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" Pro-cédé et installation pour la distillation du charbon et autre matières carbonées ".
Cette invention concerne la distillation destructive de charbon et d'autres matières carbonées et elle a notamment pour but d'effectuer la distillation destructive du charbon dans des conditions largement variables, c'est-à-dire à basses, moyennes ou hantes températures finales et oeoi éoonomiquement et dans une oornue d'une construction et installation ou maçonnerie relativement peu coûteuses.
Selon l'invention, la distillation est effectuée dans des cornues verticales ou inclinées d'étroite section et avantageusement dans des cornues présentant en coupe trans- versale une forme oblongue auxquelles de la chaleur est fournie extérieurement au moyen de cerneaux de chauffage qui
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s'étendant jusque près des parois latérales disposées en face l'une de l'autre des cornues, la capacité des carneaux de chauffage étant déterminée de façon à adapter le volume des gaz de chauffage, lorsque la distillation est exécutée, à la haute température finale pour la production d'un coke dit à "haute température" ou d'un coke pour applications métallurgiques.
De plus, selon l'invention, le dispositif de chargement ou garniture supérieure servant à l'admission de la charge et le dispositif de sortie ou garniture inférieure servant à la décharge du résidu sont établis pour assurer une distribution continue ou périodique de la charge et la décharge périodique ou continue du résidu, ces dispositifs ou garnitures étant établis de façon appropriée pour utiliser alternativement des récipients qui sont chargés de charbon ou autre matière solide devant être distillée et qui présentent avantageusement une forme cylindrique, ainsi qu'un diamètre et une longueur grâce auxquels ils sont logés dans le sens de la longueur entre les parois d'extrémités de la chambre de la cornue, de façon qu' ainsi les récipients, lorsqu'ils sont utilisés,
soient oapables d'être chargés dans la cornue à travers le dispositif d'admission ou garniture supérieure dans une position sensiblement horizontale et de passer à travers la cornue, supportés l'un sur l'autre parallèlement au cours de leur descente, lors de la sortie successive des récipients à travers le dispositif de décharge ou garniture inférieure de la cornue. Ainsi, lorsque les cornues sont utilisées pour la distillation de charbon à une basse on moyenne température finale pour la production d'un combustible sans fumée, le charbon devant être distillé peut être chargé dans les récipients et soumis à la distillation à l'intérieur des récipients au cours de leur descente à travers la cornue, ce qui fait que la distillation peut être
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récipients à travers la aornue.
A l'aide de dispositifsde ce genre, on évite les difficultés rencontrées dans le libre passage de charges en vrao à travers des cornues verticales ou inclinées en argile réfractaire dans la distillation de char- bon sous des conditions de basses ou moyennes températures fi- nales ou de dégazéifioation partielle, de même que la détério- ration consécutive à l'emploi de cornues verticales ou inali- nées en argile réfraotaire dans la carbonisation intermittente ou par couches de charbon sous conditions de basse ou moyenne température finale dans ces oornues.
Il est ainsi possible, dans l'utilisation de ces récipients, d'utiliser des charbons cokéfiants seuls de même que des mélanges de charbons ooké- fiants aveo des charbons non-ookéfiants, coke menu ou anthra- cite, et ainsi de refroidir le résidu de distillation dans les récipients lors de leur décharge sans qu'il soit nécessaire de les saturer avec de l'eau et ainsi sans qu'il soit néoessai- re de maintenir le résidu libre sans accès d'air à. l'intérieur d'une ohambre fermée avant de le décharger à l'air libre comme on le fait habituellement.
De même, par l'utilisation de cor- nues verticales ou inclinées en argile réfractaire, il est ainsi possible d'exécuter la distillation de charbon libre à moyennes ou hautes températures finales et, étant donné que la carbonisation s'effectue d'une façon continue, les cornues et carneaux de chauffage sont maintenus sensiblement à une température uniforme et on évite ainsi la détérioration par craquement ou effritement de l'argile réfractaire, qui se produit par suite du travail intermittent des cornues en argile réfractaire; de même, par l'utilisation de récipients pour effectuer la distillation sous des conditions de basse tempéra- ture, on évite les inconvénients d'ordre pratique rencontrés dans le service des cornues en argi-le réfractaire pour la distillation de charbon sous des conditions de basse tempéra-
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ture.
En conséquence, en adaptant les récipients à la largeur de l'intérieur de la cornue, les cornues en argile réfractaire servent seulement à guider les récipients chargés au cours de leur descente à travers la cornue et par suite aucune partie notable du poids de la charge contenue dans la cornue n'est amenée à porter sur les parois intérieures de celle-ci.
L'invention englobe les opérations de procédé et les caractéristiques de construction décrites ai-après, de même que les caractéristiques constructives décrites dans ce qui suit d'une installation établie pour être exploitée selon l'invention.
De plus, selon l'invention, les dispositifs ou garnitures d'admission et de décharge sent établis pour être utilisés alternativement dans le chargement de charbon à l'état libre et pour décharger le résidu en masses, puis, dans le chargement et le déchargement de récipients lorsque ceux-ci sont utilisés pour maintenir la charge devant être distillée dans sa course à travers la somme. A cette fin, les dispositifs dtad-mission ou garnituree supérieures, tout en étant étudiés pour le chargement direct de charbon en vrac, c'est-à-dire à l'état libre, dans la oornue, sont aussi appropriés, en y disposant. un branchement tubulaire on autrement, à l'admission des récipients chargés dans la cornue,
en.montant dans cet élément tubulaire ou équivalent un tambour tournant comportant une ou des poches de longueur correspondant à la largeur de la garniture d'admission et de la oornue, le tambour étant construit pour tourner et amener la poche de la position dans laquelle le récipient chargé peut passer dans la poche à une position dans laquelle le récipient est disposé à-l'alignement du branchement.
De là, on s'arrange pour qu'il puisse rouler dans la partie principale ou montante de la garniture d'admission ou supérieure, et en-
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que d'une façon analogue la garniture de décharge ou inférieure de la cornue comporte une chambre ou enveloppe de refroidissement destinée à reoevoir, de façon connue, une partie de la charge lors du fonctionnement du méoanisme de déchargement d'une construction simple et connue, cette chambre ou enveloppe étant aussi étudiée, par ses parois d'extrémités ou autrement, pour le guidage des récipients, lorsqu'ils sont utilisés, quand ils sont déchargés successivement au cours du fonctionnement du même mécanisme de déchargement.
Ils sont ainsi amenés dans une position adjacente à un tambour analogue à celui prévu sur le dispositif d'admission ou garniture supérieure, oe qui fait que, d'une façon analogue, lors de la rotation du tambour, après avoir été chargé d'un récipient, il peut être tourné pour amener la poche dans le tambour à l'alignement avec l'ouverture de décharge de l'enveloppe du tambour, pour permettre de faire sortir le récipient de la poohe du tambour et de le rouler jusqu'à un endroit où il est refroidi.
En outre, selon l'invention, un dispositif est prévu pour élever la température de la chaleur appliquée sur les parois extérieures des cornues, lorsque ces dernières sont utilisées pour effectuer la distillation à haute température finale.
Le dispositif utilisé peut rationnellement être constitué par un ou des tuyaux de distribution supplémentaires pour le gaz de chauffage, qui peuvent être posés à côté des tuyaux de distribution pour l'utilisation normale dans l'exécution de la distillation à une basse température finale, mais tout dispositif peut être prévu afin d'augmenter la distribution de gaz de chauffage avec distribution supplémentaire d'air comburant en utilisant les mêmes carneaux.
L'invention englobe les caractéristiques constructives décrites ci-après comme exemple de mise en oeuvre.
De plus, selon l'invention, la distillation peut être
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effectue dans des récipients sous des conditions de haute ou moyenne température, de même que de basse température de distillation. A cette fin, la construction des récipients peut être telle que décrite dans le brevet français n 652.540, déposé le 23 mars 1928, mais les récipients peuvent affecter toute autre forme convenable; ils sont avantageusement en tôle ou plaque de métal relativement mince et sont percée de trous ou ouvertures pour laisser sortir les gaz et vapeurs dégagés au cours de la distillation de la manière décrite dans le brevet français précité, on autrement.
En outre, selon l'invention, au lieu d'utiliser des aornues en argile réfractaire, on peut les construire en aciers spéciaux à forte résistance thermique ou en acier au chrome, ou bien ces cornues peuvent comporter un revêtement extérieur d'argile réfraotaire ou de blocs d'argile réfractaire, ou une garniture intérieure d'argile réfractaire pour les oarneaux de chauffage adjacents.
L'invention est illustrée schématiquement, à titre dtexem- ple, dans le dessin annexé, dans lequel :
La figure 1 est une coupe verticale transversale schématique d'un jeu de cornues comportant deux cornues destinées à être utilisées selon l'invention.
La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne A-B de la figure 1.
Dans la mise en oeuvre de l'invention illustrée sur le dessin annexé, l'intérieur ou chambre des cornues verticales a comporte une forme effilée et présente une section rectangu- laire, puis la cornue est constituée par une série verticale d'éléments placés à l'alignement vertical, séparés dans des plans horizontaux et fixés en place en utilisant un masticage réfractaire, l'intérieur ou chambre de la cornue étant plus
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l'extrémité supérieure.
Les éléments comportent avantageusement des parois latérales solidaires espacées des parois de la cornue et reliées à ces parois au moyen de parois verticales a2 pour former de chaque coté des parties de carneaux verticaux b qui s'élèvent lorsqu'on dispose en coïncidence les éléments de cornue les uns au-dessus des autres dans la maçonnerie, l'élément inférieur comportant de la façon connue une paroi ou cloison horizontale c1 dans laquelle une série de trous verticaux sont percés, la cloison formant un espace enfermé a sous elle, dans lequel le tuyau de distribution de gaz c2 passe, un dispositif étant prévu pour la distribution d'air à l'une ou aux deux extrémités des cerneaux latéraux respec- tifs b, puis l'air à distribuer étant avantageusement réchauffé de façon qu'ainsi,
lors de la sortie du gaz par les trous c1 percés dans la paroi, la flamme et les gaz s'élèvent par les carneaux latéraux verticaux b. Des ailettes ou nervures hori- zontales a1 et b1 sont formées d'une seule pièce avec les éléments alternés, respectivement sur les parois de la cornue et les parois des oarneaux, afin d'amener les flammes et le courant de gaz à frapper contre les faces extérieures des parois de la cornue dans leur course de montée, les gaz perdus passant de là par des oarneaux de sortie !prévus à l'extrémité supérieure de la maçonnerie et . par des aarneaux transverbaux d1 dans un oarneau de sortie commun d2.
Les garnitures supérieures ou dispositifs d'admission e sont établis de toute construction connue, sauf qu'ils sont adaptés à l'application des procédés alternatifs de chargement des cornues décrits dans ce qui précède. C'est ainsi que les garnitures supérieures d'admission sont faites d'une section horizontale correspondant à la forme oblongue de la chambre ou de l'intérieur de la cornue et qu'elles comportent un branchement e1 montant vers l'extérieur et présentant les
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dimensions intérieures nécessaires pour faire passer par ce branchement les récipients f dans lesquels les charges doivent être distillés, oe qui fait que de la manière décrite les récipients f ( représentés sur le coté gauche de la figure 1) sont dirigés dans l'extrémité supérieure de la cornue a.
A cette fin, le branchement tabulaire el peut être muni d'un tambour de chargement e2 de construction appropriée, - qui peut être logé dans une partie faisant corps avec le branchement e1 et ayant une forme cylindrique correspondante. Le tambour e2 est destiné à tourner sous des conditions sensiblement étanches aux gaz, sous la commande d'une roue on. organe équivalent monté sur l'extrémité d'un tourillon on. d'une broche s'étendant vers l'extérieur des parois latérales de la maçonnerie et il comporte une ou. des poches longitudinales .!....
ouvertes sur la périphérie du tambour et qui, lors de la rotation du tambour, peuvent venir à l'alignement d'une ouverture d'admission sensiblement montante e4 prévue dans la partie cylindrique du. branchement ¯¯,ce qui fait qu'un récipient f peut être chargé dans la poche e3. de sorte que lorsque le tambour tourne suivant un arc de cercle déterminé, la poche e3 chargée du récipient peut venir à l'alignement de l'ouverture conduisant dans la partie principale du branchement tubulaire inoliné e1, afin que le récipient f puisse ensuite descendre en roulant en place dans la partie principale du dispositif d'admission e et de là dans l'extrémité supérieure de la cornue a.
De cette façon, lors de l'introduc- tion successive des récipients f, ils sont chargés dans des positions parallèles sensiblement à l'alignement vertical à l'intérieur de la cornue a et ils descendent sous l'action de leur propre poids lors de leur sortie successive à l'extrémité inférieure où. le dispositif de décharge ou garniture inférieure g est monté.
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ou garniture supérieure 0 est avantageusement établie de façon appropriée, à son extrémité supérieure, pour la réception d'une plaque-couvercle supérieure e6 qui peut.
être mise en place de façon qu'une bride descendant de cette plaque-couvercle se place dans un oanal de joint sans fin prévu à l'extrémité supérieure de la garniture d'admission, ce qui permet d'établir un joint étanche aux gaz dans ce canal à l'aide d'un li- ,aide ou de sable ou autre matière incombustible analogue.
Par ce dispositif, en retirant la plaque-couvercle e6 on peut charger à travers la garniture d'admission e, à l'alignement de la cornue a, à partir de l'entonnoir de chargement d'une trémie qui est destinée à être amenée en place en coïncidence au-dessus de la partie verticale de la garniture d'admission e du charbon en vrao ou à l'état libre, suivant un mode alternatif de chargement ( comme représenté sur le coté droit de la figure 1 ) et par exemple lorsqu'il y a lieu d'exécuter la distillation sous des conditions de dégazéification sensiblement complète à une température élevée.
La garniture d'admission ou de chargement peut être fixée à une garniture de base e5 présentant une section sensiblement rectangulaire oorrespondant à l'extrémité inférieure de la garniture d'admission e et de la oornue a, la partie inférieure de la garniture de base étant montée dans la maçonnerie à l'intérieur de laquelle les cornues sont placées. La largeur moyenne de la cornue peut être d'environ 10 à 20 cm. Un avantage pratique est obtenue en réduisant la période de distillation et il est ainsi désirable que la largeur de la cornue soit relativement petite pour faciliter la pénétration de chaleur à partir des parois latérales respectives opposées de la cornue.
Les garnitures inférieures ou dispositifsde déchargement sont avantageusement établis sous la forme d'une enveloppe ou chambre analogue à celle ordinairement utilisée, dans
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laquelle le résidu peut refroidir en masses lors de sa décharge de la cornue. L'enveloppe du dispositif de décharge ainsi établi est destinée, d'une façon aonnae, à recevoir le résidu déchargé lorsque du charbon est carbonisé enrao, c'est-à-dire à l'état libre ( aomme représenté sur le coté droit de la figure 1), le fond de l'enveloppe g1 étant incliné en descen- dant vers l'extérieur aux fins de déchargement et une sortie est prévue et destinée à être fermée et ouverte, suivant ce qui est nécessaire, pour le déchargement périodique du résidu refroidi.
Le dispositif de déchargement on enveloppe!, est avantageusement fixé à une garniture métallique tubulaire h de section correspondant à celle de la partie inférieure de la cornue a, la garniture étant convenablement établie, de façon qu'elle soit supportée par des poutres parallèles i qui sont disposées une de chaque côté des garnitures métalliques tabulaires; ces poutres sont combinées avec d'autres et servent à supporter les cornues et la maçonnerie dars laquelle les cornues sont montées, puis à s'engager sous les parties supérieures s'étendant vers l'extérieur de la garniture métallique tubulaire h .
Les parois d'extrémités parallèles de l'enveloppe ou garniture de déchargement sont évidées sur leurs faces intérieures en g6 pour recevoir les extrémités des récipients f. Les évidements respectifs sont de forme oorrespondante sur les cotés opposés et sont disposés en coïncidence;
on donne à ces évidements une forme telle qu'immédiatement après que les récipients sont entrés dans l'extrémité supérieure de l'enveloppe ou garniture de déchargement g, les récipients sont guidés vers l'avant et vers le bas sur une grille en forme de peigne g4 de forme angulaire, dont la partie supérieure inclinée vers
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ment passent, de sorte que lors de la rotation de la broche sur laquelle les bras g3 sont montés, le récipient f le plus bas, qui a passé dans la partie supérieure de l'enveloppe et qui est supporté sur la partie fendue de la grille g4, est poussé en avant et vers le bas sur la grille par un des jeux de bras de déchargement g3 passant dans les fentes de la grille, de sorte que les récipients f descendent ainsi en roulant sur le dessus de la grille.
Il est évident que la grille angulaire g4 s'étendant, comme elle le fait, à travers la partie supérieure de l'envelop- pe de déchargement g forme un côté des évidements g6 prévue en face l'un de l'autre dans les parois d'extrémités. Ainsi, lorsque les réoipients f roulent vers l'avant sur l'angle de la grille angulaire g4, ils descendent et sont déviés en ar- rière et vers le bas, puis dirigés dans une ouverture prévue dans la partie centrale ou supérieure du fond incliné g1 de l'enveloppe, cette dernière étant conformée en cet endroit pour recevoir un tambour e2 analogue à celui prévu sur la garniture d'admission e;
l'enveloppe ± omporte à un endroit opposé et plue bas une ouverture de sortie e4, de sorte que lorsque le tambour est disposé à l'alignement de la partie inférieure des évidements coïncidents prévus en dans les parois d'extrémités, le réoipient inférieur f entre dans la poche e3 du tambour et, lorsqu'on imprime un mouvement de rota- tion partiel au tambour, à l'aide d'un dispositif tel qu'une manivelle à main montée sur l'extrémité faisant saillie à l'extérieur de la broche ou.du tourillon sur lequel le tambour est monté, la poche est amenée dans une position diamétralement opposée ou autre permettant au récipient de tomber hors de la poche par l'ouverture de déchargement; e4 et de rouler à l'endroit auquel il peut être refroidi ou auquel il peut être vidé de son contenu.
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On conçoit qu'une adaptation de ce genre du dispositif de déchargement g permet aussi son utilisation pour le déchargement du résidu en masses lorsque la charge est carbonisée en vrac, ce qui fait que pendant la rotation des bras de déahar- gement g3 et leur mouvement à travers les fentes de la partie supérieure de la grille angulaire g4, le résidu dégazéifié peut faire casser en morceaux la partie du résidu qui a émergé dans la partie supérieure de l'enveloppe de déchargement g, puis la faire descendre et s'accumuler dans la partie inférieure de l'enveloppe de déchargement où la sortie g2, fermée par une porte est prévue pour le déchargement du résidu refroidi.
Il est évident que la construction de cornues verticales en éléments et en argile réfractaire de la manière décrite permet de placer les éléments ou blocs en position relative coïncidente à l'alignement, des chambres de cornues verticales étant formées en un emplacement central entre des carneaux latéraux b qui peuvent s'étendre à la partie supérieure des parois verticales a2 jusque près de l'extrémité supérieure,de façon à ménager dans la partie supérieure les canaux ou carneaux transversaux d par lesquels les gaz perdus peuvent avoir accès à l'extrémité de la maçonnerie de la manière décrite.
Les tuyaux de distribution de gaz c2 peuvent passer à l'intérieur du conduit à air a et comporter des becs on ajutages montant en coïncidence avec les trous ou orifices percés dans la paroi c1, puis la disposition peut être réalisée de façon que la quantité d'air admise du conduit à air puisse être insuffisante pour assurer la combustion complète et les conditions sont telles que les flammes de chauffage peuvent s'étendre sensiblement sur la partie principale de la longueur du carneau et qu'un ou d'autres conduits à air peuvent être accessibles aux carneaux respectifs b pour distribuer de
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@ distribution de gaz ou davantage à l'intérieur de chacun des conduits à air, de sorte qu'on peut ainsi augmenter la quantité de gaz de chauffage avea une augmentation correspondante du volume d'air distribué,
suivant qu'il y a lieu d'effectuer une distillation à haute, moyenne ou basse température. Il est évident qu'avec une disposition de ce genre on peut monter des paires de cerneaux verticaux b ayant des sections coïncidentes pour ménager entre eux une ohambre de cornue qui va en s'effi- lant vers la haut. Une petite mesure de oonioité de la ohambre de la cornue est appropriée sous les conditions de fonctionne- ment décrites dans ce qui précède, une conicité de 6 cm. de rétrécissement dans la chambre de la cornue pour 30 cm. de hauteur de cette chambre étant appropriée.
Une température maintenue dans les carneaux b de 8000 C peut être utilisée pour effectuer la distillation à basse température sous des conditions de partielle dégazéifioation des oharges à une température finale approximative de 500 C ou plus à l'intérieur de la chambre de la cornue, tandis qu'une température de 15000 0 peut être maintenue à l'intérieur des carneaux de chauffage lorsque la distillation doit être exécu- tée à une haute température finale à l'intérieur de la chambre de la cornue pour obtenir une dégazéification sensiblement complète de la charge, puis des températures de carneaux in- férieures peuvent être maintenues pour la distillation à températures finales moyennes ou inférieures à l'intérieur de la chambre de la cornue,
telle qu'une température finale à l'intérieur de la chambre de la cornue comprise entre environ 7000 et 750 C. Mais il est évident que l'invention n'est pas limitée à des températures de oarneaux et de chambre de cornue particulières pouvant être utilisées pour exécuter la distilla- tion selon ce qui est nécessaire.
Par distillation à basse température, on entend ici une
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@ distillation à une température finale à l'intérieur de la cornue comprise entre environ 400 C ( ou moins) et environ 700 à 750 C; par distillation à une température moyenne on entend une distillation à une température finale à l'intérieur de la cornue correspondant aux températures supérieures de l'ordre de basse températures; puis, par distillation à haute température on entend une distillation à une température finale à l'intérieur de la cornue aux ou au delà des températures supérieures de l'ordre de basse température.
Il est cependant évident que la distillation dans des récipients peut être effectuée sous des conditions et dans des appareils tels que décrits dans ce qui précède dans lesquels on utilise des tem- pératures supérieures à celles de l'ordre de basse température, en particulier lorsqu'on produit un résidu oontenant des hydro- carbures ne produisant pas de fumée dans la dégazéifioation partielle des charges.
Il est en outre évident que l'invention n'est pas limitée à la construction qui vient d'être décrite, mais qu'on peut faire varier largement cette construction pour assurer les avantages découlant de l'adaptation de la construction pour effectuer la distillation à basses, moyennes ou hautes tempéra- tures finales.
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