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Four pour la distillation ou la cokéfaction de combustibles en couche mince.
Pour produire du coke en blocs de différentes grosseurs dans un même four, on a déjà proposé de charger le coke dans des formes de dimensions voulues et de le pilonner dans ces formes autant qu'il le faut. Suivant ces procédés connus, on laisse reposer sans mouvement dans la chambre de distillation pendant l'opération de distillation la matière chargée dans les formes. La chambre de distillation est portée graduellement à la température de distillation, de la manière courante dans la conduite des fours à coke. Les formes n'ont pas de fond, de sorte que le charbon repose directement sur la sole de la chambre de distillation. Les formes sont fermées au-dessus par un couvercle perforé.
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Suivant la présente invention, on charge la matière à distiller dans des formes analogues sans fond, mais ces formes sont déplaçables. Pendant le déplacement des formes, la matière à distiller parcourt les diverses zones de tem- pérature tout en reposant directement sur la sole de chauffe.
On a déjà essayé de faire cheminer la matière à dis- tiller à travers l'appareil de distillation. Toutefois, sui- vant les propositions connues, on chargait' la matière dans des formes pourvues d'un fond. Ces formes présentent l'incon- vénient de mal utiliser la chaleur. En outre, il n'est pas possible de vider indépendamment les différents alvéoles en maintenant leur position primitive. Suivant d'autres propo- sitions de cette nature on montait mobile le fond portant la matière. Mais cette construction cause de notables difficul- tés au point de vue du montage des appareils et au point de vue de la conduite de l'installation. Elle exige entre autres l'emploi de dispositifs d'étanchéité par exemple de cloches à immersion ou dispositifs analogues. Par ailleurs, les parties mobiles du four subissent évidemment une forte usure.
Suivant la présente invention on réalise en plus d'une utilisation optimum de la chaleur une construction fixe de toutes les parties du four, sàns employer aucun disposi- tif d'étanchéité mobile. On assure le déchargement et le char- gement des formes en service continu en faisant cheminer les différentes formes en cercle ou en les renvoyant au point de départ suivant un trajet parallèle. Les formes ainsi guidées restent toujours dans les chambres chauffées indirectement.
Elles sont disposées de manière que le déplacement d'une seule forme provoque en même temps le déplacement de toutes les autres formes ou d'au moins une partie de celles-ci.
Au lieu d'un couvercle, on emploie des plaques de couverture disposées à demeure au-dessus des formes servant
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de cadre pour le charbon, et de préférence on n'aménage ces plaques qu'aux endroits où il est avantageux de couvrir la matière. Ces plaques de couverture sont bloquées dans le sens des déplacements des formes, mais elles peuvent se mouvoir verticalement. Elles ont pour but, d'une part, de s'opposer à une trop grande dilatation du coke en cas d'une pression de gonflement trop forte pendant la période de cokéfaction et, d'autre,part, d'empêcher la matière d'absorber prématurément par en haut une trop grande quantité de chaleur dans la zone sensible à la température. A cet effet, on isole les plaques de couverture contre le rayonnement thermique en des endroits appropriés.
En général, on exécute les opérations indiquées en employant plusieurs systèmes superposés. Quand on emploie ainsi un nombre voulu de chambres identiques superposées, on peut assurer leur service simultanément et opérer le chargement et le déchargement en un seul endroit du four au moyen d'un dispositif de chargement et de déchargement commun. En outre, on relie entre eux, avantageusement, les carneaux de chauffe des différents étages, de manière à pouvoir utiliser économiquement la chaleur des gaz brûlés, quand on chauffe chaque étage.
Avant de charger le charbon fin dans des formes et de le cokéfier, il est recommandable de lui faire subir d'abord un traitement thermique préalable en le chauffant à 100-250 , parce qu'on obtient de cette manière des produits de haute qualité.
Les dessins annexés représentent plusieurs exemples d'exécution de l'invention,
Fig. l montre diverses coupes horizontales, la coupe A-B étant faite au niveau de la chambre du four et des
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formes-cadres disposées en cercle,, la coupe C-D étant faite également au niveau de la chambre du four, mais au-dessus du niveau des formes-cadres, la coupe E-F étant faite au niveau des carneaux de chauffe et la coupe G-H étant faite au niveau des carneaux de gaz brûlés.
Fig. 2 montre deux coupes verticales, la coupe J-K passant par le dispositif servant à entratner l'ensemble des formes-cadres et la coupe L-M passant par le poste de chargement et le défourneur compartimenté commun situé en-dessous des formes, ainsi que par la sortie des gaz de distillation.
Le charbon descend du magasin à charbon a dans le compartiment de distribution b d'où il est transporté par des vis transporteuses c dans les bottes d'alimentation d et, par delà celles-ci, dans les formes-cadres e. Les formes e, ayant en plan la forme de secteurs, qui dans le présent exemple d'exécution sont réunies en cercle par une couronne dentée h, sont constituées par des entretoises radiales délimitées extérieurement de manière appropriée. Elles reposent sur une sole circulaire fixe qui fait office de surface de chauffe. On remplit et on vide chaque fois un à un les alvéoles mobiles dans les dispositifs de chargement et de déchargement respectifs, montés fixes. Le coke tombant des formes descend de tous les étages dans un défourneur compartimenté f commun et passe de ce défourneur sur le transporteur fl.
Pendant le trajet sur le transporteur on peut refroidir le coke de manière appropriée. Le mouvement des formes-cadres remplies de matière à distiller est produit par plusieurs pignons commandés g, calés sur un arbre -commun, qui engrènent avec la couronne dentée extérieure h. Pour mieux guider les formes-cadres il est prévu en outre en plusieurs endroits de la trajectoire intérieure des galets de guidage i.
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De préférence, on procède au chauffage de manière à chauffer d'abord la chambre inférieure du four et à envoyer ensuite les gaz brûlés à l'étage suivant en y ajoutant des gaz de chauffe à pouvoir calorifique plus élevé pour obtenir la même température à tous les étages. De cette façon on profite pour tous les étages de la chaleur des gaz de chauffe brûlés. On évacue de l'appareil une quantité de gaz de chauffe brûlés circulants correspondant à la quantité de gaz de chauffe frais ajoutés, afin d'éviter une trop grande accumulation de gaz de.chauffe. La chaleur sensible des gaz de chauffe brûlés évacués de l'étage supérieur et des étages intermédiaires peut évidemment être utilisée de toute manière voulue.
Sur les entretoises radiales en forme de secteur ou au-dessus de celles-ci reposent, excepté aux endroits de chargement et de déchargement, des plaques de pression ou de couverture s destinées à empêcher un gonflement trop intense de la matière à distiller. Ces plaques sont disposées de manière à ne pas gêner le libre mouvement des formes-cadres.
A cet effet elles sont déplaçables vers le haut mais sont bloquées dans le sens de la rotation. Leurs bords extérieurs perforés ou ondulés portent les uns contre les autres de manière continue et de cette façon elles laissent passer les gaz de distillation dans le compartiment d'aspiration de gaz.
En isolant ces plaques on empêche un effet trop intense de la chaleur émanant du dessus. Cette mesure a une importance particulière parce qu'il faut éviter pendant la première période de cokéfaction un trop fort échauffement de la couche supérieure de matière à distiller, pour empêcher la formation d'une écume. Il est donc nécessaire que, dans cette phase du procédé de distillation sèche du charbon, le chauffage émane principalement de la sole, afin que les gaz de distillation
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engendrés dans la couche inférieure puissent être aspirés plus facilement.
Selon les conditions existantes, et notamment pour s'adapter à la nature du charbon, on peut actionner le four soit à vitesseconstante, soit à vitesse variable à chaque révolution.
On peut évacuer les gaz de distillation séparément pour chaque étage et, éventuellement, encore en plusieurs endroits de chaque étage.
Une autre forme d'exécution de l'invention est représentée sur les Figs. Z à 7 des dessins annexés; dans cet exemple le mouvement des formes-cadres est non pas circulaire mais à renvoi parallèle.
Fig. 3 est une coupe horizontale montrant à gauche une chambre double à postes de chargement et de déchargement, tandis que la coupe de droite représente les carneaux de chauffe.
Fig. 4 est une coupe verticale longitudinale, faite suivant la ligne G-H de la Fig. 3, qui montre les chambres du four, les carneaux de chauffe et les dispositifs de chargement et de déchargement, et dans laquelle sont indiquées en outre les communications entre les carneaux de chauffe des différentes chambres du four.
Fig. 5 est une coupe transversale de quatre chambres et d'un poste de chargement de charbon, faite suivant la ligne A-B de la Fig. Z.
Fig. 6 est une coupe transversale d'un dispositif de déchargement, faite suivant la ligne C-D de la Fig. 3.
Fig. 7 est une coupe horizontale schématique de l'ensemble du four, faite au niveau d'une chambre double du four.
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Les formes-cadres 1 de toutes les chambres du four parcourent une fois, pendant la période de cokéfaction, les deux chambres a et b de telle manière que l'avancement si- multané de deux formes-cadres aux deux extrémités du four en- tratne le mouvement des formes respectives situées devant elles. La matière à distiller parcourt en sens inverses deux ' chambres de distillation disposées parallèlement l'une à l'autre. Aux deux extrémités il se produit un déplacement la- téral des formes extrêmes qui passent ainsi dans la chambre parallèle adjacente, de a en b ou vice versa.
Toutes les formes sont ouvertes en bas et en haut.
Le charbon introduit dans les formes repose en couche mince sur la paroi supérieure des éléments de chauffe 2 qui consti- tuent ainsi une sole chauffée. Ces éléments de chauffe 2, qui sont tous de mêmes dimensions et qui constituent un ensemble d'un seul tenant, font office de sole de four ou de plafond des chambres du four pour les deux chambres parallèles.
Le charbon broyé et préalablement séché est emmaga- siné pour chaque four dans une trémie d'alimentation 5 montée au-dessus du four. Cette trémie communique avec la cheminée d'alimentation de charbon, traversant tous les étages, par laquelle le charbon entre dans les formes-cadres. Le charge- ment et le déchargement des formes 1 s'opère pendant leur dé- placement longitudinal qui provoque en même temps un mouve- ment des dispositifs 7 aménagés à l'intérieur de la trémie et de la cheminée à charbon. De cette façon on assure en outre, en même temps, une compression de la charge dans les formes.
Le déchargement est produit à l'aide des plaques 9 à mouve- ment périodique de monte et baisse qui frappent périodique- ment à de courts intervalles la matière cokéfiée contenue dans les formes,au moyen de poussoirs aménagés sur la face inférieure de ces plaques. Les faces supérieures de ces pla- @
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ques sont lisses. Elles servent de surface de glissement pour les blocs de coke tombant des formes. L'évacuation est aidée.par une oscillation saccadée des plaques 9. Les blocs de coke sont amenés de toutes les chambres du four dans une cheminée collectrice commune 10 qui débouche en bas dans un défourneur compartimenté 11-assurant le passage des blocs à l'extérieur de manière que la chambre du four reste étanche à l'air.
Les déplacements longitudinal et transversal des formes 1 se succèdent de façon distincte, et ils sont produits pour toutes les chambres du four simultanément ou successivement au moyen de tiges de pression guidées de manière étanche par la paroi des chambres. Ces tiges sont actionnées par des presses 12 montées à l'extérieur du four.
Les gaz de distillation sont recueillis aux compartiments collecteurs de gaz 13 et 14 des deux extrémités du four et sont évacués de ces compartiments en vue du traitement ultérieur. Les plaques de couverture 15, bloquées dans le sens des mouvements des formes, ne sont aménagées que dans les zones du four dans lesquelles il faut réagir contre la pression de gonflement et créer un écran contre un apport prématuré trop intense de chaleur rayonnée par en haut.
La chaleur requise pour 'le chauffage du bas du four est produite d'un coté de la longueur du four dans un certain nombre de brûleurs identiques 16. Les gaz de chauffe sortant des éléments de chauffe 2 passent par des raccords 19 dans les éléments de chauffe 2 de la chambre suivante du four,, situés au-dessus, après que la baisse de température est compensée par l'admission de gaz de chauffe frais à pouvoir calorifique plus élevé. Les gaz de chauffe requis à titre d'appoint sont produits dans des brûleurs d'appoint maçonnés 17 et se répartissent sur les éléments de chauffe de la chambre à chauffer suivante conjointement avec la chaleur des
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gaz brûlés de la chambre inférieure du four. De cette façon on assure un chauffage uniforme de toutes les chambres du four, de sorte qu'on utilise à fond la chaleur des gaz brû- lés.
Les gaz en excès sont évacués par des carneaux de che- minée 18 prévus pour chaque étage. Les gaz brûlés sortant de l'étage supérieur et par les carneaux de cheminée 18 sont amenés par un carneau collecteur 20 à un échangeur de cha- leur 21 en vue d'y être encore utilisés pour le préchauffage de l'air. Les gaz refroidis dans l'échangeur de chaleur sont ensuite amenés par un carneau 24 aux brûleurs 16, en 16a, pour se mélanger aux gaz de chauffe.
REVENDICATIONS @
1) Four pour la distillation et la cokéfaction de combustibles dans une chambre fixe portant sur une sole de chauffe fixe des formes plates dans lesquelles on charge la matière à distiller, caractérisé par l'emploi de formes sans fond., déplaçables sur la sole de chauffe, dans lesquelles la matière à distiller est chargée et parcourt pendant leur trajet les diverses zones de température en reposant directe- ment sur la sole de chauffe.