<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
B R E V Ji) T d' 1 z5 V E N T ION " Perfectionnements aux procédés et disnositifs de car- bonisation ou distillation dans les fours à couloir .
EMI1.2
des schistes, ligniteis, houilles ou analogues. "
EMI1.3
- 1 " 1 , ,:-:-: ,:- , , , , :-::-:, , , ,: , , , , , : , , Les fours â couloir actuellement employés pour le trai- tement par carbonisation des schistes, lignites, houilles, tourbes ou autres matières analogues se divisent en deux classes principales: les fours dans lesquels la matière est chauffée extérieurement, et ceux dans lesquels la matière est placée sur le faux-fond perforé d'un wagonnet et chauffée intérieurement par l' introduction, sous le faux=fond , de vapeurs hydrocarburiques ou de gaz neutres chauffant la matière par circulation.
Les fours de cette dernière catégorie ont reçu une application industrielle assez importante, tandis que, pour la première catégorie, on s'est limité à des instal- lations isolées.
Les fours utilisés .pour la carbonisation à basse tempéra-
EMI1.4
ture du type esthonien -système Kuljinsky,Est3,-Kiwu- Oëli, li etc..comportent un couloir où les wagorziets se déplacent. Un ventilateur assure, pour chaque wagonnet, la circulation des vapeurs ou des gaz chauffant individuellement et qui sont
<Desc/Clms Page number 2>
introduits sous le faux-fond perforé soit par en bas, ce qui nécessite une très grande hauteur du four, soit latéralement au moyen de conduits partant du ventilateur pour aboutir à un tuyau sur le wagonnet. Les appareils de préférence tubulaires de chauffage de milieu, chauffage qui circulera sont individuels peur chaque groupe ventilateur et wagonnet et sont placés dans un canal juxtaposé au four.
Les vagonnets se déplacent un par un, à travers les écluses ou sas et nécessitent une ouverture fréquente des portes d'étanchéité.
Le séchage et le préchauffage se font dans le four même.
En raison de la décomposition des vapeurs hydrocarburiques à des températures de 400 à 475 la température de la distillation ne peut pas dépasser ces limites, ce qui n'évite pas d'ailleurs la décomposition partielle des vapeurs et l'encrassement des appareils de chauffage dont le nettoyage exige un arrêt prolongé du four, En outre, ce système de chauf- fage applicable avec succès aux matières calibrées, possé.. dant une conductibilité relativement assez élevée et une chaleur spécifique assez faible, et se tenant bien au feu. devient peu avantageux et même impraticable dès qu'il s'agit d'une matière demandant pour sa distillation des quantités de chaleur considérables ou s'opposant à la pénétration du milieu gazeux chauffant, par exemple des matières poussièreuses s'effritant ou gonflant à la chaleur.
En outre, les fours de cette catégorie construits jusqu' ici faisant bloc avec les appareils de chauffage ne permet.. tent ni une inspection, ni un réglage suffisant, non plus que l'application successive des divers milieux gazeux chauffants alors que cela serait très intéressant dans beaucoup de cas.
Les fours de la première catégorie ont un fonctionnement lent vu la faible conductibilité calorifique des matières à distiller et l'impossibilité de les déplacer dans les wagonnets en métal dans un milieu chauffé au-dessus de 550 600 à Leur application est ainsi limitée à la carbonisation à basse température.
<Desc/Clms Page number 3>
Les perfectionnements objets de l'invention au traitement des matières susmentionnées peuvent être appliqués en leur ensemble ou séparément au:fours des deux catégories indiquées au début, suivant la nature, la matière à distiller et les résultats que l'on veut obtenir par un traitement.
Ces perfectionnements appliqués d'une façon appropriée permettent l'adaptation du traitement à n'importe quelle matière à distiller quelle que soit sa nature. Ils rendent possibles la distillation et la carbonisation à des températures allant des basses aux élevées jusqu'à. 850-900 .
Tous ces perfectionnements seront indiqués au fur et à mesure de la description des dessins annexés, où l'on a re- présentéschématiquement, et à titre d'exemples seulement, dés fours et des détails de fours conformes à l'invention.
Sur ces dessins, on voit:
Fig. 1- Une élévation coupe schématique d'un four pour schistes et certains charbons traités à basses températures.
Fig.2- La vue en plan correspondant à la fig.1.
Fig.3w Une coupe transversale par la chambre de distillation.
Fig.4- Une coupe analogue mais avec un dispositif spécial de chauffage,
Fig.5- Un détail correspondant à la fig.4 Fig.6" Une coupe longitudinale schématique d'un four pour destempératures plus élevées, Fig.? Une vue en plan correspondant à la fig.6.
Fige 8- Une coupe transversale de la chambre de distilla. tien de la fig.7.
Fig,9 et 10- Des coupes montrant des variantes de la fig.8
Les fig.l, 2 et 3 montrent un four à carbonisation à basses températures pour des schistes ou des charbons calibrés non poussiéreux, et non gonflants. Le four se compose de cinq compartiments séparés 1,2,3,4,5, avec des portes d'étanchéité 6,7,8,9,10,11. On adjoint à ce four un ou plusieurs silos 12 .....
<Desc/Clms Page number 4>
et 13, par exemple,contenant les matières à traiter qui sort chauffées en y faisant circuler, à l'intérieur de la masse, l'ensemble des fumées sortant du four réunies dans le conduit collecteur 14 et soufflées par un ventilateur 15.
Après séchage et préchauffage à une certaine température, or,-dessous de celle à laquelle commence la distillation, on charge la
EMI4.1
matière de façon appropriée sur les wagonnets, soit :écari quement par exemple au moyen de deux couloirs transporteurs 16 et 17 marchant en sens inverse , pour permettre le charge- ment successif @e grains de différentes grosseurs, soit a- vec nivellement du schiste à la pelle. Les wagonnets garnis de manière séchée et préchauffée de cette façon, entrent
EMI4.2
individuellement ou "roupies par train, automatiquement ou non, dans le compartiment 1 et traversent successivement les autres compartiments du four.
Ce déplacement est assuré par
EMI4.3
des dispositifs tels que 18 à pigrion actionné convenablement de l'extéleur et une crémaillère prévue sur le wagonnet. On peut aussi avoir toute commande autre, comme par chaîne, etc, lanispositif de mouvement étant indépendant dans chaque com.. partiment qui assure l'indépendance du déplacement des
EMI4.4
trains de wagoimets.
Les compartiments 1 et 2 servent pour le chauffage à une température un peu inférieure à celle du commencement de la
EMI4.5
distillation. Ce chauffage est obtenu par des fumées à température voulue, pauvres en oxygène, arrivant Eux comoarti- mente 1 et 2 par le conduit 19 et soufflées par le ventila-
EMI4.6
teur 20. La communication airec la boîte sous le faux-fond du wagonnet ( fig. 3) est assurée par un dispositif d'admission ,lacé latéralement à l'extérieur du four et latéralement, par exemple de simples registres mais de préférence on se dispositif à sert d'un/iston creux 21 dont la tête 22 entre dans le col- let 23 fixé sur la paroi latérale correspondante du wagonnet.
EMI4.7
Ce piston est commandé de l'extérieur par une tige ff42, il peut être aussi commandé automatiquement par les portes du four. Il se déplace dans un cylindre 24 oommuniqusnt avec le
<Desc/Clms Page number 5>
conduit de fumées 19 et ouvre ou obture l'Entrée des fumées dans le piston creux. Les fumées traversent successivement les wagonnets,dans les compartiments 1 et 2, et sortent dans le collecteur 14. Des registres 25,26, etc.permettent de dévier automatiquement les courants de fumées dans le collec. teur lors de l'ouverture des portes d'étanchéité 6 ou 7.
Le compartiment de distillation est constitué par une double enveloppe dont l'intérieur est en tôle mince et l'extérieur en maçonnerie. La distillation se fait dans le com- partiment 3 au moyen d'introduction soit de vapeurs chaudes de distillation, soit d'un gaz chaud neutre ou réducteur, soit de là vapeur d'eau qui arrive aux dispositifs d'admis- sion 21 ou autres, suivant la construction des wagonnets et le système d'évacuation des produits de distillation.Les agents chauffants traversent tous le wagonnet et sortent alors du couloir soit par la conduite 27, soit par un dispositif à piston, suivant la construction du wagonnet.
Les appareils de chauffa:e des agents chauffants sont tubulaires de préférence,ils sont séparés du four et au nombre de deux 28 et 29, ce qui permet leur nettoyage sans arrêter la marche du four.
Da.s le cas de chauffage par des vapeurs hydrocarburiques, le circuit s'établit ainsi: conduite évacuation 27, ventilateur 30, conduit 31 avec dérivation 32 amenant une partie d'hydrocarbures au condenseur 33, appareils de réchauffage 28 et 29, ventilateur 34, conduite d'amenée du milieu chauffant 36,dérivation avec soupape 36 pour réglage et fermeture, dispositifsd'admission 21.
Des conduites de vapeur d'eau ou de gaz neutres plus chauds peuvent venir s' embrancher également sur la conduite d'amenée ou sur ses dérivations, permettant ainsi un balayage du four ou l'introduction, pendant une certaine phase de distillation, d'un milieu plus chaud que ne peuvent l'être les vapeurs hydrocarburiques.
Les compartiments 4 et 6 servent spit pour le refroidis.
.....
<Desc/Clms Page number 6>
sèment de la matière carbonisée avec récupération de la chaleur au moyen d'introduction d'eau ou des vapeurs ou fumées froides. S'il y a lieu,les produits du refroidissement se rendent dans le collecteur 14. Ces compartiments peuvent jouer aussi seulement le rôle de sas, notamment quand les résidus doivent être ultérieurement employés chauds.
Sur les fig,l, 2 et 3, on voit encore en 37 le préchauffeur d'eau, en 38 les branches de sortie des fumées, en 39 le conduit de vapeur d'eau, en 40 la conduite du courant refroi- disseur, en 41 le mécanisme de commande de(. piston, avec tige 42 et bielles convenablement agencées.
Tel qu'il vient d'être décrit; ce .four présente les avantages suivants par r apport aux fours existants:
Meilleure utilisation de la chaleur grâce au préchauffage au silo ; longueur plus faible du four; ouverture moins fréquente des portes; construction plus légère et moins coûteuse ; grande souplesse de marche de chauffage et possibilité d'employer plusieurs milieux chauffants successivement; possi- bilité de nettoyage des appareils sans arrêter le four.
Conformément à l'invention, on augmenter =:. d'une façon considérable le chauffage interne de la matière à distiller en faisant appel à un dispositif spécial qui va être décrit et qui permet en outrde traiter les matières poussiéreuses gonflantes qui ne permettent pas un chauffage interne par les gaz saris ce dispositif.
Ce moyen de chauffage consiste en une application de la- mes ou tiges en métal, dont une extrémité est chauffée extérieurement par un courant gazeux chaud. Ces lames ou tiges sont plong es dans la matière à carboniser ou à chauffer en lui transmettant la chaleur. Pour un traitement $ des températures allant jusqu'à 600 , le dispositif est formé par un cadre 43 ( fig.4) en fonte, à lames,avec barres et entretoises, qui est placé sur le wagonnet avant d'y charger la matière à traiter. Le cadre porte les lames métalliques 44 pion- geant dans la matière jusqu'à une certaine profondeur;elles .....
<Desc/Clms Page number 7>
la divisent en un grand nombre de cellules de faible section et elles agissent comme les parois chaudes d'une cornue.
En combinant de dispositif avec certaines modifications du système de couloir à carbonisation décrit précédemment; on peut avoir un. chauffage à une température plus élevée que dans les fours esthoniens, sans que les hydrocarbures formés au cours de la distillation soient décomposés.
La coupe fig.4 montre aussi un exemple d'un four ainsi modifié. L'espace entre le couloir 45 intérieur et le couloir extérieur 46 est parcouru par les furiées chaudes circulant à grande vitesse et chauffant la voûte ou plaque du four 47 et l'enveloppe en tôle 48 du couloir intérieur portant des ailettes 49. De cette façon, le cadre à lames re- çoit par rayonnement et par convection la chaleur abandonnée par les fumées et la transmet à la matière à traiter.
Les gaz chauffants ou les vapeurs hydrocarburiques entrer.,! par les conduits 50 et les fentes 51 dans la fondation du four et ils sont aspirés par des espaces prévus sous le cadre 'poux pénétrer dans la matière à distiller
Les produits de distillation sont évacués ici par le dispositif à piston creux 52, analogue à celui décrit précédemment, mais fonctionnant alors en sens inverse/, Etant donné que la température de la partie inférieure du four n'est pas élevée et qu'au contraire la température du cadre, qui augmen- te graduellement, devient très élevée vers la fin de la distillation, les vapeurs hydrocarburiques entraînées dans la matière carboniser ne subissent pas de crackage.
La vitesse de distillat,ion augmente de beaucoup par rapport à celle qui est obtenue dans les fours esthoniens, car la transmiss ion de chaleur estproportionnelle à la différence de température du corps chauffant et des corps chauffés. Cette différence est, dans les fours ordinaires, de 25 à 10 seulement ers la fin de la distillation, mais avec les dispositifs décrits, elle peut atteindre, dans les mêmes conditions, 100 et même plus, .....
<Desc/Clms Page number 8>
Si l'on veut appliquer ce principe au 'traitement de ma- tiéres poussiéreuses ( fines) ou pâteuses, le chauffage interne pex des gaz n'est plus ossible, Dans ce cas, le .^.ou loir intérieur est parcouru par un courant de gaz neutre chaud qui augmente la transmission de la chaleur ( par convection) des fumées aux lames. L'évacuation des hydrocarbures formés dans la couche de matière au cours du chauffage est facilitée par un dispositif ( fig.5) consistant en deux lames 53 parallèles perforées, fixées sous le cadre 54 entre chaque paire de lames chauffantes 55. L'espace entre ces lames perforées est tenue en haut par l'écran 56 et s'ouvre vers le bas dans la boîte sous le fond perforé 57.
L'aspiration qui se produit par le piston creux, comme dit précédemè ment, étant faible, l'entraînement du gaz neutre du couloir n'est pas à craindre,
Un autre objet de l'invention est l'application de ce principe de chauffage au moyen de lames, dans les fours à couloir, pour la distillation en vase clos et à des températures assez élevées pouvant atteindre 850 et même 900 .
Un four ainsi établi est représenté sur les fig. 6 et 7 et les campes montrant des variantes, fig.8,9 et 10. Chaque wagonnet est fermé par un couvercle 58. Les lames 59 plongent dans la matière à carboniser 60 et font saillie à l'extérieur sous forme d'ailettes 61 par exemple. Ces lames font corps soit avec le couvercle du wagonnet, soit avec le fond.
Le compartiment de distillation est conçu comme un simple couloir en maçonnerie et il est divisé en deux zones superposées par le train de wagonnets lui-même: une zone chaude dans laquelle se trouve la partie du wagonnet avec les ailettes chauffée directement par les fumées très chaudes et une zone à température -plus modérée parcourue par un courant de fumées moins chaudes. Dans cette dernière zone se trouvent les essieux, les roues, les listons d'évacuation des hydrocarbures et les joints entre le couvercle et le wagonnet.
Cette séparation en deux zones est réalisée au moyen **foie
<Desc/Clms Page number 9>
de rebords 62, en équerre, rixes sur le wagonnet: ou son couvercle, et les parties latérales verticales 63 de ces équer res plongent dans les rigoles à sable 64, tandis que les rebords frontaux du train 65 sont reuouverts par des plaques fixées sur les portes telles que 66 et 67 séparant le compartiment de distillation 68 des compartiments voisins' 69 et 70. La séparation est, en outre jusqu'à un certain point, réalisée par les courants même des fumées qui parcourent les deux zones du four, dans le même sens et à la même pression.
Les rigoles à sable sont construites de façon que le sable ne déborde pas au dehors vers les extrémités des rigoles voisines des portes, et cela grâce % une certaine in- clinaison'. en pente douce de la rigole qui est fermée @ par le bas.
Le compartiment 69 sert au préchauffag au moyen des fumées à une température inférieure à celle du commencement de la distillation, tendis que le compartiment 70 sert au refroidissement au moyen du soufflage d'un milieu refroidisseur à l'intérieur du dit couloir et à l'intérieur du wagonnet, par exemple par le dispositif à piston creux 71,à tête 72 qui a servi au départ des produits de distillation dans le compartiment 68, Pour cela, le couvercle ( ou le fond) est soulevé automatiquement uu moyen de rails montants et de dispositifs d'arrêt 73 de l'autre partie du wagonnet. Les produits de refroidissement, de même que les fumées sortant du four réunis dans le conduit 74, sont utilisés pour le préchauffage de la matière à distiller ou pour toute autre fin utile.
Sur les fig. 6 et 7, la zone chaude occupe la partie supérieure du four. On voit, sur ces figures, en 75 les embranchements avec soupape de réglage, en 76 l'adduction de @ fumées chaudes, en 77 celles de fumées moins chaudes, en 78 la sortie des fumées chauffantes et en 79 celle des fumées moins chauffantes, en 80 l'entrée des fumées et de l'eau refroidissantes, en 81 leur sortie, en 82 le collecteur rejoi- gnant 74 celui des fumées, en 83 les registres, en 84 le mé-
<Desc/Clms Page number 10>
canisme d'avancement des wagonets, en 85 et 86 des dispositifs de calorifugeage des sortes d'étanchéité, en 87 des chicanes pour la circulation dés fluides,
Sur la fig,8, on voit, en outre ce qui a déjà. été indiqué:
en 88 le faum-fond 'portant des lamelles renforcées jour l'évacuation des gaz( les lames sont interrompues pour faciliter la pénétration), en o@ le dispositif d'accouplement, en 90 le dispositif d'enlèvement du couvercle, en 91 le train de roues.
Sur la fig.9, on voit une variante appliquée dans le cas ou le chargement se fait dans le couvercle 93 en position renversée. La matière chargée est recouverte par le cadre 94 à faux-fond 95 perforé et à lames perforée'? 96 d'évacuation d'hydrocarbures et par la botte inférieure 97.
Apres ce chargement et l'assemblage, l'ensemble est culbuté et posé sur le train de roues. On voit en 98 les fourches reposant sur les essieux.
Sur la fig.10, la zone chaude occupe la partie inférieure du couloir.Les fumées chaudes entrent en 99, les fumées moins chaudes en 100, la sortie des fumées se trouvant à l'autre extrémité du four.Le fond 101 du wagonnet suspendu porte les lames 102 fixes, et il est muni de barres en ionte reposant obliquement sur les barres du wagonnet. Le couvérole 103 est sim@le ( on en met un ou deux si l'on veut empêcher le gonflement de lantière). Le fond est muni de son dispositif de soulèvement 104 dans le compartiment à refroidissement. On voit le cadre en 105 pour enlèvement du coke avec ses anneaux 106 poux enlever le cadre, le couverw cle a également ses anneaux 107 d'enlèvement.
Le piston 108 sert à évacuer les produits de distillation et pour le refroidissement il est fixé extérieurement sur les poutres. l'arbre 109 sert au mouvement des wagonnets par le pignon 110 et la crémaillère 111.
Les fours à deux zones superposées, comme aussi le four .....
<Desc/Clms Page number 11>
à couloir avec dispositif spécial de chauffage, comme décrit précédemment permettent d'obtenir du coke ou du semicoke en lamelles ou saunons réguliers .
Avec un four à deux zones, la cokéfaction est très rapide grâce au grand développement de la surface de chauffe et aux températures de chauffage élevées,
Les divers perfectionnements qui ont été dénrits pers mettent, grâce à leurs diverses combinaisons d'envisager un très grand nombre d'applications. Le principe de chauffage au moyen de lames, par exemple, peut être utilisé pour des matières à chauffer autres que les schistes, les lignites, le charbon, la tourbe, etc, et on peut aussi l'employer pour d'autres fins que la distillation.
Le chargement consécutif décrit au début, avec plusieurs transporteurs,peut recevoir une application générale en dehors des fours de carbonisation et toutes ces applications sont encore du domaine de l'invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.