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"Perfectionnements aux fours à coke chauffes par combustible liquide",
La prient* invention est relative au fonctionne- ment de: fours à coke, et elle se rapport en particulier à un procédé de chauffage des fours à coke par des combustibles li- quides,
Les fours à coke assurent la carbonisation et la distillation à sec du charbon, de la lignite, de la tourbe ou de mélanges de ceux-ci, soit sous forme de particules, soit sous
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forme de briquettes, et ils consistent essentiellement en une série de chambres de distillation avec maintien des solides car- bonés séparés les uns des autres par une série de longs carneaux étroits, disposés verticalement.
Les carneaux ont été chauffés jusqu'à présent sous des conditions industrielles par des com- bustibles normalement gazeux, par exemple par un gaz de four à coke ou un gaz de haut-fourneau, ou un autre gaz encore conte- nant tien composants combustibles. Dans de toile installation! le gaz de combustion sont introduits dans les carssaux de com- bustion par dos tuyères orientées vers la haut, situées au bas des carreaux, et ces gaz sont mélangés avec l'air de combustion pour procurer de la chaleur afin que le processus de carbonisa- tion s'effectue dans les chambres de distillation adjacentes.
La forme de réalisation habituelle permet aux gaz chauds de carneau de passer par des carneaux transversaux vers un carneau de combustion adjacent qui est ainsi chauffé, la circulation des gaz de combustion à travers les systèmes de carneaux étant périodiquement inversée pour entretenir les exigences en chaleur suivant une pratique bien connue.
L'invention concerne l'utilisation de combustibles normalement liquides dans les fours à coke, les combustibles li- quides d'origine pétrolière étant introduits dans la chambre de combustion et y étant brulés. Par ce moyen, la nécessité de pré-. voir un mélange contrôlé des gaz pour les carneaux de combustion est évitée et un contrôle plus précis peut être prévu sur le chauffage des chambres de distillation; en outre, on conserve des par produits de valeur qui sinon devraient: tiré recyclé à la zone de combustion des carneaux.
Pour procurer un coke de haute qualité à partir de la substance carbonisable dans la chambre de distillation, par exemple du coke métallurgique, il est très avantageux que la combustion du combustible liquide soit prévue de manière à
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assurer une répartition de température aussi uniforme que possi- ble dans l'ensemble des carneaux de combustion. Une forme de ré- alisation de l'invention prévoit l'injection continue d'un cou- rant de combustible liquide dans le carneau de combustion par une. ou de préférence deux ou plusieurs tuyères de pulvérisation, dis- posées à intervalles suivant la longueur du carneau de combustion.
L'utilisation d'une tuyère de pulvérisation, disposée de préfé- rence de manière à former une flamme suspendue, empêche la for- mation de particules de carbone dans la zone de combustion. Une autre variante utilisant un courant continu de liquide dans la zone de combustion est celle où le combustible liquide est in- jecté alternativement par une ou plusieurs tuyères dans les zones inférieure et supérieure du carneau de combustion vertical, en procurant ainsi une action de chauffage cyclique dans les parties inférieure et supérieure, avec obtention d'un chauffage à peu près uniforme suivant la longueur du carneau.
Une méthode préférée de mise en oeuvre de l'in- vention consiste en l'injection pulsée de combustibles liquides d'origine pétrolière dans le haut des carneaux de combustion, en prévoyant au sommet de ces carneaux, des dispositifs d'injection d'huile combustible, capables de débiter des "charges"d'huile combustible à des intervalles périodiques, avec un volume et une vitesse prédéterminés, de sorte que les masses d'huile descen- ' . dent dans le carneau et sont totalement brûlées avec l'air de combustion circulant de bas en haut et à contre-courant par rap- port à ces masses. Par ce moyen, les caractéristiques de longues flammes lentes obtenues avec les brûleurs à gaz courants sont atteintes avec une huile combustible liquide.
Le dispositif d'injection d'huile combustible peut comprendre, de façon convenable, un tube ou une lance d'in- jection, dirigé vers le bas dans les carneaux de combustion et associé avec un dispositif de réglage, les masses d'huile étant
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débitées dans les carneaux de combustion par la tuba ou lance d'injection. De ce fait, on peut prévoir une pompe pour donner le taux d'alimentation global désiré d'huile combustible à une pression prédéterminée, la circulation de l'huile à travers les lances étant interrompue en pulsations grâce à un dispositif à vanne de commande, fonctionnant périodiquement. Les dispositifs d'injection de l'huile combustible dans les carneaux de combus- tion "morts" sont coupés jusqu'à ce que la circulation d'air de combustion soit inversée.
L'huile combustible utilisée dans la présente invention peut être formée par tout combustible liquide quelcon- .que dérivant d'une huile combustible de pétrole, de charbon, de lignite ou de schiste, notamment un naphta, des gasoils ou des mélanges de ceux-ci, et spécialement une huile combustible rési- dusire de pétrole, telle que l'huile combustible Bunker "C",
Au dessin annexé, on a illustré de manière sché- matique un agencement pour un four à coke courant, destiné à permettre l'injection pulsée suivant l'invention, les chambres de distillation 1 étant chauffées par des séries de carneaux de combustion 2, chacun de ceux-ci comportant une chambre d'inspec- tion relativement étroite 3.
On prévoit des dispositifs pour in- troduire l'air de combustion dans l'extrémité inférieure des car- neaux de combustion, à partir de régénérateurs 4, mais on n'a pas représenté ces dispositifs. Au sommet de la zone d'inspec- tion 3, une lance d'injection 5 est prévue pour l'introduction d'un combustible liquide dans le carneau, une telle lance étant maintenue en place, dans un couvercle d'inspection 6.
Un(! injection puisée du combustible liquide peut être assurée par un agencement comprenant un réservoir d'emmaga- sinage 7 débitant: le combustible liquide par le conduit 8 à tra- vers une pompe 9 vers une vanna de dosage 10, le combustible é- tant amené d'un côté d'un piston 11 contenu dans cette vanne.
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Un conduit de dérivation de combustible 12 mène à l'autre côté du piston, qui estactionné par des vannes 13, 14 et15, pour débiter des impulsions de liquide sous pression vers la lance 3 par le conduit 16. Les vannes 13, 14 et 15 peuvent être commandées par tout dispositif mécanique, pneumatique, hydraulique ou élec- trique convenable, non représenté, pour régler la fréquence des impulsions débitées.
Les installations typiques de four à coke pré- voient un.) série de chambres de distillation capables chacune de contenir environ 10 à 20 tonnes de matière carbonée et chauffées par des rangées adjacentes de carneaux verticaux, chaque carneau comportant une zone de chauffage d'environ 10 à 20 pieds de haut et présentant une section transversale d'environ1 à 2 pieds car- rés, Dans de telles installations, l'exigence en énergie, lorsqu' on utilise un combustible du type Bunker "C" pour entretenir une température de cokéfaction de 1250 C. en vue de carboniser 12 tonnes de charbon par chambre de distillation en 24 heures, peut être assurée par un taux d'injection de combustible de 7 gallons par heure sur la période de cokéfaction.
Pour une installation typique contenant 28 carneaux de combustion dans chaque série de carneaux (14 de ces carneaux étant chauffes à tout moment:), il faut que, pour répondre aux conditions précédentes, il y ait une injection d'environ 0,4 gallon par heure d'huile combusti- ble résiduaire dans chaque carneau.
En utilisant la technique d'injection pulsée décrite ci-dessus, le taux d'alimentation global de combustible peut être assuré en injectant des impul- .ions d'huile combustible résiduaire à une allure de 4 à 24 im- pulsions par minute, chaque impulsion fournissant 2 à 12 cm3 de combustible, Le taux réel d'impulsion et le volume de chaque impulsion dépendent des dimensions particulières du carneau, de la température do combustion requise et du pouvoir calorifique du combustible liquide employé.
Le volume des impulsions devrait
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cependant être réglé de préférence de manière que chaque masse d'huile continue à brûler au fur et à mesura qu'elle descend le long du carneau à contre-courant par rapport à la circulation d'air de combustion, et soit consommée totalement au moment où elle atteint le fond du carncau.
REVENDICATIONS
1, Un procédé de chauffage des fours à coke, ca- ractérisé en ce qu'on introduit un combustible normalement li- quide dans les carneaux de combustion du four à coke, ce combus- tible brûlant dans ces carncaux.
2. Procède de chauffage des fours à coke, dans lequel on introduit un combustible normalement liquide dans le sens descendant, par impulsions,dans les carneaux do combustion, et ce grâce à une lanco à combustible disposée au sommet des car- neaux de combustion, la "charge" d'huile combustible ainsi injec- tée étant brûlée dans les carneaux do combustion durant son pas- sage de haut en bas à travers ceux-ci.
3, Fours à coke, caractérisés en ce qu'ils compor- tent des moyens pour injecter un combustible normalement liquide dans un carneau de combustion par une lance d'injection de com- bustible, et des moyens pour débiter des impulsions de combusti- ble liquide vers cette lance d'injection un un volume prédéter- mine et à une fréquence prédéterminée.
4. Un four à coke, comportait des moyens pour in- jecter un combustible normalement liquide sans les carneaux de combustion.
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