Procédé pour faire marcher en régénération
une batterie de fours à coke L'invention est relative à un procédé pour faire marcher en régénération une batterie de fours
à coke, dans laquelle batterie des parois chauffantes subdivisées en rangées de carneaux de chauffage alternent avec des chambres de four dans lesquelles le réglage de la combustion à l'intérieur des carneaux
de chauffage assure un chauffage régulier du contenu des chambres de four suivant la hauteur et la mise en oeuvre d'organes de réglage tels que des écrans, des briques coulissantes et des éléments analogues, permet d'agir sur les divers carneaux de chauffage de chaque paroi chauffante, pour obtenir un échauffement régulier du contenu des chambres suivant la direction longitudinale de celles-ci, et sur les diverses parois chauffantes le long de la batterie, pour obtenir un chauffage régulier de toutes les chambres de four.
La régularité du chauffage du contenu des chambres, suivant la hauteur, dépend de la configuration des flammes qui brûlent à l'intérieur des carneaux de chauffage,laquelle configuration peut être réglée par l'amenée susceptible d'être effectuée à diverses hauteurs, du gaz de chauffage et de l'air comburant. Les différences de configuration nécessaires des flammes des divers carneaux de chauffage appartenant
à une paroi chauffante, pour tenir compte du rétrécissement des chambres et des autres influences conditionnées par les différences de besoins de chaleur existant suivant la direction longitudinale d'une chambre de four, peuvent être réglées à l'aide d'organes de réglage montés entre la conduite de sole du régénérateur et le régénérateur ou à l'intérieur des carneaux de chauffage; la régularité d'action des flammes sur toutes les parois chauffantes peut s'obtenir par le montage d'écrans entre la soupape d'évacuation des gaz brûlés et la conduite collectrice de gaz brûlés.
Les trois modes de réglage précités ne sont en mesure de produire un chauffage régulier du contenu de toutes les chambres de four d'une batterie de fours à coke, aussi bien en hauteur que suivant la longueur, que pendant un temps de fonctionnement déterminé (temps
de distillation des fours).
A un temps de fonctionnement déterminé (temps de distillation)'des fours correspond une quantité de gaz de chauffage amenée par unité de temps. Mais si
la longueur de ce temps de fonctionnement vient à être modifiée d'une manière importante, il faut modifier non seulement la quantité de gaz amenée par unité de temps, mais encore l'échelonnement des valeurs de réglage qui règlent l'arrivée et le départ des fluides gazeux pour les divers carneaux de chauffage d'une paroi chauffante et des diverses parois chauffantes
de la batterie. De même, la? forme de la flamme qui brûle dans les carneaux varie. Le passage sur un tel autre temps de fonctionnement, en faisant varier la quantité de gaz amenée par unité de temps et la position des organes de réglage, constitue un travail pénible, qui ne peut s'effectuer qu'en plusieurs semaines.
A cet effet, l'invention fournit un procédé simple: la batterie de fours à chambres fonctionnant avec régénération est réglée, pour un temps de distillation relativement court, si possible le plus court qui puisse encore être pratiqué pour un fonctionnement en régime permanent, pour un fonctionnement dans lequel toutes les chambres de four de la batterie sont le sièg d'un échauffement uniforme de leur contenu, en longueur cosse en hauteur. Lorsqu'on utilise un temps de distillation plus grand, la quantité de gaz amenée par unité de temps, réglée pour un tel débit élevé de production de la batterie, est conservée, de même que le mode d'application des flammes dans les carneaux de chauffag ainsi que la position des organes de réglage, et on tient compte des besoins de chaleur moindres en introduisant des interruptions dans chaque demi-période
de régénération.
Dans ces conditions, au cours de l'application des flammes, la forme des flammes dans les divers carneauc de chauffage est conservée et la cession-
de chaleur aux chambres avoisinant les carneaux de chauffage s'effectue de la même manière, à ceci près que ces interruptions produisent des interruptions relativement grandes ou relativement petites de chauffage.
Par suite de la grande inertie thermique,
qui caractérise la.conductibilité thermique dans la maçonnerie réfractaire, les valeurs relatives de réchauffement ne sont pas modifiées dans toutes les parties de la batterie, malgré la plus grande lenteur d'échauffement. Le processus d'échauffement de la
couche inférieure du coke est ralenti évidemment, mais les valeurs relatives de réchauffement du contenu de
la chambre, suivant la hauteur et suivant la longueur
du gâteau de coke, demeurent inchangées. On peut ainsi
en très peu de temps, ralentir la production de coke d'une batterie et on peut également la ramener à une valeur élevée. La pression d'amenée du gaz peut être conservée et tous les organes de réglage peuvent aussi rester dans leur position. Il suffit d'ajuster le treuil d'inversion pour effectuer une interruption plus longue ou
plus courte dans l'admission des fluides gazeux.
Une importance particulière doit être accordée à la régularité de la distillation du contenu des chambres suivant la hauteur. Un moyen d'assurer un échauffement régulier du contenu des chambres suivant toute la hauteur de celles-ci consiste dans la combustion des
gaz dans les carneaux de chauffage et dans une distribution telle des flammes produites dans cette combustion que le contenu des chambres s'échauffe suivant
la hauteur d'une manière régulière,, On sait que les
gaz de pouvoir calorifique élevé présentent une flamme courte et les gaz de pouvoir calorifique faible une longue flamme. On a déjà tenté d'obtenir une répartition en hauteur, aussi uniforme que possible, de
la chaleur en alimentant les carneaux de chauffage, soit en air comburant, soit en gaz, soit en ces
deux fluides, selon un certain échelonnement en hauteur; on aboutissait ainsi à un mode de construction plus ou moins compliqué des systèmes d'alimentation
en fluides de combustion. On a aussi allongé les flammes, en soi courtes, qui accompagnent la combustion
de gaz à pouvoir calorifique élevé, en mélangeant à
ces gaz des éléments composants de pouvoir calorifique relativement faible ou des éléments inertes, pour diminuer le pouvoir calorifique du gaz considéré; un exemple d'un tel mode de chauffage de four est constitué
par les fours à circuit fermé, dans lesquels on ajoute au gaz, des gaz brûlés, avant ou pendant la combustion. De même, pour ramener des gaz brûlés dans le carneau
de chauffage, il faut mettre en oeuvre des dispositions de construction spéciales.
On peut alors perfectionner encore le moyen proposé par l'invention pour faire fonctionner aussi simplement que possible, des fours à coke, disposés
en batterie et fonctionnant avec régénération, en augmentant la quantité de gaz appliquée, par rapport à celle qui, pour un rendement .-de production élevé de
la batterie, afin d'obtenir .un temps de distillation déterminé au cours d'une application de flamme étendue
à la totalité de la demi-période de régénération, serait suffisante pour fournir la quantité de chaleur nécessaire, dans une mesure telle, et en introduisant dans chaque demi-période de régénération un arrêt de chauffage d'une durée telle, que l�on obtienne une distillation régulière du contenu des chambres pendant la durée de distillation désirée. Dans ces conditions la quantité totale de gaz ou de chaleur appliquée à la maçonnerie du four demeure constante.
Si par exemple, pour un temps de distillation de 25 heures et un temps de commutation (demi-période
de régénération) de 20 minutes, la quantité de gaz appliquée à un carneau de chauffage en régime de flamme continue, est de 9 m3/h (conditions normales de température et de pression) et si on prévoit une interruption de chauffage de 8 minutes, c'est-à-dire si le carneau
de chauffage n'est chauffé par flamme que pendant 12 minutes, le débit de gaz amené pendant ces 12 minutes est de (20/12).9 = 15 m3/h. Pour une interruption de chauffage de 10 minutes, c'est-à-dire une durée restante de chauffage de 10 minutes, la quantité de gaz amenée par unité de temps est de (20/10).9 = 18 m3/h. La longueur de flamme est dans ce cas considérablement supérieure
et une quantité de chaleur suffisante est appliquée aussi aux parties supérieures de la chambre.
Pour réaliser l'interruption de chauffage
il faut tout d'abord fermer les vannes de gaz. D'autre part, il existe plusieurs possibilités de créer les interruptions de chauffage.
Après fermeture des vannes de gaz, les volets d'air et les soupapes de gaz brûlés demeurent ouverts.
Il subsiste un tirage d'air à travers le système de chauffage; il faut donc tenir compte de ce que l'air qui s'écoule à un débit relativement grand à travers le système de chauffage enlève de la chaleur, dans une faible mesure, à la maçonnerie du four.
Au lieu de maintenir dans leurs positions les volets d'air et les soupapes de gaz brûlés, qui sont ouverts pendant la demi-période de régénération, on
peut aussi au début de l'interruption de chauffage,
après la fermeture des vannes de gaz, intervertir aussitôt les volets d'air de manière que l'admission d'air et le tirage à travers les organes de chauffage s'effectue en sens contraire, c'est-à-dire dans le
sens suivant lequel les flammes sonc appliquées aux carneaux de chauffage au cours de la demi-période de régénération suivante.
Un étranglement de l'écoulement d'air qui traverse le système de chauffage lorsque les volets d'air sont ouverts et, par conséquent, une diminution
de l'extraction de chaleur qui se produit éventuellement, peut s'obtenir en manoeuvrant un dispositif d'étranglement disposé dans la canalisation de liaison entre la conduite collectrice de gaz brûlés et la cheminée et en amenant ce dispositif dans une position pour laquelle la conduite collectrice de gaz brûlés est le siège d'une action d'aspiration moindre. Il arrive toujours de l'air, bien qu'à un plus faible débit, lorsque les volets d'air sont ouverts, et cet air pénètre à travers l'un des groupes régénérateurs,
dans les carneaux de chauffage et de là, à travers l'autre groupe de régénérateurs, cet air parvient
dans la conduite collectrice de gaz brûlés. Le faible écoulement qui subsiste encore à l'intérieur du système de chauffage offre l'avantage que des conditions
de pression encore nettement définies règnent à l'intérieur des organes de chauffage sans que le rendement thermique en soit affecté.
Comme dispositif d'étranglement entre la conduite collectrice de gaz brûlés et la cheminée
on dispose de toute manière du volet d'étranglement
des gaz brûlés, disposé habituellement en cet endroit et.servant d'organe de réglage usuel actuellement, pour maintenir à une valeur constante la dépression qui
règne à l'intérieur de la conduite collectrice des
gaz brûlés, indépendamment des grandeurs perturbatrices qui modifient le tirage de la cheminée.
Dans un système de fours dans lequel l'arrivée des fluides à préchauffer s'effectue par les conduites de sole de régénérateurs, d'un côté du four,
et le départ des gaz brûlés s'effectue par des conduites de sole de régénérateur avoisinantes, de l'autre côté
du four, on peut réaliser l'interruption de chauffage
de telle manière que les vannes de gaz soient fermées
et qu'aussi bien les volets d'air que les soupapes de gaz brûlés soient amenés dans une position intermédiaire.
Dans ce cas, il ne s'effectue absolument pas de circulation des fluides gazeux à travers les régénérateurs et les carneaux de chauffage où les gaz demeurent au contraire stagnants.
Le passage d'un mode de fonctionnement dans lequel les carneaux de chauffage sont le siège de flammes pendant toute la demi-période de régénération
à un mode de fonctionnement tel que le prévoit l'invention s'effectue de telle manière que la pression qui règne à l'intérieur des canalisations de répartition
de gaz soit accrue dans le mesure où l'alimentation par unité de temps des brûleurs est augmentée et que le dispositif de commutation soit modifié ou changé de position en conséquence.
Lors du passage au mode de fonctionnement conforme à l'invention les différences de température entre diverses hauteurs du contenu des chambres sont considérablement diminuées. On obtient donc de cette manière, une distillation régulière suivant la hauteur du coke.
La possibilité d'augmenter la quantité de gaz amenée par unité de temps et de compenser l'augmentation de la quantité de chaleur ainsi amenée par la mise en oeuvre d'arrêts de chauffage, permet d'autre part d'obtenir, un temps de distillation court avec une valeur minimale de la température maximale de la maçonnerie.
L'invention est expliquée plus en détail ciaprès à l'aide de certains de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe verticale, en partie le long d'une rangée de carneaux de chauffage, en partie à travers une chambre de four, d'un four à coke compound à régénération, à carneaux de chauffage jumeaux, à brûleurs disposés en dessous, qui peut fonctionner selon le procédé conforme à l'invention; <EMI ID=1.1> l'arrivée de gaz pauvre à une conduite de sol de régénérateurs; <EMI ID=2.1> à buses et d'une canalisation ascendante de gaz riche;
- la figure 1d est une coupe d'une conduite de sole de régénérateurs et de la partie inférieure d'une cellule de régénérateurs;
- la figure 2 montre des coupes suivant la direction longitudinale de la batterie de fours, respectivement suivant les lignes A-B et C-D de la figure 1, et
- la figure 3 est une vue en plan suivant la ligne E-F de la figure 1.
Suivant la longueur de la batterie sont disposées alternativement des chambres de fours 10 et des rangées de carneaux de chauffage 11, 12. Les carneaux
de chauffage sont subdivisés en carneaux jumeaux; le carneau ascendant 11 et le carneau descendant 12 de chaque couple de carneaux jumeaux communiquent par une ouver-
<EMI ID=3.1>
intervalles de temps réguliers, par exemple de 20 ou 30 minutes, le sens du tirage à travers les carneaux est inversé. Des trous d'observation 14 ménagés dans
le plafond 15 du four permettent d'examiner les carneaux de chauffage. Le charbon est introduit dans les chambres de four 10 par des ouvertures de remplissage
16 ménagées également dans le plafond 15 du four. Les gaz qui se dégagent sont collectés dans un barillet 17 qui est disposé le long de la batterie de fours, à travers une canalisation ascendante.
Sur la passerelle 18, située du côté d'extraction du coke (à gauche sur la figure 1), du four circule le chariot de service 19 (représenté schématiquement), sur lequel sont prévus la grille de guidage du gâteau de coke, un dispositif élévateur de porte, un dispositif nettoyeur de porte et un dispositif nettoyeur d'encadrement de porte. De ce côté de la batterie de fours, le long de celle-ci, sont également prévues la canalisation de distribution de gaz riche 20 et la conduite collectrice de gaz brûlés 21.
Au dessus de la passerelle 22, du côté où sont situées les machines (à droite sur la figure 1), peut être disposée la tête de déchargement 23 (représentée schématiquement) de la barre de déchargement ainsi que la machine de déchargement des fours, qui peut être déplacée devant ceux-ci. Le long de la batterie, de ce côté, est disposée la canalisation de distribution de gaz pauvre 24.
En dessous des chambres de four se trouvent les parois 25 de régénérateurs. Entre les plans médians verticaux des chambres de four successives se trouvent deux régénérateurs 26 et 27 qui communiquent avec des conduites de sole 3b et 37 de régénérateurs. Les régénérateurs 26 et 27 sont subdivisés en cellules séparées par les parois transversales 28. Chaque cellule de régénérateur est en communication, (figure 2) par
des canalisations de liaison obliques 29 avec un carneau de chauffage de la rangée de carneaux de chauffage située à gauche de cette cellule et avec un carneau de chauffage de la rangée de carneaux de chauffage située à droite. Dans chacune des ouvertures de passage entre une conduite de sole 36 ou 37 de régénérateurs et une des cellules des régénérateurs 26 ou 27 est prévu un organe de régla-
<EMI ID=4.1>
en dessous de la brique inférieure de grille 53 de la cellule de régénérateurs est disposé un cadre de métal 55 qui s'applique par des rebords latéraux inférieurs, contre les parois de la conduite de sole de régénérateurs 36 ou 37 et dont la plaque supérieure est munie d'ouvertures 56. Ces ouvertures 56 peuvent être plus ou moins fermées par une plaque coulissante 57 qui est munie- d'ouvertures correspondantes 58 qui peut être déplacée suivant la direction longitudinale de la conduite de sole au moyen de la cheville 59.
Lorsque deux régénérateurs 26 et 27 fonction-
<EMI ID=5.1>
les deux paires avoisinantes de régénérateurs 26 et 27 fonctionnent en direction descendante. Compte tenu de la communication mentionnée ci-dessus des diverses cellules de régénérateurs et des carneaux des deux rangées de carneaux de chauffage avoisinantes, il résulte que lorsque dans une rangée de carneaux de chauffage, le premier carneau fonctionne en direction ascendante et le second en direction descendante, dans les deux rangées de carneaux de chauffage avoisinantes, le sens d'écoulement des gaz est inversé, c'est-à-dire que dans les rangées de carneaux de chauffage successives, les carneaux fonctionnant en direction ascendante et en direction descendante sont intervertis d'une rangée de carneaux de chauffage à l'autre.
Lorsque le four est exploité en four à gaz riche, les deux régénérateurs 26 et 27 servent alternativement à préchauffer l'air comburant et à absorber la chaleur des gaz brûlés sortant des carneaux de chauffage. Lorsque le four est exploité en four à gaz pauvre, les régénérateurs 26 servent alternativement
à préchauffer le gaz pauvre.
L'amenée d'air aux conduites de sole 36 et
37 de régénérateurs s'effectue de telle manière qu'à l'extrémité des conduites de sole de régénérateurs se trouvent des volets d'air 31 qui sont actionnés par les treuils de commutation. A côté des conduites de sole 36 de régénérateurs se trouve une arrivée de gaz pauvre, qui- est raccordée à la canalisation de distribution de gaz pauvre 24 par des soupapes 34 et des écrans 52 (figure.1b) actionnés par le treuil de commutation. Dans les conduites de sole 37 de régénérateurs n'est prévu qu'un volet d'air 31.
Du côté du déchargement de coke toutes les conduites de sole 36 et 37 de régénérateurs sont raccordées à la conduite collectrice de gaz brûlés 21 par des soupapes d'évacuation de gaz 35.
L'amenée de gaz riche s'effectue à partir de la canalisation de distribution de gaz riche 20 par l'intermédiaire de soupapes d'arrêt 38, de soupapes de commutation 39 et d'écrans 51 servant à régler le faisceau de tubes considéré (figure la), au moyen des tubes à buses 41 et 42, situés dans le sous-sol 50 des fours, desquels les tubes 41 sont alimentés dans une demipériode de régénération et les tubes 42 sont alimentés dans l'autre demi-période de régénération. Par des buses calibrées 43 (figure le) sont raccordées aux tubes à buses 41 et 42 les canalisations ascendantes 44 logées dans-les parois séparatrices 25 de régénérateurs et
qui aboutissent aux buses 45 à 48 qui font saillie
plus ou moins haut à l'intérieur des carneaux de chauffage 11 et 12.
Entre les soupapes d'évacuation de gaz
brûlés 35 et la conduite collectrice de gaz brûlés 21 sont prévus des volets d'étranglement 49 au moyen desquels le tirage provenant de la cheminée et agissant dans la conduite collectrice de gaz brûlés 21 peut être réparti entre les diverses conduites de sole de régénérateurs.
Pour obtenir un chauffage régulier de tous les fours, même pour des temps de distillation courts et pour des températures de chauffage élevées dans le cas du chauffage à gaz pauvre, il faut tout d'abord régler les volets d'air 31 d'une manière appropriée, puis les soupapes 34 d'amenée de gaz pauvre et les organes de réglage 30 qui se trouvent entre les conduites de sole 36 et 37 de régénérateurs et les diverses cellules des régénérateurs de gaz pauvre 26 et des régénérateurs d'air 27. Les organes de réglage 30, comme on le voit facilement agissent aussi bien pour le dosage des fluides ascendants que pour le dosage des fluides descendants.
A partir de deux cellules voisines des régénérateurs 26 et 27, dans lesquelles les courants de fluides à préchauffer sont ascendants, ceux-ci arrivent dans un carneau de chauffage d'une rangée de carreaux de chauffage voisine. Les gaz brûlés descendent dans une cellule d'une paire avoisinante de régénérateurs 26 et
27 et arrivent alors, sous un débit régi par les organes de réglage 30, dans une paire de conduites de sole
36 et 37 de régénérateurs qui, lorsque la soupape d'évacuation de gaz brûlé 35 est ouverte, débouchent dans la conduite collectrice.de gaz brûlés 21. Il faut
<EMI ID=6.1>
glement 49 qui se trouvent entre la soupape d'évacuation de gaz brûlés 35 et la conduite collectrice de gaz brûlés 21.
Si le temps de distillation, pour lequel, grâce à un réglage approprié de tous les organes de réglage, on cherche à obtenir et dans la mesure du possible, on obtient un échauffement régulier du contenu de toutes les chambres de four aussi bien suivant leur hauteur que suivant leur longueur, vient à être augmenté, il faut diminuer la quantité de gaz alimentant le four. Le procédé conforme à l'invention consiste alors à conserver en soi la quantité de gaz amenée par unité de temps, mais à introduire dans chaque demipériode de régénération des interruptions, et des interruptions de durées telles, que les températures des carneaux de chauffage diminuent et que la durée nécessaire à la distillation complète du contenu des chambres soit prolongée.
Pour le chauffage au gaz riche, il en va en principe de même. Pour un temps de distillation court, pour un débit d'alimentation en gaz déterminé, celle-ci doit 'être répartie entre les tubes à buses 45 et 48; cette répartition est assurée par le réglage des écrans
<EMI ID=7.1>
ainsi que par le réglage des volets d'air 31 et des organes de réglage 30, situés entre les conduites de soles'36 et 37 des régénérateurs et les cellules des régénérateurs 26 et 27 ainsi, également que par'le réglage des volets d'étranglement 49 situés dans les conduites de liaison entre les soupapes d'évacuation des
gaz brûlés 35 et la conduite collectride de gaz brûlés 21.
Process to run in regeneration
A battery of coke ovens The invention relates to a method for operating a battery of ovens in regeneration
coke, in which a battery of heating walls subdivided into rows of heating flues alternate with furnace chambers in which the combustion regulation inside the flues
heating system ensures regular heating of the contents of the furnace chambers according to the height and the use of adjustment devices such as screens, sliding bricks and the like, makes it possible to act on the various heating flues of each heating wall, to obtain regular heating of the contents of the chambers in the longitudinal direction thereof, and on the various heating walls along the battery, to obtain regular heating of all the oven chambers.
The regularity of the heating of the contents of the chambers, according to the height, depends on the configuration of the flames which burn inside the heating flues, which configuration can be regulated by the supply which can be carried out at various heights, of the gas heating and combustion air. The necessary differences in the configuration of the flames of the various heating flues belonging to
to a heating wall, to take into account the shrinkage of the chambers and other influences conditioned by the differences in heat requirements existing along the longitudinal direction of a furnace chamber, can be adjusted using adjusting members mounted between regenerator floor pipe and regenerator or inside the heating flues; the regularity of action of the flames on all the heating walls can be obtained by mounting screens between the burnt gas discharge valve and the burnt gas collecting pipe.
The three aforementioned adjustment modes are only able to produce regular heating of the contents of all the furnace chambers of a coke oven battery, both in height and in length, for a determined operating time (time
furnace distillation).
A certain operating time (distillation time) of the furnaces corresponds to a quantity of heating gas supplied per unit of time. But if
the length of this operating time has been significantly modified, it is necessary to modify not only the quantity of gas supplied per unit of time, but also the staggering of the adjustment values which regulate the arrival and departure of gaseous fluids for the various heating flues of a heating wall and of the various heating walls
drums. Likewise, the? The shape of the flame that burns in the flues varies. Switching to such another operating time, by varying the quantity of gas supplied per unit of time and the position of the regulating members, constitutes painful work, which can only be carried out for several weeks.
To this end, the invention provides a simple method: the battery of chamber furnaces operating with regeneration is set, for a relatively short distillation time, if possible the shortest that can still be practiced for operation in steady state, to an operation in which all the furnace chambers of the battery are the seat of a uniform heating of their contents, lengthwise and vertically. When a longer distillation time is used, the quantity of gas supplied per unit time, set for such a high production rate of the battery, is maintained, as is the mode of application of the flames in the flue pipes. heating as well as the position of the regulators, and account is taken of the lower heat requirements by introducing interruptions in each half-period
regeneration.
Under these conditions, during the application of the flames, the shape of the flames in the various heating flues is retained and the transfer-
Heat to chambers adjacent to the heating flues occurs in the same manner, except that these interruptions produce relatively large or relatively small interruptions in heating.
Due to the great thermal inertia,
which characterizes thermal conductivity in refractory masonry, the relative heating values are not changed in all parts of the coil, despite the greater slowness of heating. The process of warming up the
lower layer of coke is obviously slowed down, but the relative values of heating of the content of
the room, according to the height and the length
of the coke cake, remain unchanged. We can thus
in a very short time, slow down the coke production of a battery and it can also be brought back to a high value. The gas supply pressure can be maintained and all the regulating members can also remain in their position. Simply adjust the reversing winch to perform a longer interruption or
shorter in the admission of gaseous fluids.
Particular importance must be given to the regularity of the distillation of the contents of the chambers according to the height. One way to ensure regular heating of the contents of the chambers along the entire height of the latter consists in the combustion of
gas in the heating flues and in such a distribution of the flames produced in this combustion that the contents of the chambers heat up according to
height in a regular manner ,, We know that the
Gases of high calorific value have a short flame and gases of low calorific value have a long flame. An attempt has already been made to obtain a distribution in height, as uniform as possible, of
heat by supplying the heating flues, either with combustion air, or gas, or these
two fluids, according to a certain gradation in height; this resulted in a more or less complicated construction method of the power supply systems
into combustion fluids. We also lengthened the flames, in themselves short, which accompany combustion
gas with high calorific value, by mixing with
these gases are component elements of relatively low calorific value or inert elements, to reduce the calorific value of the gas considered; an example of such a furnace heating mode is constituted
by closed-circuit furnaces, in which burnt gases are added to the gas, before or during combustion. Likewise, to bring back burnt gases into the flue
heating, special construction provisions must be implemented.
We can then further improve the means proposed by the invention for operating as simply as possible, coke ovens, arranged
in battery and operating with regeneration, increasing the quantity of gas applied, compared to that which, for a high production yield of
battery, in order to obtain a determined distillation time during an extended flame application
to the entire regeneration half-period, would be sufficient to provide the necessary quantity of heat, to such an extent, and by introducing in each regeneration half-period a heating stop of such a duration, that the a regular distillation of the contents of the chambers is obtained during the desired distillation time. Under these conditions the total quantity of gas or heat applied to the masonry of the furnace remains constant.
If, for example, for a distillation time of 25 hours and a switching time (half-period
regeneration) of 20 minutes, the quantity of gas applied to a heating flue in continuous flame mode is 9 m3 / h (normal temperature and pressure conditions) and if an 8-minute heating interruption is planned, that is to say if the flue
heater is heated by flame only for 12 minutes, the gas flow rate supplied during these 12 minutes is (20/12) .9 = 15 m3 / h. For a heating interruption of 10 minutes, i.e. a remaining heating time of 10 minutes, the quantity of gas supplied per unit of time is (20/10). 9 = 18 m3 / h. The flame length is in this case considerably greater
and a sufficient amount of heat is also applied to the upper parts of the chamber.
To perform the heating interruption
you must first close the gas valves. On the other hand, there are several possibilities to create the heating interruptions.
After closing the gas valves, the air shutters and flue gas valves remain open.
There is still a draft through the heating system; it must therefore be taken into account that the air flowing at a relatively large rate through the heating system removes heat, to a small extent, from the masonry of the furnace.
Instead of keeping the air flaps and the burnt gas valves, which are open during the regeneration half-period, in their positions, we
can also at the start of the heating interruption,
after closing the gas valves, immediately invert the air flaps so that the air intake and draft through the heating elements take place in the opposite direction, that is to say in the
direction in which the flames are applied to the heating flues during the next regeneration half-period.
A restriction of the air flow through the heating system when the air dampers are open and, as a result, a decrease
of the heat extraction which may occur, can be obtained by operating a throttling device arranged in the connecting pipe between the flue gas collecting pipe and the chimney and by bringing this device into a position for which the pipe flue gas collector is the seat of less suction action. Air always arrives, although at a lower flow rate, when the air shutters are open, and this air enters through one of the regenerator groups,
into the heating flues and from there, through the other group of regenerators, this air reaches
in the flue gas collection pipe. The low flow which still remains inside the heating system offers the advantage that
still clearly defined pressure reign inside the heating elements without the thermal efficiency being affected.
As a throttling device between the flue gas collection pipe and the chimney
the throttle flap is available anyway
burnt gases, usually disposed in this location and serving as a currently customary adjustment member, to maintain a constant value the depression which
reigns inside the collecting pipe of
burnt gases, independently of the disturbing quantities which modify the chimney draft.
In a furnace system in which the arrival of the fluids to be preheated is carried out through the bottom pipes of regenerators on one side of the furnace
and the burnt gases are discharged through neighboring regenerator sole pipes, on the other side
the oven, the heating can be interrupted
so that the gas valves are closed
and that both the air flaps and the flue gas valves are brought into an intermediate position.
In this case, there is absolutely no circulation of the gaseous fluids through the regenerators and the heating flues where the gases, on the contrary, remain stagnant.
Switching from an operating mode in which the heating flues are the seat of flames throughout the regeneration half-period
to an operating mode as provided for by the invention is carried out in such a way that the pressure prevailing inside the distribution pipes
of gas is increased as the feed per unit time to the burners is increased and the switching device is modified or changed position accordingly.
When switching to the operating mode according to the invention, the temperature differences between various heights of the contents of the chambers are considerably reduced. In this way, therefore, a regular distillation is obtained according to the height of the coke.
The possibility of increasing the quantity of gas supplied per unit of time and of compensating for the increase in the quantity of heat thus supplied by the implementation of heating stops, on the other hand makes it possible to obtain a time of short distillation with a minimum value of the maximum temperature of the masonry.
The invention is explained in more detail below with the aid of some of its embodiments, taken by way of illustration but in no way limiting, with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a vertical section, partly the along a row of heating flues, partly through a furnace chamber, of a regenerating coke compound furnace, with twin heating flues, with burners arranged below, which can be operated according to the process according to 'invention; <EMI ID = 1.1> the supply of lean gas to a regenerator soil line; <EMI ID = 2.1> with nozzles and an ascending rich gas line;
- Figure 1d is a sectional view of a regenerator floor pipe and of the lower part of a regenerator cell;
- Figure 2 shows sections in the longitudinal direction of the battery of ovens, respectively along lines A-B and C-D of Figure 1, and
- Figure 3 is a plan view along the line E-F of Figure 1.
Depending on the length of the battery, furnace chambers 10 and rows of heating flues 11, 12 are arranged alternately.
heating units are subdivided into twin flues; the ascending flue 11 and the descending flue 12 of each pair of twin flues communicate by an opening
<EMI ID = 3.1>
regular time intervals, for example 20 or 30 minutes, the direction of the draft through the flues is reversed. 14 observation holes in
the ceiling 15 of the oven allow the heating flues to be examined. The coal is introduced into the furnace chambers 10 through filling openings
16 also provided in the ceiling 15 of the oven. The gases which are released are collected in a barrel 17 which is arranged along the battery of ovens, through an ascending pipe.
On the walkway 18, located on the coke extraction side (on the left in FIG. 1), of the oven circulates the service trolley 19 (shown schematically), on which are provided the guide grid of the coke cake, a device door lifter, a door cleaning device and a door frame cleaning device. On this side of the furnace battery, along the latter, there are also provided the rich gas distribution pipe 20 and the flue gas collection pipe 21.
Above the gangway 22, on the side where the machines are located (on the right in FIG. 1), the unloading head 23 (shown schematically) of the unloading bar as well as the ovens unloading machine, which can be moved in front of them. Along the battery, on this side, is arranged the lean gas distribution pipe 24.
Below the furnace chambers are the walls 25 of regenerators. Between the vertical median planes of the successive furnace chambers are two regenerators 26 and 27 which communicate with hearth pipes 3b and 37 of regenerators. The regenerators 26 and 27 are subdivided into cells separated by the transverse walls 28. Each regenerator cell is in communication, (FIG. 2) by
oblique connecting pipes 29 with a heating flue from the row of heating flues located to the left of this cell and with a heating flue from the row of heating flues located to the right. In each of the passage openings between a sole duct 36 or 37 of regenerators and one of the cells of the regenerators 26 or 27 is provided an adjustment member.
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below the lower grid brick 53 of the regenerator cell is disposed a metal frame 55 which is applied by lower side flanges against the walls of the regenerator hearth duct 36 or 37 and whose upper plate is provided with openings 56. These openings 56 can be more or less closed by a sliding plate 57 which is provided with corresponding openings 58 which can be moved in the longitudinal direction of the hearth duct by means of the pin 59.
When two regenerators 26 and 27 are in operation
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the two neighboring pairs of regenerators 26 and 27 operate in a downward direction. In view of the above-mentioned communication of the various regenerator cells and the flues of the two neighboring heating flue rows, it follows that when in a row of heating flues, the first flue operates in an upward direction and the second in an upward direction. downward, in the two rows of neighboring heating flues, the direction of gas flow is reversed, i.e. in successive rows of heating flues, the flues running in upward direction and in downward direction are swapped from one row of heating flues to the next.
When the furnace is operated as a rich gas furnace, the two regenerators 26 and 27 serve alternately to preheat the combustion air and to absorb the heat of the burnt gases leaving the heating flues. When the furnace is operated as a lean gas furnace, the regenerators 26 serve alternately
to preheat the lean gas.
The air supply to the sole pipes 36 and
37 regenerators is carried out in such a way that at the end of the regenerator floor ducts there are air flaps 31 which are actuated by the switching winches. Next to the regenerator hearth pipes 36 is a lean gas inlet, which is connected to the lean gas distribution pipe 24 by valves 34 and screens 52 (FIG. 1b) actuated by the switching winch. In the sole pipes 37 of regenerators, only an air shutter 31 is provided.
On the coke unloading side all the hearth pipes 36 and 37 of the regenerators are connected to the flue gas collecting pipe 21 by gas discharge valves 35.
The rich gas supply is carried out from the rich gas distribution pipe 20 via stop valves 38, switching valves 39 and screens 51 serving to adjust the tube bundle in question ( figure la), by means of the nozzle tubes 41 and 42, located in the basement 50 of the furnaces, from which the tubes 41 are fed in one regeneration half-period and the tubes 42 are fed in the other regeneration half-period . By calibrated nozzles 43 (figure le) are connected to the nozzle tubes 41 and 42 the upward pipes 44 housed in the dividing walls 25 of regenerators and
which lead to nozzles 45 to 48 which protrude
more or less high inside the heating flues 11 and 12.
Between gas relief valves
flue gas 35 and the flue gas collecting pipe 21 are provided with throttling flaps 49 by means of which the draft coming from the chimney and acting in the flue gas collecting pipe 21 can be distributed between the various regenerator floor pipes.
In order to obtain an even heating of all the furnaces, even for short distillation times and for high heating temperatures in the case of lean gas heating, it is first necessary to adjust the air dampers 31 in a manner suitable, then the lean gas supply valves 34 and the regulators 30 which are located between the sole conduits 36 and 37 of the regenerators and the various cells of the lean gas regenerators 26 and of the air regenerators 27. Adjustments 30, as can easily be seen, act both for the metering of the ascending fluids as for the metering of the descending fluids.
From two neighboring cells of the regenerators 26 and 27, in which the streams of fluids to be preheated are ascending, the latter arrive in a heating flue of a neighboring row of heating tiles. The burnt gases descend into a cell of a neighboring pair of regenerators 26 and
27 and then arrive, at a flow rate governed by the regulating members 30, in a pair of sole conduits
36 and 37 of regenerators which, when the flue gas discharge valve 35 is open, open into the flue gas collection pipe 21. It is necessary to
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seal 49 which are located between the flue gas discharge valve 35 and the flue gas collection pipe 21.
If the distillation time, for which, thanks to an appropriate adjustment of all the regulating elements, one seeks to obtain and as far as possible, one obtains a regular heating of the contents of all the furnace chambers as well according to their height that according to their length, comes to be increased, it is necessary to reduce the quantity of gas feeding the furnace. The method according to the invention then consists in conserving in itself the quantity of gas supplied per unit of time, but in introducing interruptions into each regeneration half-period, and interruptions of such durations, that the temperatures of the heating flues decrease and that the time necessary for the complete distillation of the contents of the chambers be extended.
The same applies in principle to heating with rich gas. For a short distillation time, for a determined gas supply rate, the latter must be distributed between the nozzle tubes 45 and 48; this distribution is ensured by adjusting the screens
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as well as by the adjustment of the air flaps 31 and of the adjustment members 30, located between the ducts of soles'36 and 37 of the regenerators and the cells of the regenerators 26 and 27 as well, also by the adjustment of the flaps of restriction 49 located in the connecting pipes between the discharge valves of the
flue gas 35 and the flue gas collectride pipe 21.