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La présente invontion se ro@@orte à une installation
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de distillation pour ':l"";',/cn" du cO,Ún.1.stiàle solide avec re- froidide .3n sec du co.:ou. ilo.e cokéfié, installation dans laquelle la chaleur liJr'92r le refroidissement à sec est e.'iployse 3. sécher 1g co j1ms.tible à cokéfier, at cet- te installation est caractérisée par le Toit qu'une instal- lationde turbi@@ à gaz est Montre dans le courant de 'chaleur
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On ;,'3ut alors avantê..-.::(.mi8".ent prélever dans le courant de -i.7, (J' 'Ch8,:.'118,r,rmt do 1,;\ turbine la quantité de chaleur et d':;n8T;io L1ce;::;;j'.,ire 2l l'exploitation de l'installation de f1' Cflfi ,-:(.
D;ti.3 au1"; r',è.lj,;3Tt.ir)f1 avantageuse de l'installation, il 0,'t pr'lové au moins un? partie ..les Gaz dt\cha.'.peJJlent de la turbine et; ces gaz @ont introduits dans l'installation de
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séchage de charbon à une vitesse assez élevée pour que le combustible à sécher soit transporté à l'encontre de la pe- santeur et séché en même temps.
La puissance disponible produite par la turbine est employée de préférence à actionner un dispositif consomma- teur convenant à l'absorption d'une puissance disponible variable. Entre principalement en ligne de compte comme consommateur de travail disponible une génératrice d'énergie électrique, mais la turbine peut actionner aussi une souf- flante pour l'exploitation de l'installation de séchage.
Les installations connues avec dispositifs de sécha-' ge possèdent un dispositif de chauffage séparé, consommant du combustible additionnel, dans lequel le porteur de cha- leur, de l'air par exemple, est chauffé à la température la plus favorable à l'opération de séchage. Un ventilateur ou compresseur est alors en outre nécessaire pour amener le porteur de chaleur à la matière à sécher.
Si l'on pouvait supprimer aussi bien le dispositif de'chauffage séparé servant à réchauffer le porteur de cha- leur que le dispositif destiné à élever sa pression, cela signifierait une grande simplification et une grande réduc- tion de prix. Tel serait le cas si l'on avait à sa disposi- -tion en quantité suffisante un porteur'de chaleur ayant des températures et des pressions nécessaires au séchage (pour ainsi dire comme "déchet" d'une autre installation).
Il en est ainsi d'une installation de turbine à gaz dans laquelle le courant de gaz d'échappement quittant la turbine possède une température généralement supérieure à 200 0 et s'échappe de la-turbine sous une pression supérieu- re à la pression atmosphérique. En cas de besoin et sans grandes difficultés on peut aussi prélever le gaz dans la turbine sous une pression assez grande où avec une énergie de vitesse assez élevée pour qu'il puisse servir d'agent de transport de la matière à sécher. On sait qu'on obtient
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un séchage particulièrement intense quand la matière à sé- cher est entraînée dans un courant de gaz chaud et séchée de ce fait.
A l'économie d'un dispositif de chauffage et d'une soufflante dans un dispositif de séchage suivant l'invention s'ajoute un autre avantage concernant l'exploitation de l'installation de turbine à gaz. On récupère une notable partie de la quantité de chaleur jusqu'à présent perdue dans les gaz d'échappement et on l'utilise de nouveau avec profit.
Des opérations de séchage à température douce limitée vers en haut (donc par exemple pour des produits céramiques) peu- vent également être exécutées selon l'invention par mélange additionnel d'air frais aux gaz d'échappement chauds ou après abandon antérieur de chaleur en d'autres points d'uti- lisation.
On obtient des avantages particuliers quand le dis- positif de séchage sert à sécher une matière en morceaux qui est soumise à un traitement par la chaleur et dont le produit final est ramené à basse températuredans un dispo- sitif de refroidissement, 'et quand les gaz moteurs de la turbine sont chauffés par la chaleur perdue dégagée dans le refroidissement de la matière en morceaux. On peut par exem- .ple réunir'une turbine à air chaud et un dispositif de sé- chage de charbon monté en aval avec une installation de production de coke et chauffer l'air moteur de la turbine par la chaleur perdue dégagée dans le refroidissement à sec du coke ardent. !
On sait qu'on peut augmenter notablement le rendement; moyen d'un four à coke en réduisant jusqu'à une certaine @ limite l'humidité du charbon qui lui est amené.
De ce fait les installations de séchage du charbon en combinaison avec des installations de production de coke ont pris une grande importance. Parallèlement à l'emploi, généralement habituel jusqu'ici, de la chaleur perdue dégagée dans l'ins-
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stallation de refroidissement du coke à la production de va- peur, est déjà effectuée aujourd'hui la transformation de cette chaleur perdue en énergie électrique par voie directe par l'intermédiaire de turbines à gaz dont l'agent de tra- vail est chauffé par la chaleur perdue. Les gaz relativement chauds quittant la turbine conviennent bien alors à sécher le charbon qui doit-être amené au four à coke. Il est donc avantageux au point de vue de l'économie de l'énergie d'ap- pliquer au moins partiellement ces gaz d'échappement, selon l'invention, à sécher du charbon.
On fait alors simultané- ment l'économie d'un dispositif de chauffage particulier ainsi que de combustible et de la soufflante pour le porteur de chaleur.
Des considérations du même ordre valent également pour le séchage d'autres matières en morceaux, par exemple dans la fabrication du carbure où la matière initiale char- bon et la chaux doivent d'abord être séchées parce que de simples traces d'humidité d'un des deux composants sont à l'origine de difficultés dans le traitement par la chaleur qui vient ensuite. L'invention peut également être appliquée avec avantage dans l'industrie du ciment et branches indus- trielles analogues.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description dans laquelle est exposé un exemple de réalisation (en l'espèce une turbine et un dispositif-de séchage de charbon qui sont combinés avec une installation de production de coke).
On considère d'abord le chemin parcouru par le char- bon ou le coke dans cette installation (traits pointillés).
Le charbon est amené en 1 au dispositif de séchage 2, entra!- né vers le haut par l'air chaud entrant en 3, en même temps séché et enfin séparé à nouveau, dans le'séparateur 4, de l'air qui quitte le séparateur.par la conduite 5. Le charbon séché est extrait du séparateur et amené, pour la plus grande @
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part tout au moins, à la batterie de fours 7 par le chemin
6 ; dans ces fours le charbon est cokéfié à l'abri de l'air.
Finalement le coke ardent est transféré, par le chemin 8, du four dans le réservoir 9 où le refroidissement du coke à sec est opéré au moyen d'un gaz inerte. Le coke refroidi peut enfin être extrait à la sortie 10 du récipient de re- froidissement de coke 9.
Le gaz inerte est insufflé par un ventilateur 11 dans le récipient 9 et parvient fortement échauffé dans l'échan- geur de chaleur 12 dans lequel il abandonne sa chaleur à l'air moteur d'une turbine à air chaud 13. Cet air moteur est aspiré dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'une con- duite .14; il 'est mis sous pression au moyen d'un compres- seur 15 et, après absorption de chaleur dans l'échangeur de chaleur 12, il fournit du travail dans la turbine à air chaud 13, travail qui est absorbé d'une part par le compres-; seur 15 et d'autre part par une génératrice électrique 16.
L'air d'échappement de la turbine à air chaud 13 possédant encore une température supérieure à 200 C peut être amené pour une part au dispositif de séchage 2 par une conduite 17 et pour une autre part à un ou plusieurs points aux fins :d'utilisation (réchauffage de l'air moteur de la turbine, foyer inférieur de la batterie de'fours 7, production de vapeur disponible, etc...) par l'intermédiaire d'une con- duite 18. L'énergie de pression et de vitesse de l'air d'é- chappement introduit dans le dispositif de séchage 2 est assez grande pour que cet air entraîne vers le haut le charbon chargé en petits morceaux et le sèche en même temps.,
L'installation représentée par le dessin n'est à considérer que comme un exemple de réalisation particulier.
Pour plus de clarté, on n'y a pas fait figurer de disposi- tifs de commande et de réglage. L'emploi d'un dispositif de séchage différent dans lequel, par exemple le porteur de chaleur et la matière à sécher sont conduits à contre-cou-
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rant ou dans lequel le séchage a lieu indirectement par l' intermédiaire d'un échangeur de chaleur pour chauffer l'air sec, ou la disposition de refroidisseurs intermédiaires dans l'installation de turbine, entrent dans le cadre de l'inven- tion. Outre la production de carbure et de coke, le procédé peut être employé encore avec avantage dans une série d'opé- rations chimiques, physiques ou mixtes.
On peut aussi, et ce n'est pas l'application la moindre, sécher au moyen des gaz d'échappement de la turbine du charbon utilisé comme combustible en morceaux pour le chauffage des gaz moteurs de la turbine.
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The present invontion is ro @@ to an installation
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of distillation for ': the "";', / cn "of the cO, Ún.1.stiàle solid with cooling .3n dry of the co.:or. ilo.e coked, installation in which the heat releases the dry cooling is e.'iployse 3.dry 1g co j1ms.table to coking, at this installation is characterized by the roof that a gas turbine installation is shown in the heat current
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drying coal at a rate high enough so that the fuel to be dried is transported against gravity and dried at the same time.
The available power produced by the turbine is preferably used to actuate a consuming device suitable for the absorption of varying available power. A generator of electrical energy is mainly taken into account as available labor consumer, but the turbine can also drive a blower for the operation of the drying plant.
Known installations with drying devices have a separate heating device, consuming additional fuel, in which the heat carrier, for example air, is heated to the temperature most favorable to the operation. drying. A fan or compressor is then further necessary to bring the heat carrier to the material to be dried.
If both the separate heater for reheating the heat carrier and the device for increasing its pressure could be omitted, this would mean a great simplification and a great reduction in price. This would be the case if one had available in sufficient quantity a heat carrier having the temperatures and pressures necessary for drying (so to speak as "waste" from another plant).
This is the case with a gas turbine installation in which the stream of exhaust gas leaving the turbine has a temperature generally greater than 200 ° C. and escapes from the turbine under a pressure greater than atmospheric pressure. . If necessary and without great difficulty, the gas can also be taken from the turbine under a sufficiently high pressure or with a sufficiently high speed energy so that it can serve as a transport agent for the material to be dried. We know we get
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particularly intense drying when the material to be dried is entrained in a stream of hot gas and thereby dried.
In addition to the economy of a heating device and a fan in a drying device according to the invention, there is another advantage concerning the operation of the gas turbine installation. A significant part of the amount of heat heretofore lost in the exhaust gases is recovered and used again with profit.
Drying operations at a gentle temperature limited to the top (therefore for example for ceramic products) can also be carried out according to the invention by additional mixing of fresh air with the hot exhaust gases or after previous release of heat in accordance with the invention. other points of use.
Particular advantages are obtained when the dryer is used to dry lumpy material which is subjected to heat treatment and the end product of which is brought to low temperature in a cooling device, and when the gases Turbine motors are heated by the waste heat given off in cooling the lumpy material. For example, it is possible to combine a hot-air turbine and a downstream coal dryer with a coke production plant and heat the driving air of the turbine by the waste heat released in the cooling. dry fiery coke. !
We know that the yield can be significantly increased; using a coke oven by reducing to a certain limit the humidity of the coal which is fed to it.
As a result, coal drying plants in combination with coke production plants have assumed great importance. In addition to the use, generally usual up to now, of the waste heat released in the installation
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coke cooling station for steam production, is already carried out today the transformation of this waste heat into electrical energy by direct means by means of gas turbines of which the working medium is heated by waste heat. The relatively hot gases leaving the turbine are then very suitable for drying the coal which must be brought to the coke oven. It is therefore advantageous from the point of view of energy saving to apply at least partially these exhaust gases, according to the invention, to drying coal.
This simultaneously saves a particular heating device as well as fuel and the blower for the heat carrier.
Similar considerations also apply to the drying of other lumpy materials, for example in the manufacture of carbide where the initial carbon and lime material must first be dried because mere traces of moisture in. one of the two components cause difficulties in the subsequent heat treatment. The invention can also be applied with advantage in the cement industry and similar branches of industry.
Other characteristics of the invention emerge from the description in which an exemplary embodiment is set forth (in this case a turbine and a coal drying device which are combined with a coke production plant).
We first consider the path traveled by the coal or coke in this installation (dotted lines).
The charcoal is brought in 1 to the drying device 2, entered! - born upwards by the hot air entering in 3, at the same time dried and finally separated again, in the separator 4, from the air leaving the separator.by line 5. The dried coal is extracted from the separator and fed, for the greater @
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leaves at least, to the battery of ovens 7 by the way
6; in these ovens the coal is coked in the absence of air.
Finally, the fiery coke is transferred, via path 8, from the furnace to tank 9 where the dry coke cooling is carried out by means of an inert gas. The cooled coke can finally be extracted at the outlet 10 of the coke cooling vessel 9.
The inert gas is blown by a fan 11 into the receptacle 9 and arrives strongly heated in the heat exchanger 12 in which it gives up its heat to the driving air of a hot air turbine 13. This driving air is sucked into the atmosphere through a .14 pipe; it is pressurized by means of a compressor 15 and, after absorption of heat in the heat exchanger 12, it provides work in the hot air turbine 13, which work is absorbed on the one hand by the compres-; sor 15 and on the other hand by an electric generator 16.
The exhaust air from the hot-air turbine 13 still having a temperature above 200 ° C. can be brought on the one hand to the drying device 2 via a pipe 17 and on the other hand to one or more points for the purposes: d use (heating of the engine air of the turbine, lower hearth of the furnace coil 7, production of available steam, etc.) via a duct 18. The pressure energy and the velocity of the exhaust air introduced into the dryer 2 is large enough for this air to entrain the charcoal loaded in small pieces upward and dry it at the same time.
The installation represented by the drawing is to be considered only as a particular embodiment.
For the sake of clarity, no control and adjustment devices have been included. The use of a different drying device in which, for example, the heat carrier and the material to be dried are led against the grain.
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It is within the scope of the invention to provide or in which the drying takes place indirectly via a heat exchanger for heating the dry air, or the arrangement of intercoolers in the turbine installation. Besides the production of carbide and coke, the process can still be employed with advantage in a variety of chemical, physical or mixed operations.
It is also possible, and this is not the least application, to dry by means of the exhaust gases of the turbine coal used as fuel in pieces for the heating of the engine gases of the turbine.