BE418364A - - Google Patents

Description

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  " Méthode perfectionnée de distillation du charbon et autre matière carbonée ". 



   La présente invention est relative à ume méthode perfectionnée de traitements de matière carbonée pour en obtenir du gaz de valeur et du coke . 



   EIleest particulièrement appropriée à la production de ooke à partir de charbon , mais peut être utilisée pour le traitement de n'importe quelle matière distilla- ble, pourvu qu'elle soit assez petite . Il est préféré que les plus grands morceaux ne dépassent pas un pouce anglais cubique , car autrement une grande partie des avantages du procédé est perdue . 



   Dans le procédé suivant le brevet anglais p  419. 444 délivré antérieurement , est décrit un procédé qui produit du coke très chaud sur une grille mécanique, lequel coke est ensuite mélangé continûment avec du ohar- 

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 bon frais délivré dans un récipient de mélange   commn   à une allure réglée . La chaleur sensible du coke pro- duit une carbonisation du charbon ou autre matière car- bonée . Le résidu est renvoyé sur la grille et reporté à l'incandescence et le cycle est recommencé . 



   L'objection   principale   faite à ce modo opératoire est qu'on doit maintenir en circulation une grande quan- tité de matière . Ainsi, si l'on doit distiller une tonne de charbon , il faut ajouter et renvoyer à la grille environ 2,5 à 3 tonnes de coke. 



   La présente invention tend à supprimer cette ob- j ect ion. 



   Conformément à la présente invention de la matière carbonée est intimement mélangée et agitée avec du coke incandescent et une partie du coke produit est enlevée par intermittence ou continûment . 



   Ceci peut avoir lieu par exemple dans un tambour tournant, dans lequel des quantités déterminées de char- ben ou autre matière carbonée , liquide ou solide , peuvont être   introduites;et   dont le ooke produit ae dé- verse ou est enlevé pendant la rotation du tambour. 



   Le récipient peut être garni de briques réfractai- res. Il peut aussi être un récipient cylindrique fixe muni d'une grille dans sa partie inférieure . de coke chaud 
Un lit modérément peu épais/est ensuite obtenu en allumant un feu et en soufflant jusqu'à incandescence. 



   On laisse ensuite tomber une succession de charges de charbon sur la surface et le tout est agité soigneu- sement par un râteau rotatif. Le coke peut être retiré d'une façon continue ou intermittente . Ceci simplifie évidemment le soutirage du gaz et le soufflage de l'air, étant donné que les presse-étoupe sont tout à fait   allumés   excepté le très petit presse-étoupe nécessaire pour le ràtoau   rotaLlf .   La   manière   pout être   doucement,        

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 râtissée ou râblée si on le désire pendant la 'période de soufflage pour maintenir la température plus égale. Cet procédé a aussi l'avantage de réduire l'espace libre, qui,dans le cas du   tambour/s'élève   toujours à plutôt plus que 50 %.

   Il y a aussi une économie dans l'énergie ou puissance nécessaire . 



   Le tambour est pourvu d'orifices d'admission d'air de façon qu'on puisse insufflétde l'air préalablement chauffé pour amener le coke rapidement à la température 
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 de l' illüLiClüc:3C1Ear1GH1 . Le jet d'air peut passer de bas en haut ou de haut en bas ou alternativement de bas en haut et de haut en bas à travers le coke. La dernière alter- native a l'avantage de maintenir les scories vers le bas, mais la formation de scories n'est pas jamais un   incon-   vénient sérieux car le seul endroit ou les scories peu- vent se former est situé autour des barreaux supportant le feu, et les périodes de soufflage sont tellement courtes qu'ils s'en forment très peu . 



   S'il arrive qu'il se   formel   des scories, le pro- cédé d'enlèvement est simple, avec le tambour rotatif. 



  Dans ce cas on fait tourner le tambour rotatif de façon que la grille à   décrasser   soit à la partie supérieure, de l'air ou de la vapeur est soufflée à travers la gril- le afin de chasser tout les gaz combustibles , une porte est ouverte et toutes les scories sont détachées et re- poussées vers le bas au moyen d'une barre , toute l'opé- ration s'effectuant en un temps très court. Quand on emploie un tambour rotatif il est préférable de souffler sans rotation , mais l'installation peut être agencée pour la rotation pendant la période de soufflage. 



   Il est évident qu'à la fois dans l'installation ro- tative et dans   l'installation   fixe le charbon peut , si on le désire, être ajouté continûment pendant toute la 

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 période. Toutefois, il n'est pas préférable d'employer cette méthode parce que cela signifierait que le   obarb   au début, est traité à une température trop élevée . 



  Si, toutefois, un liquide tel que de l'huile est   inje:   té en vue du cracking dans la phase gazeuse , alors il est essentiel que l'alimentation s'étende sur une pério- de . Ceci est exactement ce qui est fait dans ces con- ditions et on a constaté que par un soufflage plus court on   peuobtenir   deux fois autant de cyoles par heure et maintenir la température réelle de traitement approxima- tivement constante pendant toute la période de marche. 



  On remarquera évidemment que quand on opère avec de l'huile tout le carbone formé est simplement laissé dans la cornue et est brûlé pendant les périodes de souffla- ge. Il est clair qu'en modifiant le rapport du nouveau charbon au coke chaud on peut fixer la température fi- nale à n'importe quel point voulu,et aussi que la chute de température réelle qui a lieu dans la cornue peut être rendue aussi petite qu'on le désire . On a constaté qu'un rapport do 1 de charbon à 3 de ooke est très sa- tisfaisant pour la plupart des charbons . Mais si l'on doit traiter un charbon dit cannel-coal ( charbon à longue flamme ) qui cède des huiles sensibles , le rap- port du coke chaud est augmenté et il n'est pas porté à une température aussi élevée .

   De cette manière la différence réelle de température entre la fin du souf- flage et la fin de la marche ou rotation peut être   rendue/aussi   petite que 50  C. Par une variation convena- ble de l'alimentation en air et du rapport   charbon/coke   9n peut obtenir aisément presque toutes les températures de distillation. 



   Les gaz de combustion chauds passent dans une chemi- née et chauffent le jet d'air entrant , pendant leur parcours. 

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   Des soupapes servent à couper la communication avec la cheminée et à interrompre le jet d'air/et ces soupa- pes sont fermées quand la masse est incandescente . Dès que la quantité de charbon requise est ajoutée   (si   le charbon est la matière à traiter    de   préférence par un mécanisme de projection quand on emploie un tambour ro- tatif , puisqu'il est important qu'une addition rapide ait lieu et que, comme une certaine longueur de déplace- ment horizontal est néoessaire, on ne peut employer une alimentation par gravité. 



   Pendant la période de chargement avec le tambour rotatif, la rotation   continue .   Cotto caraotórintique est très importante. Quand la période de chargement, qui dure environ 30 secondes, est terminée , une porte interrompt la communication avec le dispositif de charge- ment et la distillation s'effeotue rapidement. Les gaz et les vapeurs sont conduites à travers le système usuel d'épuration et à travers l'installation de condensation pour la récupération des huiles etc. 



   La distillation est tellement rapide qu'il est dési- rable de prévoir un gazomètre dans lequel le gaz entre avant de continuer vers les condenseurs, Ce gazomètre peut être appelé gazomètre ou réservoir-tampon, et il doit être suffisamment grand pour contenir à peu près la moitié du gaz produit pendant toute la période de distillation , L'aspiration aspire ensuite les gaz de la cornue et du gazomètre à une vitesse constante .

   De cette.manière   le   système de condensation doit seulement tandis être assez grand pour suffireau courant moyen, / que sans gazomètre-tampon , le système de condensation doit être assez grand pour suffirepour le oourant de   point e .    

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 eovnue 
Toutefois, si on emploie plusieurs formulée reliées   à une   conduite principale, elles peuvent être aotionnées de façon telle que la vitesse du courant de gaz soit sensiblement constante en s'arrangeant pour que les périodes de   courantsjde   pointe se suivront immédiatement . 



   Les groupes d'appareils pourraient avoir une souffle- rie commune débitant de l'air à travers un seul réchauf-   feur.   



   Les gaz soufflés doivent tous se rejoindre dans le même carneau vers le chauffeur d'air . 



   Il pourrait aus si être possible de n'avoir qu'un seul chargeur. 



   Quand la période d'échappement des gaz s'est écou- lée, on ouvre une porte , ce qui permet d'évacuer le coke jusqu'à ce que le tambour soit rempli au niveau exact auquel le cycle avait commencé . 



   Le coke est déposé dans une chambre dont il peut être extrait par n'importe quelle méthode convenable, l'extraction pneumatique étant préférée . 



   , Le coke peut être éteint, mais il est préférable a preudv de   1''enlever pendant   qu'il est encore chaud et de l'employer pour alimenter des chaudières . 



   De cette manière on évite une perte de chaleur 
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 ouf. an rnamn t.nIilr.n unn oOn1huntion pim pnrfnitn n llou . 



   Comme variante , le coke peut être pulvérisé pen- dant qu'il est encore chaud et être employé comme com- bustible pulvérisé. 



   Dans ce cas , il est important de maintenir le coke résiduel à une température aussi élevée que possible, car autrement la température d'ignition serait trop su- périeure à la température à laquelle le coke entre et 

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 une grande chambre de combustion serait nécessaire . 



   Le tableau des temps qui ont été constatés pour un charbon typique de Durham ayant des particules d'une dimension d'environ 1/2 pouce à 0 est le sui- vant : 
Soufflage 30 sec. 



   Chargement 30 sec. 



   Distillation 5 minutes. che 
On remet la soufflerie d'air en marge et le oyole est recommencé . 



   On peut ou non ajouter de la vapeur ou de im l'anhydride carbonique au jet d'air pour obtenir une tem- pérature régulière au-dessous de la température à la- quelle les cendres forment des scories, et   simpmifier   ainsi les opérations tout en aidant à préserver la gril- le. 



   Cette addition de vapeur est particulièrement avan- tageuse quand on traite des charbons ayant une teneur élevée en matièresvolatiles . La vapeur tend aussi à empêcher la formation excessive de scories et la fusion aide à porter des barreaux qui supportent le feu, et   @   que le combustible au rouge clair . La vapeur aide particulièrement à enlever la dernière partie du gaz de distillation qui autrement remplirait la chambre de gaz dans le tambour et s'échapperait par la cheminée pendant la période d'écoulement . La vapeur peut être insufflée par une tuyère dans le conduit d'air. 



   Quand le gaz a une grande valeur , il peut être désirable de rejeter le premier gaz de distillation et de l'envoyer dans un appareil de condensation séparé, ou vers la cheminée , parce que l'on constate qu'il con- tient une grande propixtion de CO2 et diminue ainsi la valeur   calorifique   du   gaz ,   

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 Ceci est particulièrement important quand le gaz doit être employé comme agent enrichisseur . De cette manière on peut obtenir facilement des valeurs calorifiques supérieures à 1000   BTU   par pied anglais cubique . 



   La distillation du charbon peut être alternée avec une période de vaporisation , ayant lieu après le souf- flage. De cette manière   seul   du gaz à l'eau peut être formé, et en prévoyant deux périodes de vaporisation pour une période de   distillation.du   gaz de 500 BTU par pied anglais cubique peut être aisément obtenu. 



   De l'air secondaire peut ou non être employé pour compléter la combustion du gaz de générateur de médiocre qualité formé pendant la période de soufflage . Dans certains cas, il est avantageux d'agir ainsi et dans d'autres il en va autrement. 



   Si l'on traite des liquides dans le tambour rotatif il peut être désirable que le récipient soit incliné . 



  Ceci assure un mélange par rotation et en même.temps 
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 (Z "'''JJ.""t....{¯±<-..t/t; <le.-' l'huile ou autre liquide peut être projeté eonvenablement et avec certitude sur la masse de coke,et un plus grand volume du tambour est disponible . Le tambour incliné peut être employé pour les solides mais, en règle géné- rale cela n'est pas désirable . 



   On a constaté qu'avec cet appareil on peut traiter n'importe quel type de matière carbonée pourvu que le résidu solide ne contienne pas une quantité de cendres telle qu'il ne puisse être amené à l'incandescence par soufflage d'air.C'est le cas pour la houille schisteu- se. 



   Dans certains cas des additions spéciales doivent être faites pour fournir le carbone de combustion.Cee additions peuvent être faites à la matière à distiller ou bien pendant la période de soufflage. 

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  Le ooke formé peut être déversé du tambour pendant 
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 la rotAtion. nuGca'ri,, çlnltr4 at,atur Cao 11 =i; ,^rai'6 rable dbftectuer l'enlèvement du coke du tambour pendant la période de soufflage , cet enlèvement étant réalisé par le jet d'air . Dans d'autres cas le combustible peut à la fois être chargé et être évacué au moyen d'une porte qui ouvre et ferme un trou sur la circonférence du tam- bour. Le chargement s'effectue évidemment dans la posi- tion supérieure et l'évacuation , dans la position infé- rieure. Ceci est nettement désirable dans le cas de fine houille de marais contenant une grande proportion d'argile, cas dans ce cas le chargeur par projection empâte le dos du tambour d'une couche de charbon et d'argile qui ne commence à distiller qu'après qu'elle est devenue suffisamment sèche pour se rompre et se détacher . 



   Le tambour pour le traitement du charbon peut avoir 6 pieds anglais de diamètre et une longueur telle qu'il soit capable de traiter 15 tonnes par jour . 



   L'invention est illustrée par le dessin schématique ci-annexé. 



   Dans ce dessin 1 représente un tambour cylindrique muni d'une garniture 7 en briques réfractaires . 



   A une extrémité du tambour 1 il est prévu un conduit 3 connecté à 4 bottes à vent 2 avec des grilles à Unes mailles 5 pour supporter le combustible . 



   Les grilles peuvent être constituées de barreaux qui sontmaintenus en position par un lien ou bride. 



  Les barreaux ont un certain jeu ,de façon qu'un mouve- ment relatif entre eux soit possible . Ce mouvement rela- tif peut être aidé par)des marteaux libres ou analogues disposés dans les espaces entre les barreaux . Des bar- reaux alternes peuvent même être amenés à glisser par un 

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 agencement ou dispositif qui-agit lorsque l'enveloppe rotative dépasse un certain point. 



   Le tambour 1 est monté sur des bandages 6 et est agencé de manière qu'on puisse le faire tourner au moyen d'un moteur non représenté et d'un engrenage ou mécanisme réducteur 20. L'extrémité du tambour est prolongée par un col 4 garni de briques réfractaires qui s'avance dans une chambre fixe 8. Le joint est rendu étanche au gaz par une bague libre mise en place êlastiquement dans un siège sur le tambour et par une série de diaphragmes en acier . 



   A la partie supérieure de cette chambre fixe se trouve le premier refroidisseur de gaz et le capteur de poussière 9 avec une soupape à gaz 10 intermédiaire. 



  A la partie inférieure se trouve une trémie à coke 12 et un carneau 13 dont la communication avec la chambre peut être interrompue par une soupape ou registre , par exemple un   cône   venant agir sur un siège 15 refroidi à l'eau. Le registre conduit au carneau par un   réchauf-   feur d'air 14 du type à tubes. Dans ce réchauffeur le jet d'air venant du ventilateur, avec de la vapeur, si on emploie de la vapeur, est chauffé et est envoyé à travers un tuyau jusqu'à une soupape à air et ainsi à travers les conduits mentionnés ci-dessus jusqu'aux bottes d'aspiration. 

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 supposons que le tambour est à moitié rempli du coke. A la mise en marghe le tambour est réglé jusqu'à ce que les barreaux de grille apparaissent exactement hors du coke.

   On allume alors le feu et l'on souffle doucement de l'air à travers les barreaux au moyen d'un ventilateur. 



   Pendant la période d'allumage de l'air est insufflé jusqu'à l'obtention d'un bon feu, tandis que le tambour est mis progres- sivement en rotation de sorte que du coke tombe sur le feu et bientôt toute la masse est   chauffée au   rouge et l'air traverse le coke d'en bas vers le haut. 



   Lorsque le combustible est devenu rouge, on ferme les sou- papes de soufflage et de   vent,on   ouvre la soupape de gaz et on met en action le chargeur et le moteur du tambour. Du charbon est alors projeté dans le tambour par le dispositif à projection 16 de la trémie 17. En cas de charbons normaux on a trouvé que la charge doit être d'environ un tiersdu coke chaud, du charbon très humide devrait être chargé en des quantités moindres ou enco- re mieux, être séché au préalable. Le tambour de 6 pieds anglais avec revêtement en briques de 3 pouces contient, rempli jusqu'au niveau de l'ouverture, 60 pieds cubes de coke. Cela nécessitera environ 10 pieds cubes de charbon par charge, le charbon étant deux fois plus dense que le coke chaud.

   La trémie de chargement possède un couvercle hermétique 18, de sorte que la première bouf- fée de gaz ne s'échappe pas lorsque la porte de chargement est ouverte. 



   Le gaz traverse la soupape à gaz où il est partiellement nettoyé afin d'enlever du charbon et de la poussière du coke de même que du goudron, car il passe autour de plaques déflectri- ce, sur lesquelles un liquide est   pulvérisé .Ensuite   le gaz est con- duit par des conduits vers la soupape d'étranglement et ainsi vers les condenseurs, exhausteur, dégoudronneur et scrubbers. 

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Le charbon et le coke étant mélangés dans le tambour, un peu de l'élange sera déversé dans' la chambre fixe, ce qui arrêtera   t@@t   écoulement ultérieur par la gorge. Lorsque le gonflement 3st   terminé.le   coke obtenu sera rouge sombre et capable parfaitement de découler. On ferme alors la soupape à gaz et l'or ouvre la soupape à air et la soupape   d'évacuation,   et le coke passe en   tournant   dans la trémie à coke en nivellant le coke darele tambour. Vingt pieds cubes seront obtenue, te   charbcn   additionné ayant doublé de volume. 



   Les meneurs, soupapes et portes sont groupés en trois   grou-   pes pouvant être mis en action par une horlogerie. la commande hydraulique des soupapes est préférée mais ta 
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 C,a'vt,,ct, , Lc.. olle-eut être également effectuée par voie pneumatiquemm ou électrique. 



   La machine complète pèsera environ 5 tonnes. 



   Le procédé selon l'invention acquiert une très grande im- portarce lorsqu'on traite des charbons d'une valeur économique très faible tels que la huiille fine de marais. Cette dennière est pratiquement invendable telle quelle. Cependant   grâce   au   procédé   selon l'invention toutesles matières volatiles peuvent être Extraites et une grande partie du résidu peut être gazéifiée laissent une matière solide qui a certainement peu de valeur, mais ui a été dépouillée de ses constituants de valeur qui, nt 
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 aetue-.letu.nt ne se laisse pas extraire . 



   Il a été également trouvé que dans le cas de charbons ri- ches en soufre, le soufflage de l'air depuis une température inférieure   jusqutà   la température plus élevée, à l'action duquel chaqua particule de coke est soumise, en moyenne quatre fois, produit un effet marqué en réduisant la teneur en soufre. 

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  Ceci s'applique évidemment uniquement au soufre se trouvant dans un état tel qu'il est possible de le brûler, tel que par exemple du soufre à l'état de pirite.Il ne sera pas possible de d'expulser du soufre présent par exemple sous forme   d'un   sul- fate de calcium. 



   Un des avantages obtenu par le procédé selon l'invention réside dans le fait que tous les charbons sans exception peuvent être traités, qu'il s'agisse des charbons cokéfiables facilement ou non cokéfiables, car du moment que du charbon frais est mélan- gé avec au moins trois fois son poids de coke formé au préalable, il ne peut pas y avoir de tendance à l'amalgamation de la matière en gros morceaux.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS. EMI14.1 ======================= 1) Procédé pour la distillation destructive de matière carbonée consistant à mélanger intimement et à agiter la dite matière avec du coke incandescent et à enlever d'une manière intermittente ou continue/une partie du coke ainsi produit.

   2) Un procédé selon la revendication l,dans lequel l'opéra- tion de mélange a lieu dans un tambour rotatif dans lequel des EMI14.2 quantités ¯¯;Eédéterminëesder' matière carbonée sont introduites et hors duquel le coke produit est déversé pendant la rotation ultérieure du tambour.

   3) Un procédé selon la revendication 1, réalisé dans un ré- cipient cylindrique stationnaire, le charbon étant versé dans ce dernier et l'ensemble étant agité par un râteau rotatif.

   4) Un procédé selon l'une ou l'autre des revendications pré- cédentes, dans lequel le coke est maintenu à l'état incandescent par insufflation intermittente 4e d'air de préférence chauffé au préalable au moyen des gaz chauds dds à la combustion.

   5) Un procédé selon les revendications 2 et 4, dans lequel en cas d'emploi du charbon, ce dernier est jeté sur la surface du coke incandesoent pendant la rotation du tambour.

   6) Un procédé selon l'une ou l'autre des revendications pré- cédentes, dans lequel des moyens sont prévus pour traiter la l'é- de haiule EMI14.3 vacuationY<luTgaz a3?- le-h, ou bien dans lequel plusieurs ap- pareils opérant aux différentes phases du cycle, sont connectés de haiule en parallèle de manière qu'il n'y a pas d'évacuation par le haut.

   7) Un procédé selon l'une ou l'autre des revendications pré- cédentes, dans lequel le coke encore à l'état chaud est fournia des chaudières ou autres installations de chauffage et y est con- sommé.

   8) Un procédé selon la revendication 7, dans lequel le coke encore chaud est pulvérisé et fourni à un foyer à combustible pul- vérisé. <Desc/Clms Page number 15>

   9) Un procedé selon l'une ou l'autre des revendications pré- cédentes, dans lequel de la vapeur est également employée/pour être soufflés/sur le coke soit mélangée avec de l'air, soit seule.

   10) Un procédé selon l'une ou ltautre des revendications pré- cédentes, dans lequel on additionne de l'air supplémentaire ou secondaire pour brûler du gaz de qualité inférieure formé pendant la période de soufflage.

   11) Un procédé selon la revendication 1, dans lequel de l'hui- le ou du goudron est répandu sur le coke incandescent en vue du cracking.

   12) Un procédé selon l'une ou l'autre des revendications pré- cédentes, dans lequel la partie inférieure de la colnne de gaz ternis est recueillie séparément.

   13) Un procédé selon la revendication 2, dans lequel le coke est enlevé du tambour pendant la période de soufflage.

   14) Un appareil pour la distillation destructive de matières carbonées, comprenant un tambour rotatif, de moyeni de soufflage de l'air de la périphérie vers l'intérieur à travers le tambour susdit, une chambre stationnaire dans laquelle débouche le dit tambour et dans laquelle ce dernier déverse le coke produit, un dispositif de chargement pour alimenter le dit tambour en matières carbonées et deJconduits et des soupapes d'évacuation à par lesque les gaz obtenus peuvent être évacués.

   15) Un appareil selon la revendioation 14, dans lequel le dis- positif de chargèment comprend un chargeur à projection.

   16) Un appareil selon les revendications 14 et 15, dans le- en quel les moyens d'addition d'air consistent une pluralité de boîtes /à vent alimentées par une boite centrale et munies de barreaux de griller.

   17) Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 14 à 16,dans lequel le. presse-étoupe entre le tambour rotatif et la chambre fixe consiste en une bague libre placée dans un siège cu ui sur le tambour et une série de diaphragmes en acier. <Desc/Clms Page number 16>

   18) Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 15 à 17, dans lequel les barreaux de griller sont montés de manière pouvoir exécuter un déplacement relatif.

   19) Un appareil pour la distillation destructive de matière carbonée comprenant une enceinte cylindrique fixe, des moyens de souffler de l'air à travers la dite enceinte, un dispositif char- geur pour le chargement de la matière carbonée dans l'enceinte susdite, un râteau tournant pour mélanger intimement la dite ma- tière avec du coke dans l'enceinte et de/moyens pour évacuer d'une manière continue ou intermittente, le coke produit.

   201 Un appareil selon l'une ou l'autre des revendications 14 à 19, ayant une soupape à air, une soupape à gaz, une soupape de tirage et de jmoyens pour régler et faire fonctionner cette der- nière.

   21) Le procédé pour la distillation destructive de matière carbonée tel que décrit ci-dessus.

   22) L'appareil pour la distillation destructive de matière carbonée, tel que décrit ci-dessus avec référence au dessin ci-annexé ..