffer l'air activant à une température suffisante pour empêcher la conden- sation de 1-'humidité lorsqu'il est envoyé au four à coke, et <Desc/Clms Page number 12> un dispositif pour amener l'air activant à ce dernier en vue de l'y brûler, de manière que l'hydrogène sulfuré ne soit pas déchargé tel quel dans l'atmosphère.

3) Installation suivant la revendication 1 ou 2, comportant un four à coke pourvu d'une série de carneaux de sole, des boîtes de renversement raccordées à ces derniers et un mécanisme de renversement pour diriger la circulation des gaz dans le four, une conduite d'air reliée aux carneaux de sole par l'intermédiaire des bottes de renversement, un acti veur pour le liquide destiné à l'épuration du gaz pourvu d'un orifice d'échappement de l'air vicié, et un dispositif pour relier cet orifice d'échappement à la conduite d'air.

4) Installation suivant la revendication 1, 2 ou 3, comportant un four à coke pourvu d'une série de régéné- rateurs, un carneau de sole raccordé à chaque régénérateur, une botte de renversement raccordée à chaque carneau de sole, une conduite d'air raccordée à chacun des carneaux de sole par l'intermédiaire de la boîte de renversement correspondants, un dispositif pour fournir du gaz combustible au four, un activeur pour le liquide contaminé produisant de l'air vicié sous pression, et un dispositif pour envoyer l'air vicié de cet activeur à la conduite d'air.

5. - Installation suivant la revendication 4, carac- térisée en ce que le dispositif pour envoyer l'air vicié de l'activeur dans la conduite d'air comporte un tuyau muni d'un dispositif pour régler la pression de l'air vicié.

6. - Installation suivant l'une ou l'autre des re- vendications précédentes, comportant deux séries d'entrées pour le combustible de part et d'autre de la batterie de fours, une conduite d'air pour chaque série d'entrées et <Desc/Clms Page number 13> communiquant avec celles-ci, un appareil produisant de l'air vicié sous pression, un dispositif pour envoyer cet air aux conduites d'air, comportant un tuyau principal muni d'embran- chements raccordés à ces conduites d'air, un dispositif pour régler la pression de l'air dans ce tuyau principal et un dis- positif pour faire varier les pressions relatives dans ces tuyaux d'embranchement.

7.- En combinaison, un four à coke générateur de gaz, un appareil pour l'épuration par voie humide de ce gaz, comportant un activeur pour aérer le liquide contaminé en vue de sa recirculation dans cet appareil et pourvu d'une sortie pour l'air vicié sous pression, et un dispositif pour envoyer cet air vicié au four à coke pour le brûler dans celui-ci pendant la production du gaz de four à coke.

8.- En cowbinaison, un dispositif brûlant du com- bustible avec de l'air de combustion, un appareil activeur produisant de l'airvicié, un dispositif pour chauffer cet air vicié à une température suffisante pour empêcher la con- densation de l'humidité dans ce dispositif de combustion et un dispositif pour envoyer l'air vicié ainsi chauffé à ce dernier.

9. - Installation suivant la revendication 8, com- portant un dispositif pour débarrasser l'air vicié du li- quide entraîné.

10. - Installation suivant la revendication 1, comportant,'un four à coke pourvu de passages servant alterna- tivement à l'entrée de l'air de combustion et à la sortie des gaz brûlés, des soupapes pour commander ces passages, un activeur pour le liquide d'épuration du gaz pourvu d'un tuyau d'échappement d'air vicié, un dispositif pour conduire cet air vicié à ces passages, et un dispositif entre cet activeur et l'installation pour chauffer l'air vicié en vue <Desc/Clms Page number 14> d'empêcher la condensation de l'humidité dans ces passages.

11.- Installation suivant la revendication 10, com- portant des boites de renversement pour commander les passages conduisant alternativement l'air et les gaz brûles et une con- duite d'air vicié raccordée à ces boites de renversement.

12. - Installation suivant les revendications 10 et 11, comportantun ventilateur pour refouler l'air qui se vicie dans l'appareil activeur, un dispositif pour envoyer cet air vicié au four à coke et un dispositif relié à ce ventilateur pour permettre aux boîtes de renversement de couper l'admis- sion du combustible dans des conditions déterminées.

13.- En combinaison, une installation de four à coke pourvu d'un mécanisme de renversement pour commander l'admis- sion de combustible et l'échappement des gaz brûlés, un acti- veur pour le liquide servant à l'épuration du gaz, un disposi- tif pour refouler l'air à travers cet activeur qui dégage de l'air vicié, un dispositif pour envoyer cet air vici'é à cette installation de four à coke, et un dispositif susceptible d'être actionné lorsque le dispositif de commande cesse de fonctionner, de manière à permettre au mécanisme de renverse- ment d'empêcher l'admission du combustible à la batterie.

14. - En combinaison, une installation de four à coke pourvue de passages pour l'entrée de l'air et l'entrée des gaz à l'installation) un appareil activeur employant de l'air pour l'aération du liquide servant à l'épuration du gaz et relié à certains de ces passages pour envoyer l'air de cet appareil à l'installation, un mécanisme de renverse- ment pour commander l'admission d'air*et de gaz à ces pas- sages et régler la direction du courant de gaz dans l'instal- lation, ce mécanisme de renversement pouvant être placé dans <Desc/Clms Page number 15> EMI15.1 v . f, (J.fi,=. - -'';t'-;'J\ ':h.

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