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La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif de chauffage de fours à coke pour la production de gaz et de coke, à l'aide de car- neaux de chauffage coopérant par paire et d'agents de combustion secondaires déli- vrés à la partie supérieure desdits carneaux de chauffage.
Pour l'obtention dans les batteries de fours à coke d'un coke unifor- mément cuit, il est d'une importance particulière, dans les fours élevés actuels, d'obtenir un chauffage en hauteur uniforme des chambres de fours. A cet effet, on a déjà fait un certain nombre de propositions. Il est par exemple connu de compen- ser par un chauffage complémentaire de la partie supérieure des carneaux de chauf- fage la faible transmission de chaleur à la chambre de four dans la partie supé-' rieure des carneaux de chauffage qui est due à l'introduction des agents de com- bustion à la base des carneaux de chauffage. Il est connu, en outre, d'effectuer le chauffage dans les carneaux de chauffage en délivrant en plusieurs stades les agents de combustion sur toute la hauteur de la paroi chauffante.
En outre, on a également obtenu déjà une combustion assez uniforme des agents chauffants dans les carneaux de chauffage en ajoutant aux agents de combustion, à la base des car- neaux de chauffage, du gaz d'échappement en circulation, afin d'obtenir, par une combustion retardée, une flamme allongée. Finalement, on a également effectué aus- si une combustion incomplète des agents de chauffe à la base des carneaux de chauf- fage à l'aide d'un esoès de gaz ou d'air, la combustion résiduelle complète étant effectuée dans la partie supérieure des carneaux de chauffage par admission des agents de combustion secondaires convenables.
Tous ces dispositifs connus pour le chauffage uniforme des fours à coke ont, même si l'on obtient aveo eux un chauffage uniforme en hauteur, l'incon- vénient de nécessiter des conduites d'amenée supplémentaires, des canaux dans la maçonnerie du four et des buses pour le chauffage complémentaire de la partie supérieure de la paroi chauffante.
La présente invention est maintenant relative à un procédé et à un dispositif pour le chauffage uniforme des fours à coke sur toute leur hauteur, sans qu'il soit nécessaire de monter des dispositifs particuliers dans la partie supérieure, ni de prévoir des points de combustion répartis sur toute la hauteur en vue de l'admission d'agents de combustion complémentaires.
Le procédé conforme à l'invention consiste, dans des fours à coke com- portant des carneaux de chauffage coopérant par paire, à chauffer à la base avec un excès d'air l'un des carneaux de chauffage enflammés par paire vers le haut et à chauffer l'autre avec un excès de gaz, la composition des agents de combus- tion pouvant être réglée de manière qu'il se produise une combustion ultérieure complète au point d'inversion supérieur des carneaux de chauffage, dans le sens d'un chauffage uniforme en hauteur.
Un procédé de chauffage de ce genre permet d'obtenir pour résultat que les agents de combustion non encore brûlés, mélangés avec des gaz d'échappe- ment, qui se rassemblent à l'extrémité supérieure d'inversion dans les carneaux de chauffage enflammés par paire vers le haut, sont complètement brûlés. Etant donné que le mélange de gaz d'échappement et d'agents de combustion se renoontrant au point d'inversion supérieur prend un mouvement de tourbillonnement, on obtient, malgré le large mélange des agents de combustion avec les gaz d'échappement s'é- coulant vers le haut, une combustion complète, étirée en longueur, qui s'étend partiellement dans les paires de carneaux de chauffage enflammés vers le bas, ce qui empêche une surchauffe locale.
La composition des agents de combustion à la base des carneaux de chauffage peut, dans ce cas, être réglée de manière qu'il se produise, suivant les nécessités, un plus fort chauffage dans les carneaux enflammés vers le haut ou, par suite d'une combustion ultérieure plus grande au point d'inversion supérieur des carneaux .de chauffage, un chauffage plus fort dans les carneaux de chauffage enflammés vers 'le bas, de sorte que l'amenée de chaleur, à la chambre de four puis- se avoir lieu de manière uniforme sur toute la hauteur ou, si c'est nécessaire, @
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soit également plus forte dans la partie supérieure.
Le principe de l'invention peut être utilisé avec un avantage parti- culier dans le cas de fours à coke chauffés en circulation, dans lesquels on ajou- te, à la partie inférieure des carneaux de chauffage enflammés vers le haut, du gaz d'échappement provenant des carneaux de chauffage enflammés vers le bas, ce afin d'obtenir une combustion retardée par suite d'une flamme s'étendant en lon- gueur.
Dans ce cas, il se produit, dans le carneau de chauffage brûlant vers le haut avec un excès d'air, une combustion à longue flamme sans surchauffes locales, tandis que dans le carneau de chauffage voisin brûlant avec un excès de gaz, on empêche, par suite de l'addition de la vapeur d'eau chaude présente dans les gaz d'échappement en circulation, la formation de carbone à partir de la quantité de gaz riche plus importante.
L'invention est également relative à un four à coke à régénération pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, four dans lequel, à cha- que paire de carneaux de chauffage enflammés vers le haut, fait suite une paire de carneaux de chauffage enflammés vers le bas, et dans lequel les paires de carneaux de chauffage enflammés dans le même sens sont reliées chacune avec l'un de deux conduits ou canaux de gaz riche et avec l'un de deux régénérateurs à air, et dans lequel la buse à air de l'autre carneau de chauffage de chaque paire de carneaux de chauffage présente une section plus grande, tandis que la buse à gaz de l'un des carneaux de chauffage présente toutefois une section-plus petite vis- à-vis de l'autre carneau de chauffage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard du dessin annexé représentant, schéma- tiquement et simplement à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention.
Sur ce dessin :
La fig. 1 est une vue partielle, en coupe longitudinale verticale, suivant I-I de la fig. 3, de la paroi de chauffe d'un four à coke réalisé confor- mément à l'invention. ,
La fig. 2 est une vue en coupe suivant II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe¯horizontale d'une paroi de chauffe, à la base de ladite paroi.
Comme il ressort de la fig. 2, il est prévu, entre une série de cham- bres de four 1, des parois chauffantes 2 qui forment, d'une manière connue, une batterie de fours à coke. Au-dessous de la chambre de four 1 et des parois chauf- fantes 2 sont montés des régénérateurs 3 qui servent à préchauffer l'air combu- rant ou qui servent à absorber la chaleur des gaz d'échappement.
Dans l'exemple d'exécution représenté, des régénérateurs 3 servant à préchauffer l'air alternent chaque fois avec des régénérateurs 3a voisins qui sont parcourus par les gaz d'échappement et qui sont montés de manière continue dans le sens des chambres de four. Comme il ressort de la fig. 1, la paroi chauf- fante 2 est constituée par des paires de carneaux de chauffage 4,4a, d'une part, et par des paires de carneaux de chauffage 5,5a d'autre part, qui sont chaque fois enflammés en sens opposé. On supposera que les paires de carneaux de chauf- fage 4,4a sont enflammés vers le haut et que les paires de carneaux de chauffage 5,5a sont enflammées vers le bas.
Dans ce cas, l'air comburant est envoyé depuis un régénérateur 3, par des canaux ¯6, aux paires de carneaux de chauffage 4,4a, à la base 7 desdits carneaux de chauffage. Le gaz d'échappement s'écoule alors par les paires de carneaux de chauffage 5,5a, par des canaux 8, dans les régéné- rateurs 3a.
Dans la maçonnerie au-dessous des chambres de four et des parois de chauffe sont disposés des canaux horizontaux 9,9a pour le gaz riche. Le canal à gaz riche 9 est relié, par des canaux verticaux 10, avec les paires de carneaux
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5,5a qui sont enflammées vers le bas. Chacune des deuxièmes parois de liaison sub-, divisant la paroi de chauffe en les carneaux de chauffage comporte une ouverture @ inférieure 12 de circulation à travers laquelle le gaz d'échappement provenant des carneaux de chauffage enflammés vers le bas est aspiré dans les carneaux de chauf- fage enflammés vers le haut, pour retarder la-combustion du gaz riche sur toute la hauteur du carneau de chauffage.
Sur les canaux à gaz riche débouchant à la base des carneaux de chauf- fage sont en outre placées des buses 15 en saillie au-dessus de l'ouverture de - circulation 12, qui reposent latéralement à côté de l'ouverture de circulation 12, de sorte qu'au-dessous de la buse de gaz riche il se forme une chambre de mélange dans laquelle l'air comburant préchauffé qui monte des canaux à air 6 se mélange avec le courant de gaz d'échappement pénétrant par l'ouverture de circulation 12, avant que le mélange ne vienne en contact avec le gaz riche provenant de la buse afférente.
Le gaz riche délivré par des canaux horizontaux 9 aux paires de car- neaux de chauffage 4,4a est alors réglé, à l'aide de buses de différentes sec- tions, de manière qu'un excès de gaz soit délivré à l'un des deux carneaux de chauffage 4,4a, par exemple au carneau de chauffage 4. De manière correspondante, il se produit un réglage de l'amenée d'air par les canaux 6, de préférence à l'ai- de de briques de réglage coulissantes non représentées, de manière que la section des canaux à air 6 des oarneaux de chauffage 4a soit plus grande que celle des ca- naux à air des carneaux de chauffage 4, de sorte qu'un excès d'air est délivré au carneau de chauffage 4a.
La combustion a lieu par suite incomplètement dans la - paire de carneaux de chauffage 4,4a, de sorte que par exemple, au point d'inver- sion supérieur 13 des carneaux de chauffage 4, il y ait encore du gaz et qu'au point d'inversion supérieur des carneaux de chauffage 4a il y ait encore de l'air dans le gaz d'échappement ayant pris naissance sur tout-la longueur par suite de la combustion retardée. Au point d'inversion 13, le mélange de gaz et de gaz d'échappement ou le mélange d'air et de gaz d'échappement prend un mouvement tourbillonnant, de sorte qu'il se produit un mélange intime et une combustion progressive sans reste dans la partie horizontale supérieure des carneaux de chauf- fage 4,4a, 5,5a et en partie encore dans les carneaux de chauffage 5,5a enflam- més vers le bas.
Après inversion du sens de chauffage, les carneaux de chauffage 5,5a deviennent des carneaux de chauffage enflammés vers le haut et les carneaux de chauffage 4,4a des carneaux de chauffage enflammés vers le bas. L'admission des agents de combustion à la base des carneaux de chauffage a lieu, dans ce cas, à l'aide de buses à gaz riche et de buses à air calibrées de la même manière qui sont prévues dans ces carneaux de chauffage 5,5a.
Le réglage de la section des buses à gaz riche pendant le fonctionne- ment a lieu, dans l'exemple d'exécution représenté, en échangeant les buses à tra- vers des perforations, non représentées, qui sont pratiquées dans le toit du four.
Dans les fours dits à brûleurs par en-dessous, dans lesquels le gaz riche est dé- livré à partir d'une chambre pratiquée dans la fondation et où on peut circuler, un réglage quantitatif peut avoir lieu depuis ladite chambre.
L'exemple d'exécution représenté concerne un four à coke à régénéra- tion qui n'est chauffé qu'au gaz riche. L'invention est toutefois également utili- sable sans autres dans ce qu'on appelle un four à coke compound dans lequel on se sert au choix, comme agent de combustion, de gaz riche ou de gaz pauvre préchauf- fé dans des régénérateurs. De même, la disposition des régénérateurs peut égale- ment être quelconque.
Ces régénérateurs peuvent être montés parallèlement l'un à l'autre de manière qu'un régénérateur s'étendant au-dessous des chambres du four serve au préchauffage de l'air et que, dans le cas du chauffage au gaz pauvre, un autre régénérateur parallèle au précédent serve au préchauffage du gaz pauvre et que par suite les régénérateurs montés en parallèle par rapport aux précédents servent à l'absorption de la chaleur des gaz d'échappement. Il est également possi-
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ble de subdiviser aussi sur leur longueur les régénérateurs qui s'étendent dans le même sens au-dessous des chambres du four, de manière qu'une moitié serve au préchauffage de l'agent de combustion et que l'autre moitié serve au passage des gaz d'échappement.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour le chauffage de fours à coke servant à la produc- tion de gaz et de coke, à l'aide de carneaux de chauffage coopérant par paire et à l'aide d'agents de combustion secondaires délivrés à la partie supérieure des- dits carneaux de chauffage,, caractérisé par le fait que parmi les carneaux de chauffage enflammés par paire vers le haut, l'un fonctionne avec un excès d'air et l'autre avec un excès de gaz, la composition des agents de combustion qui ne sont délivrés qu'à la base des carneaux de chauffage pouvant être réglée'de ma- nière qu'il se produise une combustion ultérieure complète au point d'inversion supérieur des carneaux de chauffage.