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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'INVENTION Société dite:HEINRICH KOPPERS H.m.b.H. Four à chambres verticales à service continu pour la production de gaz et de coke.
Demande de brevet déposée en Allemagne le 15 juillet 1943.
La présente invention se' rapporte à un four à chambres verticales à service continu pour la production de gaz et de coke avec préchauffage à régénération de l'air de combustion et, éventuellement des gaz de chauffage
Il est usuel, de munir les fours à chambres ou à cornues, à ser- vica continu pour la carbonisation de la houille et la production du gaz, de chambras à régénération disposées latéralement aux chambres des fours, ces chambres à régénération étant raccordées deux à deux à une paroi chauffante, ou à des groupes de parois chauffantes de telle sorte qu'un des régénérateurs soit raccordé à l'extrémité supérieure des carneaux verticaux et l'autre régénérateur à l'extrémité inférieure des carneaux verticaux. Dans ce four le chauffage a lieu alternativement de bas en haut et inversement.
L'installation de¯ chauffage est modifiée d'une manière, connue., dès-que le régénérateur, servant au réchauffement des milieux chauffantes, n'est plus capable da livrer assez de chaleur.
Le principe à. régénération ne fonctionne avec. un rendement ther- mique élevé que. si l'émission totale de .chaleur- de la charge des deux
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régénérateurs est égale respectivement aussi approximativement égale que possible à son absorption de chaleur. par une exécution et une disposition sym0triquesdes fours, des conduits à gaz et des régénérateurs on a essayé à réaliser totalement ou dans la mesure du possible l'équilibre thermique essentiel du point de vue pyrotechnique à l' intérieur des chambres à régénération.
Or, dans le four vertical pour la carbonisation de la houill-' à service continu l'absorption de la chaleur des parois des carneaux diffère sensiblement pour des hauteurs différentes du four à coke. Le maximum de chaleur s'écoule des cerneaux dans les chambres à proximité de l'extrémité supérieure des cnamòres, c'est-à-dire a un point, où la houille froide est chargée. Par contre à proximité de l'extrémité inférieure des chambres une quantité essentiellement plus faible de chaleur est transmise du carneau à la charge de la chambre, par ce qu'en ce point le charbon arrive à une température déjà relativement élevée et les constituants volatils sont chassés déjà par un échauffe ment pousse modérément.
Conformément à l'absorption variable de chaleur dans la partie supérieure et inférieure das carneaux l'arrivée de chaleur doit donc 'être réglée de manière différente, Il en résulte qu'il est amené aux régénérateurs par les gaz diéchappement ou bien moins de chaleur quen ont besoin les milieux de combustion, pour être amenés à la température nécessaire de préchauffage ou au contraire plus de cheleur, dans lequel cas la température des milieux de combustion serait augmentés d'une manière inadmissible. En chauffant de cette manière, les régénérateurs ne travaillent pas en é uilibre thermique et le rendement pyrotechnique de l'instaliation diminus proportionnellement.
Or, 1'invention, dont le problème consiste à adapter l'installation de chauffage d'un four vertical à service continu pour la carboni- sation de la houille, avec carneaux verticaux et préchauffage par régénération des milieux da combustion, également à une arrivée inegale de la chaleur dans les deux dispositifs de chauffage, prévoit en principe d'introduire dans les gaz d'échappement en un point devant la charge du régénérateur, préchauffant des milieux de chauffage (air et éventuellement du gaz de chauffage), nécessaires à un chauffage
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plus fort,, une quantité-supplémentaire de chaleur.
L'arrivée de la quantité de chaleur supplémentaire aux gaz d'échappement, affluant au'régénérateur, peut être obtenue d'une manière très simple, en ce 'qu'il est amené une certaine quantité de gaz de chauffage e't d'air aux gaz d'échappement, ou seulement du gaz de chauffage, si l'ins tallation marche avec un excès assez élevé d'air. Mais il est encore possible d'introduire dans le flux des gaz d'échappement un milieu surchauffe, servant de véhiculeur de chaleur, par exemple des gaz d'échappement chauffés.
La quantité de chaleur, amenée en supplément ast déterminée de cas en cas de telle manière que les gaz d'échappement, arrivant du côté des carneaux moins chauffés suffisent, en coopération avec les gaz additionnés, à accumuler la quantité de cha leur nécessaire dans la charge du régénérateur servant à l'échauffe... ment des milieux chauffants pour le chauffage plus intense.
Par 1-'application de l'idée de; l'invention, il est possible d'obtenir un chauffage extrêmement élastique du four vertical à service continu, pour la carbonisation de la houille, Ainsi, il est possible de régler le chauffage, da la chambra de carbonisation de telle manière que 1-'extrémité supérieure soit chauffée plus fortement. Par contre, on peut,encore procéder de la manière inverse et amener plus de chaleur à l'extrémité inférieure' de la chambre, ce qui en l'espèce pourrait être le cas, s'il s'agit de produire une quantité extrêmement importante de gaz à l'eau; au moyen du coke obtenu dans la chambre, par l'introduction de vapeur d'eau à l'extrémité inférieure de la chambre.
Si suivant l'invention on prévoit les moyens pour l'amenée de chaleur supplémentaire aux gaz d'échappement aussi bien pour le chauffage d'en haut que pour celui d'en bas, alors il est possible sans modification constructive; d'adapter dans un seul et même four le chauffage de toute manière quelconque aux exigences momentanées du service.
Ceci représente un progrès, qui pratiquement est d'une ime portance capitale vis-à-vis du réglage rigide des moyens de. chauffage, généralement employés jusqu'à présent. pour des fours à chambres verticales, à carneaux raccordés en haut et en bas à des conduits horizontaux collecteurs ou répartiteurs conduisant à des régénérateurs disposés latéralement aux parois chauf-
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tantes, l'invention peut être avantageusement réalisée de telle manière que la moyen servant à amener de la chaleur supplémentaire (par exem-
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ple un bruleur gaz-air), est disposé sur l'etrédÜt0 opposes au régénérateur du collecteur, Dans ce cas,
.on obtient l'avantage (.lUO les gaz chauds servant à amener la chaleur su aux gaz d'ecnappeLi3L'it transmettent une partie de leur chaleur aux parois des ch2úillres, renforant ainsi par exempta réchauffement, de la zona supériaure de la chall1bre, dans laçuglie est introduit le ciiarbon froid. D'autre part, il est encore possible, grce à la disposition décrite des mcyens pour l'introduction de chaleur supplémentaire, de faire baisser la tempéra- ture de la paroi chauffante dans la zone du conduit horizontal réparti-
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teur ou collecteur, en y introduisant des quantités re lativ';!,1l3 nt importantes de gaz d'échappement à température modérée.
De c-.;tto manière o>7 amène à la charge du générateur la quantité plus grande de chaleur
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nécessaire su moyen d'un volume plus important de gaz d'échaPl?811l'3nt à température réduite .
Au dessin annexé la figl est une coupe verticale à travers un four à chambres verticales selon l'invention, notamment suivant I-I de la fig.2, qui elle représente une coupe verticale suivant II-II de la fig.l à trave@s une partie du four à chambres.
1 sont les chambres verticales de carbonisation, limitées par les parois chauffantes 2, auxquelles sont prévus les carneaux verticaux 3.
Les chambres de carbonisation 1 sont munies d'une manière usuelle en haut de dispositifs, non représentés au dessin, pour charger le combustible et en bas de moyens pour en retirer le coke.
Les carneaux 3 ont raccordés en haut aux deux conduits horizon-
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taux répartiteurs respectiVJ,,10nt collecteurs 4;6, et en, bas a des conduits correspondants 6,7 reliés chacun à un conduit de détournement 8-9.
Les conduits 4,5 mènent aux régénérateurs 10, disposes latéra-
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lement aux chambres de carbonisation et les conduits de détoll:rm6111Clllt 8,9, aux chambres de régénération, disposées en dessous d'eux. Les régénérateurs sont munis d'une manière usuelle d'une charge, servant à accumuler la chaleur. Les gaz d'échappement sortent en 12, respectivement 13 des régénérateurs.
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Les brûleurs à gaz-fort, non représentés au dessin, ou en cas de chauffage au gaz faible', celui-ci, préchauffé dans les régénérateurs disposés à côté des régénérateurs à air 10, permettent dechauffer la chambre du four de haut en bas. Dans le four à chambres à service conti- nu, il faut amener une plus grande quantité de chaleur au charbon nouvellement introduit. dans la partie supérieure de la chambre du four,
Les quantités plus importantes de gaz d'échappement y développées transmettent par conséquent une plus forte quantité de chaleur à la charge des régénérateurs 11 que celle, dont celle-ci à besoin pour le préchauffage subséquent des milieux chauffants en vue de réchauffement de bas en haut.
La conséquence en est que pour une grandeur égale de la charge des régénérateurs 10, 11 pour une amenée de la dème quantité en moyens chauffants,.il est amené trop de chaleur' à la partie inférieu re du four à chambres,'la carbonisation de la houille y étant presque terminée. Mais si l'on am/ens à la partie inférieure du four à chambres une plus faible quantité de moyens chauffants, alors, par suite des quantités réduites de gaz d'échappement, les régénérateurs 10 absor'-' bent trop peu de chaleur. Cette disproportion deviendrait encore plus grande en exécutant par exemple les régénérateurs 11 plus petits que les régénérateurs 10.
Selon l'invention, il est disposé pour ces raisons un brûleur gaz-air 14,15 à l' intérieur du conduit répartiteur respectivement collecteur 4,5 supérieur et du conduit répartiteur et collecteur 6,7 inférieur, de préférence à l'intérieur du conduit de sortie raccordé aux dits conduits 6,7. En présence d'une superficie égale de la charge de tous les régénérateurs 10, 11 il est possible de cette manière de chauffer plus fortement la partie supérieure, de la chambra du four, et plus faiblement la partie inférieure, des quantités égales de chaleur étant amenées aussi bien aux régénérateurs 10, qu'aux régénérateurs 11.
Ceci est obtenu, en ce que les quantités de gaz d'échappement amenées en trop faibles quantités aux régénérateurs 10, sont compensées pendant 1'échauffaient de bas en haut par les gaz d'échappement obte- nus par les brûleurs gaz-air 14.
De manière analogue, il est possibls an cas de besoin, de chauffer plus fortement la partie inférieure du four à chambres, par exemple
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si dans cette partie des quantités plus grandes de gaz à eau doivent être obtenues par l'amenée de vapeur d'eau. Dans un tel cas, il est amené aux régénérateurs 11 de la chaleur supplémentaire, accumulés par des gaz d'échappement obtenues au moyen des brûleurs gaz-air 15.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour le chauffage d'un four à chambres verticales à service continu, en vue de la production de gaz et de coke, avec cerneaux verticaux et avec préchauffage à régénération de l'air et éventuellement des gaz de chauffage, les carneaux étant chauffés plus fortement dans une des directions de chauffage que dans l'autre, caractérisé en ce que de la chaleur supplémentaire est introduite dans les gaz d'échappement, à l'extérieur des carneaux, devant la cnarge du régénérateur, servant au préchauffage des milieux chauffants pour l' échauffe ment plus intense.
2. Four à chambres verticales, à service continu, pour la pro- duction de gaz et de coke, avec carneaux verticaux et préchauffage à régénération de l'air et éventuellement des gaz de chauffage, les carneaux étant reliés à leurs extrémités supérieures et inférieures aux chambres des régénérateurs, caractérisé en ce qu'il est prévu à l' intérieur des conduits 4,5) respectivement (8,9) menant des carneaux .
(3) aux chambres des régénérateurs (10,11) des moyens, par exemple des brûleurs gaz-air (14,15); pour l'introduction de chaleur aupplémen- taire aux gaz d'échappement, se déplaçant des carneaux à la charge du régénérateur.