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" Perfectionnements dans les systèmes de production du ooke de poix ".
Le ooke de poix qui est destiné à la fabrication des électrodes pour les usages sidérurgiques, devrait répondre à des exigences assez rigoureuses, dont les suivantes sont essentielles : teneur en cendres et matières volatiles la plus basse possible (au maximum 0,4 à 0,5 %); combustion très lente; homogénéité parfaite; structure compacte; et grande résistanoe à la rupture.
La teneur moyenne en cendres dépend essentiellement du degré de pureté plus ou moins élevé de la poix de dé- part; la distribution uniforme des cendres dans la masse du coke, toutefois, dépend exclusivement de la manière suivant laquelle la distillation de la poix même est effec- tuée, et également en dépendent toutes les autres caracté- ristiques ci-dessus indiquées.
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Actuellement, la préparation du coke de poix est accom- plie dans des fourneaux de distillation, qui eorrespondent à deux types fondamentaux: fourneaux à ohambres en maté- riaux réfractaires, ou bien, chaudières métalliques (en acier ou en fonte spéciale). Ces deux types de fourneaux, particulièrement en ce qui concerne les dimensions adoptées pour leurs éléments constructifs (chambres ou chaudières), ont en commun le défaut qu'ils ne sont pas favorables à réchauffement régulier de la masse de distillation.
La chaleur qui est transmise du dehors, provoque, en effet, une cokéfaction immédiate des couches adhérentes aux parois et ainsi s'établit un ralentissement progressif de la transmission de la ohaleur vers l'intérieur de la masse.Par conséquent, le prooessus de distillation ne se passe pas uniformément dans toutes les couches, et le coke prend une structure diverse selon la distance des parois chauf- fantes.
L'allure irrégulière de la distillation en rend bien problématique la réalisation complète, et on obtient faci- lement des teneurs en matières volatiles très élevées,par- ticulièrement en des points déterminés de la masse distil- lée. En outre, à cause des élévations locales très fortes de la température, la formation du graphite est :provoquée, graphite qui reste isolé et contribue à empirer les carac- téristiques structurelles du coke et l'uniformité de sa oomposition.
Un autre inconvénient, qui est commun aux susdits ty- pes de fourneaux est donné par le fait qu'ils fournissent un coke ayant une structure surtout spongieuse ou poreuse et très friable. et oela à cause de la tendance que possède la poix, de former de l'écume au cours de sa liquéfaction.
Des essais accomplis dans le but de remédier à ce dé-
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faut par l'addition préalable d'autres substances (comme, par exemple, du coke de pétrole), à cause de leur teneur élevée en cendres, n'ont pas fourni des résultats satisfai- sants.
Dans tous les deux types susdits de fourneaux, les gaz de distillation sont, en général, condensés à part, et les produits de la condensation brûlés, ajoutés da nouveau à la poix, ou bien autrement utilisés. Cette manière de procéder entraîne des inconvénients divers et, particuliè- rement, la difficulté de la condensation et de la séparation des produits condensés.
Dans quelques types de chaudières de cokéfaction,la dissociation des hydrocarbures qui se développent dans l'é- tat gazeux, est provoquée par le réchauffement énergique de mêmes hydrocarbures dans l'intérieur de la ohaudière au moyen de la combustion partielle des autres gaz de distil- lation (essentiellement de l'hydrogène). Comme produit de la dissociation, on obtient du graphite qui se dépose,ce- pendant, uniquement à la surface, tandis que l'avantage de la formation même du graphite se réalise seulement lorsque ce dernier est intimement et uniformément mêlé au coke à l'effet d'en rendre meilleures les caractéristiques.
En se fondant sur les considérations précédentes qui sont amplement appuyées par la pratique, et sur la base d'une série d'expérimentation accomplies sur des chambres de distillation, la demanderesse a pu obtenir, comme indi- qué ci-après, tes caractéristiques auxquelles un fourneau utile devrait répondre pour la production du coke pour élec- trodes : a) La transformation en coke de la poix de houille et d'autres résidus provenant de la distillation et propres à obtenir du cokes doit avoir lieu dans l'intérieur de four- neaux à chambres qui sont chauffées par le dehors et pré- sentant une largeur non supérieure à 200 mm., les autres @
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dimensions étant convenablement proportionnées.
De cette manière on a un rapport bien élevé antre l'amplitude de la surface chauffante et la capacité de la chambre, de sorte que la transmission de la ohaleur sera très rapide et que la simultanéité et l'uniformité du réchauffement seront assurées dans tous les points de la masse même. b) La poix chargée dans la chambre de distillation doit être préalablement et intimement mêlée avec une quan- tité convenable de graphite. Ce graphite est obtenu en dissociant, de manière opportune à haute température,les huiles lourdes qui se trouvent à l'état de vapeurs dans les gaz provenant de la distillation.
A cet effet, les gaz de distillation, avant d'être refroidis comme l'on fait communément à leur sortie des chambres,sont convoyés, à travers des oonduits dont la température est suffisamment élevée ou pour éviter la con- densation, dans des "chambres de surchauffe ou de sépara- tion" spéciales, où les susdits gaz, par des moyens qui seront décrits gens la suite, sont réchauffés jusqu'à la température de dissociation.
La capacité des chambres est telle qu'une permanence suffisante des gaz qui s'y trouvent, est assurée,permet- tant ainsi le développement des phénomènes de la dissocia- tion et la formation subséquente de quantités considérables de graphite. Chaque groupe de fournaaux de distillation est constitué par au moins deux chambres et celles-ci sont alternativement refroidies pour la décharge du graphite qui s'est séparé. Le réchauffement des gaz provenant de la distillation jusqu'à la température de dissooiation ne peut pas être effectué par le dehors, parce qu'en ce cas le carbone se séparerait sur la surface des parois chauffées et, étant donnée sa faible conductibilité, ne ferait qu'isoler toujours davantage le courant du'gaz qui passe, empêchant ainsi l'échauffement voulu.
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Il est donc nécessaire de recourir à l'échauffement direct,et ceci peut être réalisé suivant deux systèmes: en ajoutant des gaz ohauds en quantités et à des températu- res suffisantes,ou bien, par l'admission de l'air en quanti- té suffisante pour provoquer une combustion partielle dans l'intérieur du courant même des gaz provenant de la distil- lation.
La température qui devrait être maintenue dans la chambre de séparation du graphite dépend du matériel des parois,de la composition des gaz provenant de la distilla'* %ion, et des diverges réactions du carbone aveo l'oxygène, lesquelles peuvent avoir lieu en modifiant les teneurs de l'air admise et la température. Naturellement,la tempéra- ture de dissociation devrait être bien définie et attenti- vement surveillée, tout en tenant compte de ce que, à pari- té des autres conditions,la séparation de graphite diminue- ra si on dépasse une certaine limite.
Dans le cas où la production de la chaleur se fait au moyen de la combustion partielle des gaz de distillation,il est recommandable de réchauffer fortement l'air de combus- tion qui est admis; ceci peut avoir lieu, par exemple,au moyen d'échange direct de chaleur avec les produits de combustion provenant des fourneaux à coke. Le gaz résidu sortant de la chambre de séparation est composé surtout d'hydrogène} il peut être employé pour l'échauffement des fourneaux, ou bien il peut être brûlé, ensuite en utilisant les produits de la combustion, très chauds,pour provoquer la dissociation des hydrocarbures de la façon qui a été déjà expliquée, ou en l'utilisant de manières différentes.
L'allure ou le cours du procédé dépend en grande partie de la forme dans laquelle se sépare le carbone qui s'est développé. Lorsqu'il se sépare en forme pulvérulente, il pourra être recueilli dans des carneaux disposés au- dessous des chambres de dissociation, afin d'y être forte-
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ment refroidi, par exemple au moyen de l'eau circulant aux parois. Dans le cas où l'on obtient un oarbone partionliè- rement fin, il est utile de patenir, à l'aide du lavage du gaz résidu sortant des chambres de séparation, les particu- les de carbone en suspension, en employant, pour le lavage, de l'eau ou même de l'huile.
Lorsque l'installation pour la préparation du ooke de poix est accolée à une installa- tion de distillation de goudron, comme matière de lavage peut servir aussi le goudron brut, et dans ce oas le darbo- ne absorbé sera retrouvé dans la poix sortant de l'instal- lation de distillation du goudron.
La séparation du carbone fin peut être pratiquée même d'autres manières, et cela comme l'on fait communément pour la séparation des particules suspendues des gaz,par exem- ple, au moyen de séparateurs à secousses, de cyclones,de chambres à poussière, de filtres mécaniques et éleotriques, eto.
Lorsque la séparation du carbone a lieu en grain s, petites lames ou tout à fait en forme de croûtes,on peut l'extraire seulement après le refroidissement des chambres de séparation.
La récupération du carbone dans les gaz de distilla- tion de la poix peut de même être obtenue selon le procédé habituel dans la préparation du noir de fumée, où ,par exem- ple, la flamme qui est formée par la oombustion incomplè- te des gaz, frappe contre des disques tournants,refroidis à l'aide de l'eau et munis d'appareils de raclage.
Le dessin ci-joint représente un exemple d'une disposi- tion ou installation propre à réaliser la fabrication du coke de poix avec l'application des perfectionnements qui forment l'objet de cette invention.
Dans ce dessin : -a- est la chambre de distillation
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de la poix,celle-ci étant introduite à travers les ouver- tures de chargement -b-. Les produits de combustion de l'installation d'échauffement de la ohambre passent par -o-, -d- au oarneau -e-. Sur leur voie on peut prévoir des dispositifs pour l'échange de chaleur à l'effet de réchauffer fortement l'air qui est éventuellement destiné à la dissociation ou séparation du graphite.
Les gaz provenant de la distillation,au contraire,pas- sent, à travers -f-, au collecteur -g- (d'assemblage pour toutes les chambres d'un groupe), et d'ici, par -h-, à la chambre de séparation -i- et, de là, à la chambre de re- froidissement -1-. Enfin, les gaz résidus sortent par le tuyau -m- et peuvent être utilisés de différentes manières par exemple, ils peuvent servir pour réchauffement de la chambre de distillation -a-, ou bien être brûlés, les pro- duits de la combustion très chauds étant introduits par -n-, -o- dans la chambre de séparation -i- à l'effet d'y provoquer la dissociation du graphite.
Dans le cas où le carbone se sépare en forme de poussière,lesdits gaz réel- dus seront lavés, éventuellement même avec du goudron oru, et, Glus seront lavés,éventuellement même avec goudron oru,et, en distillant celui-ci, on obtient une poix déjà enrichie en carbone graphitique.
La séparation du graphite commence dans la chambre -i- et s'accomplit dans la ohambre -1-; les gaz chauds ou l'air réchauffé (selon le système adopté) , qui sont nécessaires pour la dissociation, sont admis dans la chambre -i- par le tuyau -n- et les gicleurs ou tuyères -o-. Le graphite séparé est recueilli sur le fond et périodiquement évacué par les ouvertures de déoharge -p-.
REVENDICATIONS.
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