<Desc/Clms Page number 1>
Batterie de foursà coke à sous-produits.
La présente invention concerne un perfectionne- ment aux batteries de fours à coke à sous-produits.
Conne c'est bien connu, le charbon se dilate lorsqu'il est chauffé à la température de formation du coke et exerce une pression sur les côtés des chambres dans les- quelles la cokéfaction est effectuée, la valeur de la pres- sion dépendant principalement de la teneur en.matières vola- tiles du charbon et de la vitesse de chauffage. Les batte- ries modernes de fours à coke à carneaux verticaux sont con çues pour accomplir la cokéfaction des charges de charbon dans le temps le plus court praticable et la vitesse de chauf- fage ne peut pas être considérablement réduite sansune aug- mentation importante des dépenses investies dans l'installa-
<Desc/Clms Page number 2>
tion de fous.
Les constructeurs de fours à coke ne sont pas parvenus à construire des batteries de fours à coke horizontaux à régénération et à carneaux verticaux, capa- bles de supporter une pression de plus d'environ deux li- vres par pouce carré de surface de la paroi du four à coke.
Il est à remarquer que, dans les batteries modernes renfer- mant de 60 à 80 fours ayant chacun de 12 à 14 pieds de haut et de 40 à 44 pieds de long, la pression totale exercée par la dilatation du charbon contre les piedroits formant les cotée des chambres des fours est très grande. L'effet pra- tique de ce facteur a été d'empêcher la cokéfaction de charges de charbon contenant moins qu'environ 26% de ma- tières volatiles, pour la raison que les charbons à fai- ble teneur en matières volatiles exercent des pressions dé- passant deux livres par pouce carré, c'est à dire des pres- sions plus grandes que celles que les constructions de fours son.. capables de supporter.
Des essais faits pour transformer en coke des charbons à faible teneur en matières volatiles ont eu pour résultat la déformation et la rupture des piedroits avec conçue conséquence une détérioration ra- pide de la batterie, Il est fortement désirable de trans- former en coke des charbons à teneur relativement faible en matières volatiles, par exemple des charbons contenant moins de 26% en poids de matières qui sont volatiles aux tempéra- tur@s de cokéfaction, parce que ces charbons produisent un coke métallurgique de meilleure quotité que les charbons à forte teneur en matières volatiles,
sont plus faciles à se procurer dans beaucoup de localités et sont moins coûteux que les charbons à haute ten@ur en matière volatile. Le pro- blème de 1.. construction de fours à coke dens lesqules les charbons à faible teneur en mati@re volatile peuvent être tr@i-
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
t-ls à des ,ritôs=5s -.:..:.1.CGS de cokéfaction l--:::S211tG des dit- f 1 c u l t ± iLl}: 0:'" .;w .lt..: 3 1;.:L' 0..:; < g ;L ' 1 1 n'implique -2G SL:¯lG:.ld?1t; un renforçaient des piédroits l.ai s e:.:i38 que le système de régénération. de la. batterie soit combiné de façon efficace
EMI3.2
aux piédroits renforcés .
Un des buts de la présente intention est de four-
EMI3.3
nir a na J" t Li sx'ie de .1.'0 Jl.' L coke à r';:;¯61''-'- tiOll, L o(;"1'n 20::1.1. :: vexticuï>, x ¯li.z'.a21'c une. 0;)J.J.3 tl'\.I.ctiOll nouvelle de r0éné- r-teurs ut de piédroit s #.=iï'of.cés qLLi supportant lis prcs- siOiiC de '-0¯."';...'" .;".iúJ..J.. :",'",1<::.;;1 v.;;.-ell'C 6l:::v,.';e::: c;GLVn2.nt pour 1 CJ..:;l', C'i01J. dG .:î1¯.i'àGY.S e:, teneur r..;l:.. iVt.:11erJ.t basse en ¯:.,i,i..i'e o.'cile sZ.ns rupture ni ùéòi,idi=iou nuisible des piee:UL"ùs ywi.C.i=iL Itort1on de co>di':,c'lGïl. lt.l?Üx'c:5 '--azs 0 ¯.v.i.iû.'.,;CS apparaîtront G1-d;(ls.
L;. .. tûz i de foj-rs L coke de !.. présente inven- tion est au ';v';;'': CC4oin destine au cru:.ufî'2c G.u ¯¯oyen de gaz dCcJ.V::0 r.:ai1 ;u.': et tie jaz riche non récàiu±±1 coin- purtc uns scriG ds arl...¯âa.cs horizontales de cokéfaction sé- par6es :.9:'::1' a,s ..:,1';-.;,:...>01 ts onaque piédroit oouprenant deux l'", ns';es de carric:...u: ver\i1caw:
COlC.4Lunig.ue,nt à leurs sonnets avec des C8.1'.L1e:;..u:;.: de la 1Jlêl.le rangée pas duutres ran- bées et une paroi uassive réfractaire d'au moins 13 pouces d'épaisseur .;!.étendant t1'8.nsverSaleLlel1. à la batterie en- tre les deux i1-uGées de carneaux, en combinaison avec un système de ré,;n4rz.teurs Iz; comprenant des murs de piliers de support disposés éli:.:'cctGJ.,.ent en-dessous des rangées de car- neuuz: eû séparant les rangées de régénériteurs disposées tri.nsvsrs;1=;1>nt â la batterie, des rangées alternées des régénérateurs étunt situées directement en-dessous des pa- rois ...s:;i'res et des 2:nées intermédiaires de régénéra- teurs ctant situées directement en-dessous des chambres de coké1'cction.
Chaque paire de rangée-- adjacentes de régénéra- :/
<Desc/Clms Page number 4>
teurs communique avec la rangée de carneaux de chauffage placée directement au-dessus du mur de pilier séparant la paire de rangées de régénérateurs et placées symétriquement par rapport à cette rangée de carneaux.
Dans une forme préférée de réalisation de l'in- vention, chaque rangée de carreau,-, de combustion est cons- tituée par deux Groupes extérieurs situés respectivement du côté du bouclier et du côté du coke dans la batterie et par deux groupes intérieurs intermédiaires, les sommets de chaque groupe extérieur étant reliés aux sommets du grou- pe intérieur adjacent par un canal horizontal de telle ma- nière que les groupes extérieurspe@vent fonctionner simul- tanément pour l'écoulement dans la direction opposée de celle des groupes intérieurs,
et chaque rangée de régéné- rateurs comprend deux régénérateurs extérieurs communiquant avec les groupes extérieurs de carneaux de chauffage de des deux/rangées de carneaux et un régénérateur intérieur com- muniquant avec les groupes intérieurs de deux rangées de carneaux. Les régénérateurs sont pourvus de carneaux omni- bus fonctionnent pour fournir de l'air à tous les régéné- rateurs d'entrée ou de l'air à des régénérateurs d'entrée alternés dans la longueur de la batterie, et des gaz com- bustibles pauvres aux régénérateurs d'entrée restants et pour conduire les produits de combustion venant des ré- générateurs de sortie.
Des moyens d'inversion usuels sont prévus à l'aide desquels les régénérateurs extérieurs et les groupes extérieurs de carneaux fonctionnent concurem- ment pour l'écoulement vers le haut tandis que les groupes intérieurs de carneaux et les régénérateurs intérieurs fonc- tionnent concurremment pour l'écoulement vers le bas et, lors de l'inversion, les régénérateurs extérieurs et les grou-
<Desc/Clms Page number 5>
pes de carneaux extérieurs fonctionnent pour l'écoulement vers le bas et les régénérateurs et les groupes de carneaux intérieurs fonctionnent pour l'écoulement vers le haut.
Le four à coke est de préférence du type chauffé par arrivée d'air et de gaz par le bas, renfermant des conduit d'amenée de gaz s'étendant, à partir d'un espace de fondation en-des- sous de la batterie, vers le haut à travers les murs de piliers vers les brûleurs situés dans les carneaux de chauf- fage pour fournir aux carneaux des gaz combustibles riches tels que du gaz de four à coke et comportant également des moyens d'introduire du gaz combustible pauvre dans les régé- nérateurs d'entrée de rangées alternées de régénérateurs lorsqu'on désire utiliser du gaz pauvre pour chauffer la batterie.
Cette construction procure une batterie de fours à coke renfermant la combinaison de piédroits à contre-forts capables de supporter sans déformation importante ni rup- ture une pression sensiblement plus grande que les fours à carneaux verticaux construits jusqu'à présent, et une construction de régénérateurs renfermant des paires de re- générateurs situés symétriquement par rapport aux carneaux avec lesquels ils communiquent . La batterie permet la co- kéfaction de charges de charbon à teneur moindre en matiè- res volatiles que cela n'a été possible jusqu'à présent dans les fours à caxneaux verticaux sans diminuer la vitesse à laquelle le charbon est chauffé à la température de coké- faction.
En outre, la position relative symétrique des ran- gées de carneaux de chauffage par rapport aux régénérateurs avec lesquels ils communiquent permet de fournir de l'air et du gaz comoustible aux carneaux aux vitesses désirées sans création de différences de pression non désirables en- tre des rangées adjacentes de régénérateurs. Ceci est par-
<Desc/Clms Page number 6>
tioulièrement avantageux lorsque le four est alimenté au gaz pauvre réchauffé dans les régénérateurs d'entrée de rangées alternées, vu qu'il est alors particulièrement désirable d'éviter les fuites entre les régénérateurs am- ployés pour réchauffer le gaz et ceux pour réchauffer l'air.
Dans les dessins annexés i'aisant partie de la spé- cification et montrant à titre d'exemple une forme de réali- sation préférée de l'invention :
La fig. 1 est une coupe verticale transversale faite par la ligne 1-1 de la fig.3, dans une batterie de fours à coke du type à entrée d'air et de gaz par le dessous, ren- fermant le perfectionnement de la présente invention.
La fig. 2 est une coupe verticale partielle par la ligne 2-2 de la fig.3.
La fig. 3 est une coupe partielle composite faite sui- vant la longueur de la batterie, le c8té droit de la figure étant une coupe par la ligne 3-3 de la fig. 1, et le c8té gauche étant une coupe par la ligne 3a-3a de la fig.1, re- gardée dans la direction des flèches.
On a représenté aux dessins un four à coke à sous- produits renfermant dans sa construction un certain nombre de chambres 1 de cokéfaction et un certain nombre de pie- droitsintermédiaires s'étendanttransversalement. Chaque chambre a, en coupe horizontale, une forme allant en se ré- trécissant comme d'habitude, l'extrémité large de la chambre étant du côté du coke dans la batterie, c'est à dire le côté par lequel le coke est déchargé des chambres et l'extrémité étroite du côté du bouclier.
Le charbon à transformer en coke est chargé dans les chambres par des ouvertures de chargement usuelles nonreprésentées au dessin, conduisant du sommet de la batterie vers les chambres de cokéfaction et ces ouvertures sont pourvues des couvercles amovibles usuels.
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
Chaque piéaroit comprend deux l'ansées;) et 4 de
EMI7.2
carneiuz de chauffage verticaux séparées par un l.mr de ma- çonnerie uassive intermédiaire 5 d'une épaisseur d'au moins 16 pouces, de :f0rênce de 18 à 30 pouces. Les carneaux
EMI7.3
de chauffage de chaque rangée sont relies à d'autres car-
EMI7.4
neaux de la l:&".1; rangée ,...ais pas aux c a rn e #1Lx d'autres s rc.n- 2:e,..>.
Chaque 1', n..;';'e comprend, du. côté Ju cohe dans la bat- terie, U.û.."1'0..;;;:; de OGJ:1H:,.l:: a c t 1 1-in ab l e CO11Cü1'l'lil.:.tE;xlG, id¯:if'iés l'::::: les nWJ.";roi3 de rf'rcl2ce ;)-1;3, c0:..::J.uniquant 2J. .:..;L1:: .,Ot..,...' 1J. ",' u- C8.1'....au itU.'1.î0u'G. 14 avec les '0::..¯G-'i:w CI "c'.l - :::0--,./.; 1.¯¯-,.: 1,e11:i de C"c,'t2'nce.llX idsiitifis par lus Wili- ':C'..:..1 de ±18+11L1Lè 1 -.
Du élJi1l (.1C..ï:.i..C 1G'1' de la bat- Jl..;-'Í;.>1 u.i ¯'0¯...;'G #t';;rieul' de Ca-:.'né,.;.l:' 'v":,::'7.C:vl1 "":-8 sont =. , L 1 = - ¯ 1. r \.l.-. '.,¯,:t=Gé;.ll iio i 1 .,.on 'i ;. 1 29 3. un ,-,ro..;3 7.im..'!'i.;.llr d'- :j.rne-: :';;'-":'v. l'-L' cor..s6<'luell'li, dans la òrLie de réalisa- tion représentée au dessin de l'iinraition, chaque piédroit comprend doui. rdl..;es de carneaux et chaque :r.':..:.nS'e est coms- t 1 z ué e a : t 1.4: ':"'0.j.d s e rt 1 z> 1 >1. #> gaz deux r;ï'G,ißJOS i:-I:ri0tlr.s cle CC.'U6...l.:.: 1 à - ,,roapes s <Xt :" 1 sU z'É o¯.o'cio.stn:; cox:cuïe:.- .el1t Jio .r :..' 8Ll"v:c'';e .--'1':'e.l1' que les ;;:.'o ay.^-.a ÍlltriB1JX:S de C8.I'l.",,-,- x î'o--c'lionnen ù CO::CLlre:û:..:GYlt t :.?O l::: la sortie.
Lors de 1 t l..Vc.t'SlJi:¯, les ;,r0.lvS intérieurs de caineaux de càaçiue r'.n- ée ::'o:.u'ioruvl1t C0IJ1:e C(,Ú'H6Ç.1.':,X d'elitréc tandis que 10. O1JGS L ;;t É 1 1 e uz? # i' on c t 1 unn ; n wt concurrs:"1....e.l,t Co.t.L.¯6 c a r81 e *: x de sortie.
L' écoàlsien.l dans chaque carneau peut être réglé par une brigue =Et fonnant tiroir ou registre pour f...ire va- rier l'étendue da passade r-;;l1.:.nt le- carneaux verticaux aux cex'xmc.u:c horizontaux 14 et 9. Chaque brique-registre 38 ((-o-it une seL;le es'c représentée au dessin) peu;, pire EJ.V6.ucée ..!1\..5 ou i,,oii;s par-dessus le passage relil1t le car- II ",u vertical au carneau horizontal et on a accès à ces bri- que::; auuoyen de oarnesux zou qui s'étendent des carneaux /7
<Desc/Clms Page number 8>
horizontaux jusqu'au sommet de la batterie.
La base de cha- que carneau est pourvue d'un brûleur pour l'arrivée de gaz combustibles riches tel que du goz de four à coke; trans- versalement par rapport à la batterie, les @@rneau@ sont pourvus de façon alternée de brûleurs bas 42 et de brûleurs élevés 43.
La distance d'@xe en axe entre des founs à coke ad- jacents de la batterie, peut être avantageusement de 5 à 6 pieds. Lorsque par exemple la dist@nce d'axe en axe est de 5 pieds, les chamères de cokéfaction peuvent avoir 18 pouces de l@rgeur, les parties de mur A continues aux chambres peu- ven., avoir 4 pouces d'épaisseur, les cloisons B séparant les carnesux individuels peuvent avoir 6 pouces d'épaisseur et le mur m ssif 5 peut :¯voir 22 pouces d'épaisseur.
La construction des régénérateurs de le. Satterie comprend des murs de pilier de support 45 disposés directe- ment en-dessous des rangées 3 et 4 de carneaux de cheuffage, et des rangées 46 et 47 de régénérateurs sépares par les murs de piliers. Les ours de piliers 45 reposent sur une as- sise plate ou platefomme 48 supportée de façon appropriée par des colonnes 49 au-dessus d'un espace des fondations 50 situé en-dessous de la batterie.
Chaque rangée de régénéra- teurs comprend trois régénérateurs 52,53 et 54 contenant comme d'habitude desmatières réfractaires d'emmagasinement de chaleur telles que des briques d'empilage, chaque régéné- rateur extérieur 52,54 communiquant par des passages 55 avec les groupes de carneaux extérieurs de deux rangées de car- neaux de chauffage et le régénérateur intérieur 53 commuri- quant par des passages analogues avec le groupe intérieur de carneaux de deux rangées de carneaux de chauffage.
Tous les régénérateurs 52,54 fonctionnent pendant une période de fonctionnement de la batterie pour l'entrée dans les groupes
<Desc/Clms Page number 9>
extérieurs de ormeaux 6-13 et 23-28 en communication avec ceux-ci, tandis que les produits de combustion descendent par les groupes intérieurs de carneaux 15-22 et 30-36 dans les régénérateurs 53. Lors de l'inversion, les régénérateurs 53 et les carneaux en communication avec ceux-ci fonction- nent pour l'entrée tan dis que les produits de combustion descendent par les groupes extérieurs de carneaux et les régénérateurs 52,54. Par conséquent, toutes les unités de régénérateurs en alignement dens la longueur de la batterie fonctionnent simultanément pour l'écoulement dans la même di- rection.
Lorsqu'on emploie pour le chauffage du four à coke du gaz combustible riche, tel que du gaz de four à coke, l'air pour la combustion est réchauffé dans les régénérateurs d'entrée de toutes les rangées de régénérateurs, et lorsqu'on utilise du gaz pauvre tel que du gaz de haut-fourneau ou de gazogène, ce dernier est réchauffé dans les régénérateurs d'entrée de rangées alternées, par exemple les rangées 47 et l'air est réchauffé dans les régénérateurs d'entrée des rangées restantes.
Il est à remarquer que les rangées alternées de régénérateurs 47 son; situées directement en-dessous des murs massifs 5 et que les rangées de régénérateurs intermédiaires 46 sont situées directement en-dessous des chambres à coke et que chaque rangée de carneaux de chauffage est desservie par deux rangées adjacentes de régénérateurs situées symétri- quement de chaque côté du plan médian vertical de la rangée de carneaux.
Cette position symétrique des régénérateurs par rapport aux carneaux de chauffage communiquant avec ceux-ci est une caractéristique importante de l'invention parce qu'elle permet de fournir de l'air, ou du gaz pauvre et de l'air, par les régénérateurs aux carneaux aux vitesses désirées sans provoquer la production de différences de pression nuisibles
<Desc/Clms Page number 10>
entre les rangées adjacentes de régénérateurs. Cette cons- truction est particulièrement avantageuse lorsque du gaz pauvre est employé comme combustible vu qu'il est alors spécialement désirable de maintenir constantes les vitesses d'écoulement dans les régénérateurs et d'empêcher les fui- tes d'air dans les régénérateurs employés pour réchauffer le gaz combustible et vice-versa.
A la base de chaque rangée de régénérateurs se trou- vent deux carneaux omnibus 60 et 61, les carneaux 60 com- mhniquant avec les régénérateurs extérieurs 52,54 et les carneaux 61 communiquant avec les régénérateurs intérieurs 53. Les carneaux omnibus relient tous les régénérateurs au carneau 62 de gaz brûlés et lorsqu'on emploie pour le chauffage de la batterie du gaz riehe tel que du gazde fours à coke, ils relient également tous les régénérateurs à des canaux d'éntrée d'air 63 aboutissant dans l'espace de fonda- tion.
Lorsqu'on utilise pour le chauffage de la batterie du gaz pauvre comme du gaz de gazogène ou de haut-fourneau, les carneaux omnibus de rangées alternées de régénérateurs 47 relient les régénérateurs de ces rangées à des conduites principales de gaz pauvre 64 par une tuyauterie 65 et ils re- lient les régénérateurs de rangées intermédiaires 46, à des canaux d'air 63. Un mécanisme de vannes 66 de construction usuelle est prévu pour mettre les canaux 63 ou la conduite 64 en communication avec les carneaux omnibus 60 et pour mettre simultanément les carneaux 61 en communication avec le carneau de gaz brûlés 62. Lors de l'inversion, ce mécanisme de vannes met les carneaux omnibus 60 en communication avec le carneau de gaz brûlés 62 et les carneaux 61 en communication avec les canaux d'air 63 ou la conduite princiepale de gaz 64.
L'air est fourni à l'espace de'fondation au moyen d'entrées d'air
<Desc/Clms Page number 11>
67 commandées par des vannes et prévues dans la paroi de fondation , du côté du bouclier de la batterie.
Du gaz riche tel que du gaz de four à coke est fourni aux brûleurs 42 et 43 en venant d'une conduite prin- cipale d'alimentation 69 qui communique par une série de tuyaux 70 avec une série de collecteurs 71, un pour chaque piédroit, four@issant du gaz à des conduites de gaz 72 con- duisant vers le haut à travers le mur de pilier 45 jusqu'aux brûleurs. Des vannes appropriées (non représentées) sont combinées à chaque conduit 72 pour permettre le réglage de la quantité de gaz de fours à coke fournie à chaque pié- droit. Comme d'habitude, une conduite principale d'air 73 est reliée par une tuyauterie 74 aux tuyaux 70 commandés par soupape pour fournir de l'air de décarbonisation aux conduites de gaz aboutissant aux brûleurs.
Lorsqu'on dé- sira faire fonctionner la batterie en brûlant un gaz pauvre pris à l'extérieur, tel qu'un Gaz de azogène ou du gaz de haut-fourneau, dans les carneaux, ce gaz est envoyé comme on l'a indiqué ci-dessus aux régénérateurs d'entrée de rangées alternées de régénérateurs, par exemple les rangées 47 sur le dessin,tandis que les autres régénérateurs d'entrée sont employés pour chauffer l'air nécessaire pour la com- bustion du gaz dans les carneaux. Lorsqu'on travaille avec du gaz riche tel que du gaz de four à coke envoyé directe- ment aux carneaux, tous les régénérateurs d'entrée sont de préférence employés pour réchauffer l'air envoyé aux car- neaux.
Onvoit que la construction de la présente invention procure des piedroits à contreforts de résistance fortement accrue. On remarquera sous ce rapport que les carneaux de chauffage individuels sont délimités par des parties des parois réfractaires A formant les côtés des chambres de co-
<Desc/Clms Page number 12>
kéfaction, les murs massifs 5 et les parois réfractaires verticales B s'étendant entre les parois A en 5. En pratique, les murs A ont de 3 1/2 à 4 1/2 pouces d'é- paisseur , les cloisons B ayant de 5 à 6 pouces d'épais- seur et étant espacées de 15 à 20 pouces.
La position relativement rapprochée des cloisons et leurs butées con- tre le mur de briques solide 5 donne à tous les piédroits et particulièrement aux parties A une grande force et une grande résistance à la déformation en comparaison des piedroits usuels à carneaux verticaux constitués par de minces parois parallèles A reliées directement par des carneaux semblables à B.
Lors du fonctionnement des batteries des fours à coke, le charbon n'est habituellement pas chargé si- multanément dans toutes les chambres de la batterie et le ooke n'est pas évacué simultanément de toutes les chambres mais les chambres sont mises en fonctionnement avec décalage de façon que le coke soit expulsé d'une chambre avant que la cokéfaction de la charge de la chambre voisine soit achevée. Le déchargement du coke d'une chambre pendant que l'opération de cokéfaction se continue dans une chambre adjacente, enlève le support latéral de piedroits construits de la manière usuelle jusqu'à présent et favorise la déformation, la courbure et la rupture de ceux-ci.
La présente invention élimine ou réduit fortement ces dommages aux parois et permet la cokéfaction de charges de charbon contenant jusqu'à 18% de matière volatile, charges qui peuvent développer des pressions s'élevant jusqu'à 10 livres par pouce car- ré contre les côtés des chambres. En outre, les régéné- rateurs sont combinés aux piedroits de telle manière que
<Desc/Clms Page number 13>
l'opération de cokéfaction peut se faire sans réduction de la vitesse de chauffage des charges de charbon et sans conduisant différences de pression importantes/à des fuites entre des régénérateurs adjacents.
Bien que les dessins représentent l'invention appli- quée à une batterie renfermant les piédroits pourvus de rangées de carneaux disposés en deux groupes extén eurs et deux groupes intérieure il est évident que l'invention peut être appliquée à des batteries contenant d'autres disposi- tions decarneaux, dans lesquelles les carneaux communiquent avec d'autres carneaux de mêmes rangées mais pas d'autres rangées et l'invention peut être incorporée également dans des batteries comportant deux carneaux de gaz brûlés. '
Comme certaines modifications peuvent être faites sans qu'on sorte du cadre de l'invention, la présentedes- cription doit être interprêtée dans un sens exemplatif et non limitatif.
Revendications.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.