Procédé de distillation de charbon, schiste, houille, lignite et autres combustibles, et installation pour la mise en aeuvre de ce procédé. La présente invention comprend un pro cédé de distillation de charbon, schiste, houille, lignite et autres combustibles, en vue de la fabrication de gaz, de coke, d'huiles et d'autres produits, ainsi qu'une installation pour la. mise en ouvre de ce procédé.
En général, dans la fabrication du gaz ou du coke, on chauffe du charbon ou un autre combustible, dans des cornues fermées ou des fours et il se forme des vapeurs de certaines huiles volatiles, qui sortent des cornues ou des fours avec d'autres gaz et vapeurs, dans une conduite hydraulique et dans des con- denseurs où ces huiles volatiles sont partielle ment récupérées sous forme de goudron li quide. Ces huiles volatiles ont été récupérées de ce goudron par distillation fractionnée. Une nouvelle quantité d'huile volatile est quelquefois récupérée des gaz par un procédé de purification après la séparation du gou dron et de l'ammoniaque de ces gaz.
Selon le procédé de la présente invention, on soumet du charbon; schiste, houille, lignite et autres combustibles, à une distillation pro gressive et .destructive, de manière à obtenir un courant continu .de produits de distillation constitués par des gaz combustibles non con- densables, des vapeurs aqueuses, des huiles de faible point d'ébullition et des huiles de point d'ébullition élevé.
Ce procédé est ca ractérisé en ce que l'on soumet lesdits pro duits de la distillation à une première con densation à une température relativement éle vée, de manière à ne condenser que les cons tituants de point d'ébullition relativement élevé, puis en ce que l'on soumet le solde de ces produits à. une deuxième condensation, à une température relativement basse, pour con denser à la fois les huiles de faible point d'ébullition. et lesdites vapeurs aqueuses, en ne laissant pratiquement que les gaz combus tibles, non condensables dans ledit courant, et en ce que l'on renvoie les. huiles de point d'ébullition élevé, au fur et à mesure de leur condensation, à la matière en distillation, de manière à augmenter le rendement en gaz combustibles, non condensables et en huiles à faible point d'ébullition.
Comme on le comprend, les constituants à point d'ébullition élevé, trouvés habituelle ment dans le goudron, sont transformés en des huiles à plus faible point d'ébullition. En outre, une partie du carbone libre trouvé habituellement dans le goudron, est ramenée à la cornue de distillation, ce qui augmente le rendement en coke, tout en diminuant la quantité de carbone associée aux huiles gou dronneuses qui peuvent être obtenues, ces huiles étant, par conséquent, plus aptes être employées comme huiles combustibles.
Les condensais de la deuxième condensa tion, comprenant des huiles plus légères et des produits aqueux (avec ou sans huiles plus lourdes) peuvent être soumis à. un trai tement pour la séparation des. huiles, des constituants aqueux et ces huiles peuvent être ramenées aux cornues ou envoyées à un réci pient .d'emmagasinage.
Lors de la mise en oeuvre du procédé, la pression du gaz à l'intérieur des cornues ou des fours, et dans les conduites et les con- denseurs reliés à ces cornues ou à ces fours, est de préférence maintenue constante.
L'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, comporte au moins un appareil pour la distillation destructive des matières traitées. Elle est caractérisée en ce que cet appareil communique avec un conduit pour le départ des produits de distillation, ce conduit comportant un condenseur pour les huiles à point d'ébullition élevé, étant disposé de ma nière à ramener audit appareil, les conden sais formés dans ce condenseur et conduisant à un deuxième condenseur dans lequel les va peurs aqueuses et les huiles de faible point d'ébullition sont condensées,
un conduit d'en lèvement étant prévu pour les gaz combusti bles, non condensables, restants.
Pour ramener à la cornue les condensats du premier condenseur, la conduite d'échap- peinent des cornues ou des fours peut être disposée de façon à pencher vers les cornues ou fours, ou bien, on peut prévoir une con duite verticale munie de dispositifs (soit re froidis à l'air, soit refroidis à l'eau), de telle sorte qu'elle fonctionne comme un condenseur partiel, à reflux, et retourne les condensais lourds aux cornues ou aux fours.
Le gaz et les vapeurs provenant de ce condenseur par- tiel passent alors à travers un second con- denseur et de là à un séparateur et à la con duite hydraulique, ou à un séparateur au à la conduite hydraulique, ou son équivalent, de préférence munie d'un dispositif de com- mande de la pression.
Les condensais provenant du deuxième condenseur peuvent être fournis à un sépara teur dans lequel le liquide aqueux condensé est séparé des huiles condensées et la liqueur séparée de cette manière peut être fournie à. la conduite hydraulique ou à son équivalent ou à un récipient d'emmagasinage.
Les huiles condensées provenant du deuxième condenseur, après séparation de l'eau, peuvent également être fournies ensuite par une conduite, à la partie supérieure de la cornue ou alternativement à un récipient d'emmagasinage duquel elles peuvent être prises, comme on le désire, en vue d'être frac tionnées pour en récupérer les benzènes.
Les produits de la distillation peuvent sortir du premier condenseur à une tempéra ture variant, par exemple, entre 100 et 250 C et le gaz et les condensais peuvent. sortir du deuxième condenseur à une tempé rature inférieure à<B>50'</B> C. Il est évident que les températures ci-dessus peuvent varier con sidérablement selon des modifications dans la construction et la disposition des condenseurs et selon la nature ou la qualité du charbon à distiller.
L'invention s'applique à la fabrication de gaz comme produit principal ou secondaire (dans ce dernier cas les huiles légères ou le coke sont le produit principal), à partir de fours à coke aussi bien qu'à partir de cor nues, ou d'autres appareils .semblables pour la fabrication du gaz et du coke, ou de l'un de ces produits seulement. Dans la, description suivante, pour simplifier, on ne se référera qu'à des installations comportant des cornues, ces dernières pouvant évidemment être rem placées par d'autres appareils.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'installation pour la mise en couvre du pro cédé de l'invention: La. fig. 1. est une vue en coupe et en élé vation d'une première forme d'exécution, comportant une cornue verticale à chargement continu, une partie seulement de cette cornue étant représentée; La fig. 2 est une coupe horizontale faite selon la ligne en traits mixtes 2-2 de la fig. 1;
La fig. 3 est une élévation en coupe mon trant une légère modification de la partie de l'appareil employé pour la séparation des huiles, des condensats aqueux et fonction nant en combinaison avec un dispositif pour régler la pression clans la cornue et dans les conduites d'évacuation; La fi-. 4 est une élévation en coupe mon trant une autre modification de la partie de l'appareil employé pour fournir le gaz brut à. la conduite d'aspiration -et pour séparer les huiles et le liquide -du condensai provenant -lu deuxième condenseur: La fig. 5 montre une installation avec cornues verticales à remplissage intermittent;
La fig. 6 est une vue montrant une ins tallation avec cornues horizontales.
En référence aux fig. 1 et 2, le charbon fourni à la trémie 10 auxiliaire, descend gra duellement dans la cornue 11. Les gaz ainsi due les produits secondaires volatils qui se développent clans la cornue lorsque le char bon atteint la température de distillation, montent dans la conduite d'évacuation 12 au haut de la cornue et passent .dans la conduite verticale 13. Cette dernière est entourée par une chemise d'eau 14 présentant une conduite 15 d'amenée à sa partie inférieure, reliée à un récipient 17 présentant une soupape à bil les 18, laquelle est destinée à maintenir l'eau à, un niveau constant dans ce récipient et clans la chemise d'eau.
Une conduite de trop-plein 16 est prévue sur le côté du récipient, par laquelle tout excès d'eau peut s'échapper lorsque la sou pape à flotteur ne fonctionne pas convenable ment.
Les produits de la distillation passent dans la conduite 13, à une température très élevée et chauffent l'eau dans la chemise d'eau, jusqu'au point d'ébullition; la vapeur ainsi développée sort de cette chemise d'eau par une conduite 19 et peut être utilisée dans les cornues ou de n'importe quelle ma nière désirée.
La chemise d'eau 14 travaille comme un condenseur partiel à reflux dans lequel les huiles les plus lourdes ou celles de point d'ébullition le plus élevé sont condensées et ces huiles ainsi que n'importe quel carbone libre tombent au bas de la conduite 13 dans la cornue où elles sont décomposées. Une par tie -des con.densats qui tombent dans la cor nue peut être redistillée lorsque ces conden- sats atteignent la partie inférieure de la con duite 13, par suite de la température relati vement haute régnant dans cette partie.
Pour que les condensais provenant du. condenseur à reflux soient déviés de l'extré mité supérieure de la cornue de manière à éviter la formation de dépôt épais de carbone à cette extrémité, une douille conique 20 pend de cette extrémité dans la cornue, de telle sorte que les condensais seront dirigés au centre de la charge se trouvant dans la cor nue.
La douille 20 est fixée à un anneau cir culaire 21 par lequel les huiles les plus lour des sont dirigées sur cette douille. La con duite 13 se prolonge verticalement au-dessus du condenseur à reflux et de là passe hori zontalement à une conduite 22 descendante, reliée à l'extrémité supérieure d'un conden- seur 23 tubulaire. Une circulation d'eau froide est maintenue dans le condenseur 23 au moyen d'une con duite 24 -d'alimentation d'eau et d'une con duite 25 de sortie.
Le gaz et les huiles volatiles légères à l'état de vapeur sont dirigés par la conduite 22 au condenseur 23 dans lequel ces huiles légères et les vapeurs aqueuses sont conden sées et récoltées dans une chambre 2,6 au bas de -ce condenseur.
Le gaz passant au bas de la chambre 26 pénètre dans l'extrémité ouverte d'une con duite 27 qui passe dans cette chanvfre et qui est recouverte par un capuchon 228 pour dé vier les condensats venant du condenseur 23 en les éloignant de l'entrée de cette conduite.
Le gaz entrant dans la conduite 27 est fourni à un dispositif 29 de commande de la pression, en- communication avec la conduite 30 -d'échappement .des gaz.
Les huiles légères et le liquide aqueui récoltés dans la chambre 26passent ide celle- ci par une conduite 3!1 à un séparateur 32 qui est placé plus bas que le condenseur 23 et qui est destiné -à séparer les huiles du liquide aqueux.
Le séparateur comprend un récipient de n'importe quelle grandeur et forme voulues, présentant une cloison 33 s'étendant du haut du récipient jusque près du fond de ce der nier de façon à le diviser en deux comparti ments 34 et<B>M</B> communiquants. Une con duite 36 de sortie s'étend. vers le bas à tra vers le fond du compartiment 34 et une con- duite d'évacuation 3 7 s'étend vers le bas à travers le fond du compartiment 35.
Ces deux conduites sont munies de sections ou de douilles réglables 38 -et resp. 39, pour dé terminer ale niveau du liquide aqueux ou de l'huile dans les compartiments.
La conduite 31, pend dans le comparti ment 34 et la conduite 40 secondaire (repré sentée en traits interrompus) est disposée de manière à pendre à l'intérieur du comparti ment 35. L'extrémité de la conduite 31 et celle de la conduite secondaire 40 se terminent près du fond des compartiments et chaque conduite est munie d'un robinet 41 au moyen duquel l'huile et le liquide aqueux peuvent être fournis à chacun des deux -comparti ments, comme on le désire. Lorsque l'huile sortant de la chambre 26 est d'un poids spécifique plus grand que le liquide aqueux, les condensats sont fournis par la conduite 31 au compartiment 34 et le dit liquide flotte sur l'huile.
La douille 38 est soulevée à un niveau plus élevé que 'la douille 39; l'huile passe à la chambre 35 et de là dans la conduite 37 à l'aide de la douille 39, tandis que le liquide aqueux s'accumule dans le compartiment 34 et passe à la conduite 36 en coulant sur la lèvre de la douille 38.
Le courant des condensats allant au sé parateur, est continu et ce séparateur est construit suffisamment grand pour empêcher toute irrégularité -de fonctionnement par suite des quantités relatives variables d'huile et de liquide aqueux fournies irrégulièrement au séparateur et pour effectuer un travail cor rect.
L'huile sortant du séparateur par la con duite 37, peut être fournie à un récipient d'emmagasinage ou bien elle peut être rame née à la cornue.
Lorsque le liquide aqueux provenant de la chambre 26 est de poids spécifique plus grand que l'huile, les condensats sont ame nés au séparateur par la conduite secondaire 40, dans le compartiment 35.
Dans ce cas, la douille 39 est placée en un point plus élevé que la douille 38 et l'huile flottant sur la liqueur monte vers le haut du récipient -et descend dans la douille 39 jusqu'à la. conduite 37, tandis que le li quide aqueux passe au sommet de la douille 38 .dans la conduite 36 et descend jusque dans le dispositif 29 de contrôle de la pression.
Le dispositif de contrôle de la pression comprend un récipient divisé en deux com partiments 42 et 43, par une cloison 44 qui pend du sommet jusque près du fond de ce récipient. Le compartiment 42 est muni d'un couvercle 45 étanche au gaz, présentant un orifice 46 circulaire entouré par une douille ou par un bossage auquel l'extrémité infé rieure @de la conduite 27 est fixée; un ides côtés de ce couvercle est fixé étroitement au sommet clé la cloison 44. Le couvercle 45 est venu de fabrication avec une bride 47 rectangulaire laquelle en toure l'orifice -16 et pend dans le comparti ment 42.
Une conduite 48 est disposée de façon àc, communiquer avec le compartiment -12 et est reliée à une conduite 30 de gaz.
La conduite 36 de liquide pend à l'inté rieur du compartiment 43 et se termine près (lu fond de ce :compartiment. Une conduite d'évacuation 49 est disposée de façon à, pas ser à travers le fond de ce compartiment. Cette conduite est munie d'une douille 50 réglable qui est normalement placée de ni veau ou approximativement de niveau avec le bord inférieur de la bride 47 se trouvant dans le compartiment 42.
La liqueur fournie au dispositif de conr- inande de la pression, par la conduite 36, s'élève dans les deux compartiments jusqu'à ce qu'elle soit de niveau avec l'embouchure de la douille 50 et le bord inférieur de la bride 1 7 touche juste la surface de la li queur.
Toute liqueur supplémentaire four nie au compartiment 43 passera par-dessus la lèvre de la douille 50 et coulera ainsi à la conduite d'évacuation. Le niveau de la li queur clans le compartiment 42 variera selon la. pression dans la conduite de gaz 30 et si la pression dans cette dernière tombe au- dessous de la pression atmosphérique, la li queur s'élèvera autour de la bride 47 et ten dra. ainsi à. maintenir une pression atmo sphérique dans la conduite 27 et dans la cor nue, le compartiment 43 étant ouvert à, l'at mosphère. Le courant de liqueur provenant de la.
conduite 36 et la position de la douille 50 de trop-plein, font que le niveau du li quide dans le compartiment 43 restera cons tant malgré n'importe quelle modificatiou du niveau qui pourrait se produire dans le com partiment 42. Ceci assure le maintien .de la pression atmosphérique ou d'une autre pres sion déterminée à l'avance dans les conduites d'évacuation et dans la cornue sous toutes les conditions qui peuvent vraisemblablement se produire en pratique.
La liqueur venant du compartiment 43 peut être dirigée par la conduite 49 à un ré- cipient d'emmagasinage duquel elle peut être retirée après traitement ou bien tout ou par tie @de cette liqueur peut circuler à travers un système de conduites (non représenté) de façon à revenir au séparateur.
A,des moments (différents, pendant la dis tillation -et lorsque l'on distille des genres différents de combustibles, il arrive quelque- fois que les condensats provenant du second corndenseur 23, contiennent de l'huile de plus grand poids spécifique et à. d'autres moments de l'huile de plus faible poids spécifique que la liqueur aqueuse. Dans ces circonstances, le condensat récolté dans la chambre 26 peut passer à travers deux séparateurs superposés au-dessus,du dispositif de réglage -de la pres sion.
Cette disposition des séparateurs pré vue pour la séparation automatique de la liqueur aqueuse soit des huiles plus lourdes que l'eau, soit des huiles plus légères que l'eau, permet @de diriger, selon les #s, ces différentes huiles aux conduites de sortie res pectives et aux récipients respectifs d'emma gasinage. L'appareil pour effectuer la sépa ration différentielle mentionnée ci-dessus, est clairement représenté à la fig. 3; la conduite 31 est représentée comme débouchant dans le séparateur 51 supérieur.
Le séparateur 51 pour les huiles relative ment lourdes est muni d'une cloison verticale 52 qui s'étend à partir de son couvercle jus que près @de son fond et ,qui le divise en deux compartiments 53 et 54. La conduite 31 dé bouche près du fond du compartiment 53 et une conduite de trop-plein 55 conduit de ce compartiment à un compartiment 56 du sé parateur inférieur; le second compartiment 57 de ce séparateur présente une conduite 58 de trop-plein pour fournir de la liqueur au dispositif & réglage de la pression placé au- dessous du séparateur.
Le compartiment 54 du séparateur 51 est muni d'une conduite 59 .de sortie qui est com mandée par une soupape 60 à flotteur et l'ex trémité supérieure de la conduite 55 de trop- plein est munie d'une douille 61 réglable pour régler la profondeur de la liqueur clans le compartiment 53.
Lorsque l'huile fournie au séparateur su périeur est plus lourde que Veau, elle monte dans le compartiment 54 jusqu'à ce qu'elle atteigne le niveau de l'embouchure de la con duite 59 ide sortie, elle coule alors dans cette conduite et est soit ramenée à la cornue, soit fournie à un récipient d'emmagasinage ou à un autre récipient.
La soupape à flotteur 60 est réglée de telle sorte qu'elle ne fonctionnera que sous l'influence seulement de l'huile de densité plus grande que la aiqueur.
La liqueur aqueuse étant plus légère que l'huile la plus lourde, elle flottera sur cette huile et lorsqu'elle atteindra l'embouchure de la douille 61 (laquelle est placée à un niveau plus élevé que la soupape à flotteur), elle coulera dans la conduite 55 -de trop-plein, qui la conduira au compartiment 56 du sépara teur inférieur.
Si les huiles passant avec la liqueur aqueuse à partir du condenseur 23 sont plus légères que cette liqueur, la soupape à flot teur ne fonctionnera pas; clans -ce,cas tous les condensais passent par la conduite 55 au compartiment 56 du séparateur inférieur.
Le compartiment 56 du séparateur infé rieur est muni d'une conduite 62 de trop- plein, laquelle est pourvue d'une -douille 63 réglable, semblable à la douille 64 de la con duite 58 de trop-plein, reliant le comparti ment 57 au dispositif de réglage de la pres sion.
La liqueur aqueuse et l'huile fournies au séparateur inférieur montent dans celui-ci jusqu'à ce que la liqueur aqueuse commence à déborder dans l'embouchure -de<B>la</B> douille placée sur la conduite 58 de trop-plein, tandis que l'huile flottant sur ladite liqueur, dans le compartiment 56 pénétrera et coulera au bas de la -douille 63 dans la conduite 62 de frop-plein.
La douille 63 est placée à un niveau plus élevé que la. :douille 64 et l'huile entrant dans la conduite 62 à partir de la douille mention née en premier lieu, est dirigée sur la cornue ou sur un récipient d'emmagasinage ou autre récipient. La liqueur passant du séparateur infé rieur au dispositif de réglage de la pression, maintient un niveau voulu dans - ce dernier et compense toute perte de liquide par le trop-plein .due à des fluctuations du niveau de la liqueur dans le compartiment 42 du dispositif.
Lorsque les condensats provenant du se cond condenseur 23, contiennent de l'huile de poids spécifique plus faible que la liqueur aqueuse, ces condensats peuvent être dirigés directement de la chambre 26 parla conduite 31 au dispositif de réglage de la pression et l'huile peut être séparée de la liqueur aqueuse dans un séparateur disposé comme représenté à la fig. 4.
:Bans cette dernière disposition .de l'appa reil, la conduite 31 transporte le condensai au compartiment 43 !du dispositif 29 de com- mande de la pression et l'huile étant plus lé gère que la liqueur, monte dans ce comparti ment et s'écoule avec la liqueur au-dessus de la partie supérieure de la .douille 50 placée sur la conduite 49 et à un séparateur cons truit et fonctionnant semblablement à celui inférieur représenté à la fi g. 3 @du dessin.
L'huile et la liqueur séparées dans le sé parateur sont dirigées de celui-ci par les con duites de trop-plein 62 et resp. 58 à n'im porte quel endroit désiré.
La fig. 5 représente une installation avec cornues verticales chargées par intermittence. Un condenseur 14 à chemise d'eau est placé autour de la conduite montante 13 passant verticalement vers le haut à partir de la con duite coudée 76 d'évacuation de la cornue 77.
Le condenseur 14 à chemise d'eau est construit- et fonctionne :de la même manière que le condenseur à chemise d'eau représenté à la fig. 1 et décrit précédemment.
La conduite 13 passe au-dessus du con- denseur 14 et,de 1à ,d-escend pour venir se re lier avec l'extrémité supérieure d'un conden- seur 2,3 incliné. Ce condenseur 23 est cons truit et fonctionne d'une manière semblable au condenseur 23 représenté à la fig. 1 et décrit précédemment.
Une conduite 27 part vers le bas à partir de l'extrémité inférieure du condenseur 23 et dirige. le gaz à un dispositif de réglage de pression qui est associé .à, un séparateur 32, comme celui représenté à la fie. 1. Les con- densats provenant -de l'extrémité inférieure du condenseur 23 sont dirigés par une con duite 31 à ce séparateur.
La conduite 76 d'évacuation fait saillie sur une petite distance dans la partie supé rieure de la cornue 77. Elle présente une lèvre 78 qui dirige les condensats provenant du condenseur 1.1 à reflux au centre de cette cornue, .de telle sorte que des dépôts exces sifs de carbone sont empêchés de se former près de l'entrée de cette conduite d'évacuation.
La fie. fi montre l'invention adaptée à -des cornues 79 horizontales à chargement inter mittent. La conduite 80 montante, qui, dans ce cas, part verticalement @de la tête de la cornue, est pourvue d'un condenseur à reflux construit et disposé comme celui représenté aux fie. 1 et 5. La conduite montante est reliée à un condenseur 23 lequel est relié à son tour à un séparateur 32 et à. un -dispositif 29 de réglage de la pression construit, dis posé et fonctionnant comme celui représenté à la fie. 5.
La conduite montante entre le condenseur à reflux et la cornue est munie d'une douille 82 pour diriger les condensats goudronneux et le carbone libre revenant de ce condenseur, à l'intérieur de l'embouchure de la cornue ou à une certaine distance de l'entrée de cette conduite montante, de telle sorte que les dé pôts de carbone à cet endroit peuvent être évités.