BE425852A - - Google Patents

Description

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  " Perfectionnements à un appareil pour le traitement thermi- que de matières solides ". 



   L'invention concerne des perfectionnements dans un appa- reil pour le traitement thermique de matières solides et se rapporte en particulier   mais'non   exclusivement aux cornues pour le traitement thermique de matières solides y compris la distillation sèche du charbon et autres matières carbonées. 



   Dans le brevet n  414.642; il est dévrit une cornue cylin-   drique   disposéehorizontalement , pouvant tourner autour de son axe et chauffée extérieurement. Une cornue de ce type peut être employée pour le traitement thermique de matières solides et en particulier de matières carbonées telles que la houille ou les mélanges de houille et de coke. De telles ma- tières peuvent se trouver sous forme soit de poussière soit de gaillettes. 



   Dans le brevet mentionné ci-dessus, sont aussi mis en évi- dence des moyens pour déplacer périodiquement le contenu de la cornue le long de celle-ci de l'entrée à la sortie. 

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   Les recherches des demandeurs ont montré que lorsque de la houille ou une matière carbonée analogue est traitée dans l'appareil auquel on se réfère, l'opération est une opération complexe. Si par exemple, la houille est humide, on peut dire largement, qu'envisagée l'opération de traitement thermique comprend une phase de séchage suivie d'une phase de distillation. De plus, si la houille est agglutinée, l'opération peut compren- dre: a) une phase de séchage b) une phase de distillation lorsque la houille est por- tée   2 un   état plastique , et c) une phase de carbonisation et un des buts de cette invention est de diviser ces phases en opérations de distillation séparées. 



   De longues cornues rotatives possèdent l'inconvénient qu'elles tendent   6 se   déformer ou à se briser surtout lorsque la température à laquelle elles sont chauffées est relative- ment élevée. C'est l'un des buts de la présente invention de surmonter cette difficulté en remplaçant une longue cornue par deux ou plusieurs cornues plus courtes. C'est un autre but de l'invention d'agencer l'appareil de façon que les pro- duits gazeux du traitement thermique puissent être enlevés séparément des diverses phases du traitement thermique. L'em- ploi de longues cornues entraîne en outre des difficultés avec les aubes tournant de façon intermittente, surtout que la vitesse du mouvement axial de la matière solide n'est pas nécessairement la même aux différentes phases.

   Il est aussi admis qu'un contrôle de température aux différentes phases peut être difficile si toutes les opérations sont effectuées dans une cornue, et un nouveau but de cette invention est de surmonter ces difficultés. 



   Cette invention comprend un appareil pour le traitement thermique à phases multiples de matières qui consiste en une série cd'au moins deux cornues horizontales tournantes,et en 

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 des moyens pour alimenter positivement en matière, chaque cor- nue à tour de   r8le   et pour transférer la matière déchargée d'une cornue à l'entrée de la cornue adjacente dans la série. 



   Une au moins des cornues est pourvue d'un arbre central action-. nant 'une série d'aubes placées obliquement par rapport à l'ar- bre et disposées sur le même c8té de celui-ci et dans le même sens et pouvant tourner avec ledit arbre à des intervalles ' prévus et, dans la forme de l'invention adoptée de préférence . chacune des cornues est   pourvue   d'une telle série   d'aubes.   



     . Le   passage de la matière solide de l'extrémité de décharge dtune cornue à l'extrémité d'alimentation de la   ornue   conti- guë dans la série peut être soit   continue) soit   intermittent. 



   La cornue dans laquelle est d'abord introduite la houille ou une matière pulvérulente analogue est de préférence dispo- sée au-dessus de la cornue lui succédant   immédiatement,de   sor- te que le transfert de la matière solide peut se faire par gravité. 



   Cette invention comprend un procédé pour la distillation et la carbonisation de la houille ou d'une matière carbonée a- 
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 nalo 0( ' -w.1S<1:t- \ nalogue ou5trë.ans un appareil de distillation qui consiste à soumettre la matière à un traitement thermique à deux ou plusieurs phases dans des cornues tournantes séparées chauf- et fées extérieurement/horizontales ou pratiquement horizontales. 



  Chacune des cornues est périodiquement alimentée en matière pro- gressivement le long de la cornue par la rotation des aubes faisant un angle par rapport à un arbre central et agencées du même côté de celui-ci. 



   Dans'une forme adoptée de préférence, la première phase du traitement est essentiellement une phase de séchage, de sorte que des vapeurs aqueuses sont   enmevées   de la houille sans distillation(ou pratiquement sans distillation) de matiè- res non aqueuses. 



   Ainsi en supposant que l'on désire soumettre du charbon lavé à un traitement thermique en trois phases, l'appareil 

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 comprendra tois cornues relativement courtes, disons de 4,50 mètres de long, l'une au-dessus de l'autre. Chacune des cor- nues est réalisée en substance selon la description du brevet n  414.642 La cornue supérieure est utilisée pour la phase de séchage, la cornue du milieu pour rendre la   natière   plasti- que, et la cornue inférieure pour la phase de carbonisation. 



  Comme variante, deux cornues peuvent être employées, le sécha- ge du charbon lavé se faisant à l'extrémité d'aelinentation de la première cornue. 



   Les températures dans les diverses cornues sont choisies de manière à obtenir le résultat désiré. Ainsi lorsque trois cornues sont utilisées, la température de la cornue de séchage peut être juste suffisante pour effectuer un séchage effectif, la température de la cornue du milieu peut être celle nécessai- re pour la production la plus efficace du distillat désiré et la température dans la cornue inférieure est celle requise pour une carbonisation effective du charbon aggloméré. La matière solide doit être conduite d'une cornue à une autre et finalement être recueillie (comme un combustible sans fumée) à l'extrémité de sortie de la dernière cornue. C'est un des buts de la présente invention de prévoir une forme 
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 de sortie qui est particulièrement appropriée à ce type de cornue.

   C'est une des caractéristiques de la cornue que la matière traitée est déchargée en petites fournées successives par le balayage des aubes des grattoirs, et il est nécessaire pour cette raison de s'assurer que la matière déchargée est expulsée librement des grattoirs tournants. C'est une seconde caractéristique de la cornue que la matière traitée soit capa- ble de se déplacer sans permettre à l'air de pénétrer dans la cornue en quantités appréciables, ou aux gaz de quitter la 
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 . cornue par la-sortie Pour résidu solide . En même temps, il est désirable que la sortie pour les gaz et vapeurs ouverte pendant le traitement de la matière dans la cornue, soit pla- cée à l'extrémité de la cornue pourvue de la sortie pour   le'   

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 résidu solide. 



   La présente invention comprend un appareil pour le traite- ment thermique de matières carbonées, dans lequel chaque cor- nue tournante horizontale a une'entrée pour la matière carbo- née à traiter à une extrémité de la cornue et une sortie à l'extrémité opposée pour le résidu solide et les produits   vo   latils, et des moyens de séparation des produits gazeux et solides consistant en une chambre de séparation pratiquement étanche au gaz, pourvue à son extrémité supérieure ou près de celle-ci d'une conduite pour l'enlèvement des produits vola- tils et à son extrémité inférieure ou près de celle-ci d'une chambre .de soupape cylindrique avec son axe pratiquement hori- zontal et entourant une soupape rotative consistant en un arbre central pourvu de palettes radiales,

   une paire de palet- tes successives formant avec la paroi du cylindre une chambre pratiquement étanche au gaz, cette partie de la paroi de la chambre de soupape à l'intérieur de la chambre de séparation ayant une lumière pour l'admission de solide à la soupape et le demi-cylindre inférieur de la paroi de la chambre de soupape ayant une lumière pour la décharge de solide, séparée de la lumière d'admission par une distance au moins égale à la distance entre les palettes successives. 



   Dans une forme adoptée de préférence de la dite sortie, une paroi de la chambre de séparation est tangente à la paroi de la chambre de soupape cylindrique et de préférence la lu- mière d'admission n'a   -cas,dans   une direction circulaire, une largeur plus grande qu'un quart de la circonférence du cylin-   dre.   



   Dans une forme de la dite sortie, le résidu solide est àl'état sec été repris pole la cornue / par exemple, sans   lavoir/traité   avec une grande quantité de liquide de refroidissement,comme séparateur cela serait le cas si le résidu était recueilli par un/ le séparateur étanche à l'eau. Dans de tels cas,   @   est du type sec et consiste en une chambre cylindrique disposée horizonta- 

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 lament et pourvue d'une soupape rotative. Cette soupape peut tourner périodiquement ou continuellement et peut être dune dimension telle et (ou) tourner à'une vitesse telle qu'elle empêche toute accumulation permanente dans la chambre étanche au gaz de résidu solide déchargé par les aubes inclinées. 



   La chambre de séparation à l'extrémité de décharge de cha- que cornue peut être pourvue d'une conduite pour évacuer des produits gazeux du traitement thermique afin de pouvoir trai- ter séparément les gaz de chaque cornue. 



   EXEMPLE ----------- 
Ce qui suit est une description à titre d'exemple et se rapportant au dessin annexé d'un appareil pour le traitement thermique de la houille et construit et fonctionnant confor- mément à la présente invention . 



   Dans le dessin,dans lequel des numéros de référence sem- blables indiquent des parties semblables, la figure 1 est une vue de c8té . la figure 2 est une vue en bout de l'extrémité d'alimen- tation et de   colle   de décharge de l'appareil (avec certaines parties   omises).   la figure 3 est une vue de l'extrémité opposée de l'appa- reil (avec certaines parties omises ). 



   Deux cornues métalliques cylindriques analogues, une cor- nue inférieure 11 et une cornue supérieure 12 chacune d'envi- ron 15 pieds de long ( 4,5 mètres) et d'environ 2 pieds (0,6 mètre) de diamètre intérieur sont disposées l'une au dessus de l'autre avec leurs extrémités dans un même plan vertical . Les deux cornues sont pratiquement horizontales et chacune est agencée pour tourner sur son are longitudinal . 



  La cornue inférieure est supportée à   chaqu   e extrémité sur des galets porteurs 13 et 14 et la cornue supérieure sur des galets analogues 15 et 16. 



   La cornue 11 est chauffée au moyen de brûleurs 17 et la 

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 cornue 12 au moyen des produits de combustion chauds du four ohauffant de la cornue 11. La température de la cornue 12 
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 ha est ^ , Uau moyen des registres 18. Les cornues sont en- tourées d'une enveloppe 19 garnie de briques réfractaires et les produits de la combustion sont évacués par des conduites 20 et 22. Un contrôle des brûleurs chauffant la cornue 11 peut être effectué au moyen de   l'appareil   décrit dans la deman- 
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 de brevet belge n  3'a - 'x' 
La houille est élevée jusqu'à l'extrémité d'alimentation de la cornue 12 au moyen d'un élévateur 23 et de là pénètre dans la cornue par une trémie 24 et une soupape 25 actionnée par une poulie 26 à partir de l'arbre de renvoi 27.

   La cornue 12 est pourvue d'un arbre central 29 ayant une série d'aubes 30 en forme de secteur placées obliquement par rapport à l'ar- bre et agencées pour tourner périodiquement. La cornue 11 est pourvue d'un arbre central analogue et d'aubes 31 et 32. Ces aubes servent à alimenter positivement en charbon la cornue dans le sens de sa longueur de l'extrémité d'alimentation à celle de décharge.

   Pour atteindre l'extrémité de décharge de la cornue 12, le charbon pénètre dans une chambre de dé-   ohatge   33 qui peut glisser en direction et à partir de la cornue le long de l'axe de cette dernière et qui est pressée élastiquement contre l'extrémité de la cornue 12 au moyen du levier coudé 34 et du poids 35 (comme il est décrit dans 
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 9 ' la demande de brevet belge n  f J -1' .If "7 tt , La cornue 11 entre dans la chambre de séparation 33 par un presse-étoupe 36 et le charbon partiellement carbonisé entre ainsi dans la cornue 11 et la traverse jusqu'à l'extrémité de décharge qui est pourvue d'une chambre de décharge 37 serrée élastiquement contre l'extrémité de la cornue par le levier coudé 38 et le poids 139..

   L'extrémité inférieure de la cham- bre de décharge   37   se termine dans une chambre de soupape 39 qui est pourvue d'une soupape 40 étanche au gaz pour l'évacua- tion du solide carbonisé. La chambre de soupape 39 a la forme 

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 d'un cylindre horizontal creux avec la soupape rotative ajus-    tée à l'intérieur de celui-ci .

   La soupape est pourvue de qua-   tre palettes 140 dont les'extrémités forment un contact pra- tiquement étanche au gaz avec la paroi courbe de la chambre de   soupape.Une   partie de la paroi courbe de la chambre de soupape à l'intérieur de la chambre de décharge 37 est enlevée pour admettre la matière solide à la soupape et une partie du demi-cylindre inférieur de la paroi de la chambre de soupape est enlevée pour constituer une lumière pour la décharge du solide de la soupape, les lumières d'entrée et de sortie de la soupape étant séparée par une distance au moins égale aux distances entre des palettes successives.

   La soupape tourne soit continuellement, soit de façon intermittente et la vitesse ou fréquence de rotation peut être agencée de façon   qu'il   y ait toujours une couche de matière carbonée dans la chambre de décharge au-dessus de la soupape. Si on le désire, la cham- bre reliant la cornue à la soupape de décharge peut être aug- mentée en volume de   faon   à permettre au résidu de se refroi- dir un peu avant de passer par la soupape . Un rebord'41 en saillie vers l'intérieur est placé près de l'extrémité de dé- charge de la cornue 12 pour empêcher une expulsion trop faci- le de matière   carbonée   de dimensions insuffisantes. Les pro- duits de distillation volatils quittent la chambre de   @   décharge 37 en passant par la conduite   42.   



   La cornue 11 est actionnée par un moteur électrique 43 par l'intermédiaire d'une transmission réductrice à vis sans fin 44 et d'une couronne motrice et d'un pignon 45 et 46. La- cornue est actionnée par le même moteur 43, par   l'intermé-   diaire de la transmission réductrice à vis sans fin 44, l'arbre de renvoi   47';'" le   second arbre de renvoi 27   et) la   couronne mo- 
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 q2 tric8Íet le pi±nO#1 4i8 S!h 49. 



   Une rotation périodique de l'arbre central et des aubes pour déplacer le charbon à travers la cornue 11, est effectuée au moyen d'une chaîne motrice 50 et d'un embrayage 51 sur le- 

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 quel agit une tige actionnée par une saillie (non représentée) sur le côté de la cornue 11. Grâce au contrepoids 52 fixé à l'arbre 31, les ailettes en forme de secteur 32 restent à la partie supérieure de la cornue lorsqu'elles ne tournent pas. 



  Un contrepoids analogue 53 est prévu sur l'arbre central 29 accouplé à la cornue 12. 



   La soupape de décharge 40 est actionnée au moyen d'une roue à rochet et d'un cliquet 54 et 55 luts par l'intermédiai- re d'un engrenage. 



   Il doit être entendu que l'on peut employer un nombre quel conque de cornues conformément à la présente invention et que si la vitesse de décharge d'une cornue diffère de la vi- tesse d'approvisionnement ou d'alimentation de la cornue sui- vante, plusieurs cornues peuvent être prévues pour une ou plu- sieurs phases. Les cornues utilisées dans les diverses phases peuvent être reliées ensemble positivement ou d'une autre fa- çon. 



   Lorsque trois cornues sont employées pour le traitement thermique du charbon, la cornue supérieure peut être chauffée à une température entre 100  et 200 C, la cornue du milieu a une température de lrordre de   370    à 400 C et la cornue infé- rieure a une   température)de   l'ordre de 450 C. 



   Il doit aussi être entendu que lorsque les produits de distillation gazeux des diverses cornues doivent rester sépa- rés, les chambres de séparation (telles que 33) peuvent être pourvues de soupapes pratiquement étanches au gaz pour que le résidu solide d'une cornue alimente l'extrémité d'alimentation de la cornue immédiatement   endessous   dans la série. 



   REVENDICATIONS. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 1. Appareil pour le traitement thermique à phasess multi- ples de matières, qui comprend une série d'au moins deùx cor- nues rotatives, horizontales,chauffées extérieurement.agencées ,en, série de, manière que la matière quittant une cornue alimente la cornue voisine dans la série 2. <Desc/Clms Page number 10>

   2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cornues sont disposées l'une au-dessus de l'autre de manière que l'extrémité de décharge d'une cornue soit ver- ticalement au-dessus de l'extrémité d'alimentation de la cor- nue immédiatement en'*dessous d'elle dans la série.

   3. Appareil suivant les revendications 1 ou 2, caractéri- sé en ce que l'extrémité de décharge d'une cornue est réunie à l'extrémité d'alimentation de la cornue immédiatement en dessous d'elle dans la série au moyen d'une conduite étanche au gaz et en ce qu'un résidu solide est déchargé de la der- nière cornue de la série par des moyens de décharge étanches au gaz.

   4. Appareil suivant la revendication 3,caractérisé en ce que les moyens de décharge étanches au gaz consistent en une enveloppe cylindrique disposée horizontalement formant unepartie de l'extrémitéinférieure d'une chambre de décharge EMI10.1 rn <=M et\d'une soupape actionnée positivement recevant te solide de la chambre de décharge par une lumière d'admission dans l'enveloppe à l'intérieur de la chambre de décharge et le dé- EMI10.2 j ch,?ri::ea.I1t:1, hors de la chcu-ibre de décharge par une lUl11ièrde décharge dans la moitié inférieure de l'enveloppe.

   5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que des produits volatils sont enlevés par une conduite reliée à la chambre de décharge à l'extrémité de chaque cornue .

   6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications EMI10.3 préccdences, caractérisé en ce g,u\i1...) une ou plusieurs des cor- nues sont chacune pourvues d'un arbre central actionnant une série d'aubes fixées obliquement par rapport à l'arbre et disposées sur le même coté de celui-ci et dans le même sens et espacées le long de l'arbre de manière que le chemin d'une aube sur la surface intérieure de la cornue recouvre le chemin d'une aube adjacente, et en ce que des moyens sont prévus pour faire tourner l'arbre périodiquement de manière que la <Desc/Clms Page number 11> matière solide soit déplacée positivement mais de façon inter- mittente le long de la cornue.

   Appareil suivant la revendication 8,caractérisé en ce que les aubes d'une au moins des cornues ont des arêtes tranchantes dans la but de couper dans toute matière présente à l'état plastique.

   8. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que les diverses cornues de la série sont chauffées à différentes zônes de température,la première cornue de la série étant maintenue dans la zone de température voulue pour effectuer uniquement le séchage de la matière qui subit le traitement et les cornues inférieures de la série étant chauffées à des zones de température plus élevées .

   9. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que la cornue la plus basse de la série est chauffée par une flamme directe et en ce qu'une ou plusieurs des cornues au-dessus d'elle dans la série sont chauffées par les produits de combustion chauds de la cornue la plus basse.

   10. Appareil pour le traitement thermique à phases multi- ples de matières carbonées solides, qui comprend trois cor- nues tournantes, cylindriques, horizontales , chauffées exté- rieurement, connectées en série et disposées l'une au-dessus de l'autre, la matière carbonée alimentant positivement chacune des cornues à. tour de rôle, la cornue la plus basse étant chauffée par une flamme directe à une température de l'ordre de 450 0 et les cornues intermédiaire et supérieure étant chauffées par les produits de combustion chauds de la cornue du bas respectivement, à des zones de température de l'ordre de 370 à 400 C et de 100 à 200 C.

   11. Appareil pour le traitement thermique à phases multi- ples de matières solides,en substance tel qu'il est décrit dans l'exemple spécifique ou tel qu'il est illustré dans le <Desc/Clms Page number 12> dessin, ci-annexé.

   12. Un procédé pour le traitement thermique de matières l'exécution solides en une série de phases, qui comprend @ de chaque phase dans une cornue tournante séparée, horizontale, chauffée extérieurement en faisant passer la matière par chacune des cornues à tour de rôle et en enle- vant les produits gazeux du traitement thermique de chaque cornue séparément.

   13. Un procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les diverses phases du procédé sont effectuées à différentes zones de température.

   14. Une matière solide obtenue après traitement par l'appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11 ou au noyen du procédé suivant les revendications 12 ou 13.