Procédé de distillation continue d'une matière combustible, et four pour la mise en #uvr e de ce procédé. La présente invention comprend un pro cédé de distillation continue d'une matière combustible telle que: houille, lignite, tourbe, bois, déchets végétaux et forestiers, schistes bitumeux, etc. .
Le procédé de distillation habituellement utilisé, par chauffage extérieur ou indirect, c'est-à-dire par transmission de la chaleur à travers les parois extérieures de la cornue, et à travers toute l'épaisseur de la masse de combustible, présente l'inconvénient de don ner lieu à des fours d'un prix très élevé, et à une cuisson toujours irrégulière de la ma tière à distiller.
Le chauffage interne, par contact direct, à l'aide de gaz ou de fumées inertes, chauds, qui traversent la matière en distillation, per met de réduire au minimum le prix du four de distillation et de réaliser une cuisson abso lument régulière des produits.
Ce procédé de chauffage, cependant, connu depuis longtemps, en principe, s'est heurté à de grosses difficultés techniques, et s'est, en outre, avéré comme étant peu écono mique, lorsque les vapeurs ou gaz utilisés agissaient. uniquement comme des agents in termédiaires pour le transport de la chaleur entre la source de chaleur et la matière à chauffer.
Le procédé utilisant un fluide gazeux in termédiaire est donc peu intéressant au point de vue économique.
Le procédé que comprend l'invention évite ces inconvénients. Il est caractérisé en ce que l'on chauffe la matière combustible à distil ler par contact direct, intérieur, à l'aide de fumées chaudes et réductrices traversant la matière et produites par la combustion di recte d'un combustible, cette combustion étant réalisée à l'extérieur de la matière trai tée et à l'aide d'une quantité insuffisante d'air.
Ces fumées de combustion réductrices ne renferment pas d'oxygène libre, contraire- ment aux gaz provenant d'une combustion généralement complète des combustibles. En utilisant directement ces fumées réductrices, le rendement calorifique est fortement aug menté et l'on supprime l'inconvénient grave de la destruction rapide des conduits métal liques nécessaires pour le chauffage conve nable d'un fluide intermédiaire.
Suivant un mode de réalisation de ce pro cédé, des fumées chaudes obtenues par com bustion directe sont ensuite refroidies à l'aide d'une partie des gaz de distillation provenant de la masse combustible à distiller.
On ramène ainsi la température des fu mées à une limite peu supérieure à celle de la température finale de chauffage du com bustible à distiller; on réalise ainsi une dis tillation lente et progressive à basse tempéra ture telle qu'il est nécessaire pour obtenir un rendement maximum en sous-produits, ainsi que pour donner au résidu: charbon, coke ou semi-coke, une qualité supérieure.
Dans ce mode de réalisation, les gaz de refroidissement insufflés dans les fumées chaudes servent tout d'abord à la récupéra tion de la chaleur vive contenue dans le ré sidu de la distillation avant leur mélange avec ces fumées chaudes.
Pour la production des fumées chaude, dans le cas de traitement de combustibles sulfureux, on opère avantageusement par in jection dans le foyer d'une certaine quantité de vapeur, permettant ainsi de porter cette vapeur à une haute température comprise entre 900 et 1200 , à laquelle la vapeur d'eau produit une désulfuration énergique du com bustible.
En effet, à cette température, la vapeur insufflée dans le combustible à distiller en même temps que les fumées de combustion donne lieu à la réaction bien connue du gaz à l'eau, avec formation d'hydrogène naissant. Ce dernier s'empare très énergiquement du S pour former du H'S qui se mélange aux gaz de distillation et aux fumées de chauffage, dont on peut récupérer ensuite le S par les moyens connus.
Dans une mise en aeuvre du procédé dans laquelle la matière à distiller est préparée sous forme de briquettes ou d'ovoïdes agglo mérés ou comprimés à l'aide de liant bitu- meux, on enrobe avantageusement cette ma tière à distiller dans du poussier calibré de charbon de bois, ou du poussier de coke ou de semi-coke, provenant plus particulièrement de lignite distillé, dont le poussier fin a été en levé au préalable.
On réalise ainsi un aggloméré enrobé dans une matière pulvérulente ne possédant aucun pouvoir collant. Les matières pulvérulentes les plus convenables pour cet usage sont le poussier de coke, de semi-coke ou de charbon, obtenu directement par la distillation du combustible même. Il est nécessaire cepen dant de calibrer ce poussier à une dimension sensiblement inférieure à celle de l'aggloméré ou du comprimé à distiller, et d'enlever le poussier fin: 0,? ou 0,3 mm, afin de donner à la matière en distillation dans le four une perméabilité suffisante pour le passage aisé de toutes les fumées de chauffage.
La pro portion d'enrobage ainsi nécessaire dépend en tout premier lieu de la nature de l'aggloméré ou du combustible à distiller; elle dépend également de la porosité de la matière consti tuant l'enrobage, qui permet l'absorption d'une quantité plus ou moins forte d'huiles ou de goudrons dégagés pendant la distilla tion de l'aggloméré ou du comprimé. A ce point de vue, les charbons de bois ou les semi- cokes de lignites constituent le meilleur enro bage.
Suivant un autre mode de réalisation du procédé, on incorpore dans des agglomérés crus, avant leur distillation, un sel alcalin (ce sel alcalin aura pour effet de donner une réactivité supérieure au semi-coke dans le cas de traitement de combustible sulfureux); ce sel alcalin, à haute température, s'empare des dernières traces de soufre libre contenu dans le combustible.
Ce sel alcalin est mélangé intimement au semi-coke ou coke durant l'agglomération né cessaire pour la vaporisation de ce coke ou semi-coke. Ensuite, la distillation de cet aggloméré, à haute température, en utilisant le procédé de #l'enrobage" indiqué ci-dessus, produit une combinaison directe de soufre avec le métal alcalin pour former un sulfure indécomposable par la chaleur. Ainsi les der nières traces de soufre, qui auraient échappé à l'action de l'hydrogène naissant, seront combinées dans un état stable, supprimant toute possibilité de dégagement de ce soufre pendant la combustion.
L'invention comprend en outre un four pour la mise en #uvre du procédé, caractérisé par un conduit d'amenée de fumées chaudes et réductrices provenant d'un foyer de chauf fage disposé à l'extérieur du four.
Dans une forme d'exécution de ce four, des canaux distributeurs disposés dans le four et y amenant lesdites fumées chaudes présentent une section décroissante dans le sens du mouvement des gaz.
On obtient ainsi une répartition très régulière des fumées chaudes dans toute l'étendue de la section horizontale d'arrivée de ces fumées.
Ces canaux distributeurs sont avantageu sement exécutés en matériaux réfractaires et sont percés d'ouvertures calibrées disposées sur un même niveau horizontal.
Ces ouvertures d'écoulement des fumées sont avantageusement disposées sur un même plan horizontal, afin de réaliser ainsi des filets de fumées tout à fait identiques.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du four que comprend l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale, suivant l'axe du four, perpendiculaire à des canaux distributeurs de fumées chaudes.
La fig. 2 est une vue suivant une coupe verticale perpendiculaire à la première.
La fig, 3 représente une vue horizontale du four et des accessoires d'une usine com plète.
Les fig. 4 et 5 se rapportent à des va riantes servant au traitement d'un combus tible aggloméré ou comprimé.
Un foyer de chauffage a, dans lequel sont brûlés une partie des gaz de distillation, afin de produire des fumées chaudes réductrices nécessaires à la distillation, se trouve à proxi mité du four.
Dans ce foyer est introduite une certaine quantité de vapeur destinée à produire la désulfuration des comprimés sulfureux, comme il est expliqué plus haut. Cette va peur est ainsi portée à une température com prise entre 900 et 1200 degrés, égale à celle maintenue dans le foyer.
Ces fumées chaudes s'élèvent par des ca naux b, garnis intérieurement d'un revête ment réfractaire, afin de protéger l'enveloppe de tôle contre la haute température, et d'évi ter en même temps toute déperdition de cha leur.
Les canaux b aboutissent directement à des canaux de distribution c qui sont disposés à l'intérieur du four de distillation.
Ces canaux c sont à section décroissante dans le sens de l'écoulement, afin de mainte nir une vitesse et, par suite, une pression constante.
Ils sont percés, à leur partie inférieure, de trous calibrés d, disposés sur un même plan horizontal, par lesquels s'échappent les filets de fumées chaudes.
Ces canaux horizontaux c, en fonte ré fractaire, sont en outre garnis d'un revête ment intérieur beaucoup plus réfractaire en core, pour résister ainsi d'une façon parfaite à la chaleur.
Les fumées chaudes, dès leur sortie par les ouvertures calibrées d, se mélangent à des gaz froids de récupération qui sont insufflés dans des canaux horizontaux e.
Ceux-ci sont identiques aux canaux c, mais ne possèdent pas de garniture réfTac- ta.ire intérieure. Ils sont disposés à une dis tance convenable sous le niveau des canaux c, afin que ces gaz froids, en traversant le pro duit déjà distillé, puissent en récupérer toute la chaleur vive avant de se mélanger aux fu mées chaudes.
Les gaz froids insufflés dans les canaux e sont de préférence des gaz combustibles pro venant du four de distillation. Ils ont un double but: 1e celui de récupérer la chaleur vive contenue dans le résidu de la distilla tion, et 2 celui de diminuer, notablement si nécessaire, la température des fumées chaudes insufflées au niveau supérieur, afin d'obtenir ainsi un gaz moyen dont la. température ne sera que peu supérieure à celle du produit distillé, et de réaliser par ce fait les conditions idéales pour la distillation à basse tempéra ture.
Il en résulte une économie de chauffage considérable, non seulement à cause de la chaleur récupérée dans le résidu de distilla tion, mais également à cause du haut rende ment du foyer, correspondant à la tempéra ture élevée des fumées de combustion que l'on peut insuffler directement dans le four de distillation tout en réalisant ainsi, prati quement, une distillation lente et progressive, à basse température.
La proportion de fumées chaudes et de gaz froids de récupération insufflés dans le four peut varier, dans toutes les limites d6si- rables, par réglage au moyen de robinets pla cés sur les conduits d'arrivée du gaz.
Après récupération de sa chaleur vive, le résidu de la distillation passe dans des étouffoirs récupérateurs f séparés, de forme aplatie, oii sa température est. abaissée jus qu'à la limite voisine de la température exté rieure, grâce à un courant d'air passant dans des canaux g, disposés entre ces étouffoirs. L'air chaud de ces récupérateurs sert ensuite à la combustion du gaz dans le foyer a.
Ainsi la chaleur totale contenue dans le résidu de la distillation est récupérée d'une façon parfaite et reportée dans le four, pour diminuer celle nécessaire à la distillation.
Le résidu de la distillation, complètement refroidi, repose sur des registres h, de forme cylindrique, dont la longueur est approxima tivement égale à celle du four et dont la con cavité est tournée vers le haut, constituant ainsi de véritables bassins qu'il suffit de rem plir partiellement d'eau pour réaliser une garde hydraulique étanche. Une très faible quantité d'eau suffit. pour cela., parce que la pression ou la dépression pouvant régner à cet endroit du four de distillation n'attei gnent que quelques millimètres d'eau.
Pour remplir très rapidement cette garde hydraulique et éviter tout excédent d'eau, un petit réservoir d'eau surélevé, dont la conte nance est égale à celle jugée nécessaire, per met de faire écouler rapidement cette quan tité d'eau en ouvrant un robinet.
Le nombre des caissons étouffoirs f et leur longueur égale à celle des registres de défournement sont tels que toutes les par ticules de matières contenues dans le four doivent parcourir un chemin très approxima tivement identique depuis l'entrée du four jusqu'à la sortie.
Cela permet une descente régulière de la matière à chaque défournement et, par suite, une cuisson absolument identique de toutes les particules en distillation.
Le défournement s'opère à intervalles assez éloignés et régulièrement espacés, en faisant osciller les registres h à l'aide de le viers 1, de façon à découvrir complètement l'ouverture inférieure des étouffoirs.
La matière tombe alors brusquement dans une trémie m, d'où elle est enlevée ensuite par un transporteur n, ou par tout autre moyen approprié.
De cette trémie m, elle peut être reçue directement sur un crible o, permettant d'opé rer un classement des produits, ainsi que l'en lèvement éventuel des poussiers (voir fig. 4).
Le four de distillation proprement dit est constitué par une simple cuve verticale en tôle p, garnie intérieurement de briques ré fractaires q, dont la hauteur est calculée sui vant la durée que l'on désire appliquer au chauffage de la matière.
Cette cuve est fermée à la partie supé rieure par un couvercle r, muni d'un système de fermeture étanche s, à cône droit ou cône renversé.
Une trémie t, de capacité déterminée, à la partie supérieure, permet de faire des enfour nements rapides, d'une quantité de matières correspondant au produit distillé enlevé à la base du four. Cette trémie est elle-même alimentée à l'aide d'une chaîne à godets ou d'un skip ou de tout autre moyen approprié connu.
Les gaz de distillation, mélangés aux fumées et aux gaz d'insufflation, se déga gent à la partie supérieure du four pour être traités dans une usine de récupération des sous-produits, suivant les procédés connus. Une partie de ces gaz, épurés, lavés et dé barrassés des sous-produits, est amenée au foyer de combustion a.
Une autre partie des gaz froids et épurés est insufflée par les canaux e, directement dans le four de distillation.
Une dernière partie des gaz, représentant l'excédent du chauffage, est enlevée du cir cuit pour être utilisée pour la production de la force motrice ou pour tous autres usages.
Dans une mise en #uvre du procédé sui vant laquelle on distille des agglomérés ou comprimés bitumeux, c'est-à-dire susceptibles de ramollissement ou de déformation pendant le chauffage, ces combustibles sont, au mo ment du chargement, #enrobés" dans du pous sier #calibré" ne possédant aucun pouvoir agglutinant, et constitué, de préférence, par du poussier de charbon de bois ou du pous sier de coke ou de semi-coke, de lignites ou de houilles. Cet enrobage peut s'effectuer le plus aisément de la façon suivante: Les agglomérés crus (c'est-à-dire le com bustible bitumeux sont chargés dans un skip qui n'est pas rempli jusqu'au bord. On y ajoute ensuite le poussier à la partie supé rieure, achevant ainsi de remplir le skip.
Pen dant le mouvement de ce skip et durant son déversement dans la trémie de chargement et ensuite dans le four, le poussier s'infiltre dans tous les intervalles laissés entre les agglomérés pour les enrober ainsi parfaite ment.
A la sortie du four de distillation, un crible o permet de séparer directement le poussier, de le calibrer à nouveau et d'enlever la poussière fine constituée par du 0,2 ou 0,3 mm.
Cette poussière fine rentre en fabrication pour la confection des agglomérés et le poussier calibré sert à nouveau pour l'enro bage.
Dans le cas de charbons sulfureux, les agglomérés crus renferment une proportion déterminée d'un sel alcalin qui s'emparera du S pendant la distillation à haute tempé rature. Ce sel, à l'état sec ou bien dissous dans l'eau, sera mélangé à la "pâte" avant son agglomération.