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Perfectionnements à la distillation du charbon et d'autres matières solides contenant du carbone
Cette invention concerne la distillation du charbon et d'autres matières solides contenant du carbone et plus spé- cialement ce mode de distillation dans lequel on utilise des appareils de chauffage ou récupérateurs pour chauffer la vapeur ou le mélange de vapeur et de gaz, ou le gaz servant de véhicule de chaleur appliqué intérieurement pour effectuer la distillation.
Suivant l'invention, la chaleur des gaz et vapeurs sortant de la cornue est utilisée pour produire de la vapeur servant à la distillation, ou bien ces gaz et vapeurs servent de véhicule de chaleur utilisée dans la distillation.
En outre, suivant l'invention, les gaz et vapeur com- prenant l'excès de vapeur utilisé dans la distillation ou servant de véhicule de chaleur sont amenés en contact
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intime avec de l'eau chaude, qui se trouve ainsi percée a son point d'ébullition, et l'eau ainsi chauffée dégage en- suite de la vapeur passant dans la cornue après avoir été préalablement chauffée, par exemple dans un four à soufflerie ou récupérateur.
L'invention comprend une méthode comportant, à titre de variante, l'utilisation de cornues agencées de façon à fonctionner par paires ou en nombre différent, avec des ré- chauffeurs correspondants, fours à soufflerie ou récupérateurs, ainsi que les caractéristiques de construction que comporte une pareille méthode.
L'invention comprend aussi des moyens pour extraire de la cornue les résidus carbonisés et elle comprend en géné- ral des caractéristiques de construction applicables aux appa- reils du type indiqué.
L'invention comprend les caractéristiques de la mé- thode et de l'appareil qui seront décrits plus loin.
L'utilisation de la chaleur des gaz et vapeurs sortatt de la cornue pour la production de vapeur destinée à être uti- lisée dans la distillation peut être effectuée avantageusement dans un appareil comme celui qui sera décrit plus loin, ou bien elle peut être effectuée dans un appareil comme celui qui est décrit dans le brevet anglais antérieur ? 166161, ou bien elle peut être effectuée dans des conditions dans les- quelles la chaleur est appliquée extérieurement à la cornue, dans laquelle se fait la distillation, ou, partiellement ou totalement, par l'utilisation de vapeur ou de gaz préalable- ment chauffés et traversant la cornue.
L'invention peut être réalisée avantageusement dans
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des conditions de température modérées, c'est-à-dire dans lesquelles la température maxima appliquée à la charge à distiller est d'environ 750 C. Ainsi, lorsque la vapeur est utilisée pour servir de véhicule pour la chaleur appliquée dans la distillation, la vapeur sera préalablement chauffée à une température proportionnellement plus élevée que celle qui est indiquée* Il est évident toutefois que la température maxima de distillation est sensiblement inférieure à 1.000 C, pour que l'utilisation de la vapeur ait pour résultat la décomposition du méthane et pour que sa réaction sur le char- bon et la production de gaz d'eau qui s'ensuit soient évi- tées ou réduites au minimum.
On obtient donc, dans ces condi- tions, un rendement relativement élevé en hydrogène, avec un pourcentage d'oxyde de carbone proportionnellement plus bas que si la température était assez élevée pour favoriser la réaction formant le gaz d'eau.
Si l'on suppose qu'on introduit dans la cornue 100 kg de vapeur pour chaque 100 kg de charbon à distiller, et que la vapeur d'eau et les gaz sortant de la cornue ont par exem- ple une température de 150 à 180 0, on disposera d'une quan- tité de chaleur théoriquement plus que suffisante pour vapori- ser 100 kg d'eau à la même température.
Par conséquent,, si on asperge les gaz et vapeurs sortant de la cornue avec de l'eau à une température de 82 0 par exemple, l'eau utilisée peut être portée à une température de 99 C par exemple et après l'évaporation d'une partie de l'eau et le refroidisse- ment consécutif du reste jusqu'à environ 88 C, une proportion notable, par exemple 50 kg, de vapeur pourra être produite et comprimée jusqu'à la pression de marche dans la cornue,
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et on pourra la faire passer à travers la cornue après l'avoir préalablement chauffée, par exemple dans un réchauffeur ou récupérateur. On obtient ainsi de la vapeur en utilisant la chaleur des gaz et vapeurs produits dans la distillation.
On congoit dès lors que la chaleur des gaz et vapeurs produits dans la distillation peut être utilisée dans un épu- rateur ou en général dans un échangeur de chaleur de type approprié quelconque. Le type d'épurateur ou échangeur de vapeur utilisé n'est limité en aucune façon, pas plus que sa construction ni son fonctionnement, et il est bien entendu que la chaleur des gaz et vapeurs sortant de la cornue est utilisée directement pour amener, près de son point d'ébulli- tion, de l'eau qui est évaporée pour fournir la vapeur desti- née à traverser la cornue. De fagon semblable, l'invention n'est pas limitée quant au type d'évaporatieur utilisé ou à sa construction, ou aux moyens utilisés pour y maintenir la pression réduite ou le vide partiel.
On conçoit qu'il est avantageux de faire passer la vapeur dans un réohauffeur ou récupérateur avant de l' envoyer dans la cornue, où elle est portée au degré de chaleur né- cessaire pour effectuer la distillation dans les conditions décrites. La cornue peut être munie de deux réchauffeurs ou récupérateurs de ce genre, pouvant être utilisés alternative- ment pendant des laps de temps appropriés d'une demi-heure par exemple. On peut chauffer les réchauffeurs ou récupéra- teurs en y faisant brûler du gaz et la vapeur produite de la façon décrite ci-dessus peut être envoyée à travers les récu- pérateurs ainsi chauffés et y être introduite avec d'autres gaz ou vapeurs.
Ou bien chaque cornue peut ne comporter qu'un
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seul réohauffeur ou récupérateur, la fabrication du gaz étant interrompue dans une cornue pendant le chauffage de son ré- cupérateur.
On peut asperger les gaz et vapeurs sortant de la cornue avec du goudron ou un autre liquide, avant de les as- perger avec l'eau destinée à être chauffée pour produire l'é- vaporation de la façon déjà décrite. De façon analogue, on peut, suivant l'invention, n'utiliser qu'une partie des gaz et vapeurs sortant de la cornue et on peut prévoir des moyens par lesquels, lorsque la fabrication du gaz est interrompue dans l'une des deux cornues d'une paire pendant que son récu- pérateur est chauffé, les gaz et vapeurs sortant de l'autre cornue de la même paire peuvent traverser l'échangeur de chaleur, de sorte qu'un échangeur de chaleur et évaporateur peut servir ainsi pour deux ou plus de deux cornues.
L'invention est représentée schématiquement dans les dessins ci-annexés.
La fig. 1 est une vue schématique de l'appareil ser- vaut à utiliser la chaleur des gaz et vapeurs sortant de la cornue en vue de la production de vapeur devant être utilisée dans la distillation.
La fig. 2 est un plan schématique de la cornue avec ses réchauffeurs ou récupérateurs, auxquels elle est reliée.
La fig. 3 est une élévation schématique, partie en coupe, correspondant à la fig. 2 et la fig. 4 est une élévation schématique d'extrémité correspondant à la fige 3.
Dans le mode de réalisation de l'intention représenté par la fig. 1, on peut installer un épurateur a du type à
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aspersion, comportant un bâti creux pouvant être placé par exemple entre deux cornues telles que b et divisé en deux par- ties par une cloison verticale o ou construit de toute autre manière de façon à former deux compartiments parallèles dont le deuxième peut être plus court que le premier, ces deux com- partiments se terminant tous deux à leur partie inférieure par une partie ouverte al, de dimensions réduites, plongeant dans un récipient plat ouvert d, formant joint hydraulique.
La cloison c s'arrête un peu au-dessus du fond, de sorte que les gaz peuvent descendre dans un compartiment et remonter dans le compartiment voisin, comme cela est indiqué par les flèches, une aspersion d'eau étant prévue à l'extrémité supé- rieure de chaque compartiment pour purifier les gaz et vapeurs et les débarrasser des particules solides qu'ils peuvent contenir en suspension, et ce récipient plat! peut être muni d'un tuyau d'évacuation aboutissant au réservoir qui reçoit la liqueur ammoniacale de l'installation, ce réservoir pou- vant être disposé au-dessous et en arriéra des cornues et des récupérateurs.
Les gaz et vapeurs sortant du deuxième compartiment de l'épurateur a. peuvent entrer dans une partie du barillet.!. ayant un diamètre agrandi et étant disposé ou ayant sa partie inférieure disposée avec une légère inclinai- son sur l'horizontale vers le tuyau el de sortie du liquide, barillet e dans lequel les gaz et vapeurs peuvent être asper- gés de nouveau au moyen d'un tuyau horizontal f. Une pompe spéciale peut être installée pour la circulation de l'eau ou du liquide dans l'épurateur a.
La couche de recouvrement ou le liquide contenu dans le récipient plat d, peut être maintenu séparé de l'eau ou du
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liquide utilisé pour asperger les gaz et vapeurs dans le ba- rillet e.. La circulation de la majeure partie de l'eau chaude ou du liquide chaud est assurée par une autre pompe jg et cette partie est envoyée dans le tuyau f monté à la partie supérieu- re du barillet.il sur la majeure partie de sa longueur, des tuyaux d'aspersion f1 pouvant pénétrer dans le barillet, de façon qu'un grand volume d'eau chaude ou de liquide chaud puisse être envoyé par ces tuyaux d'aspersion f1 dans le gaz et la vapeur qui traversent le barillet.
L'eau chaude ou le liquide chaud ayant servi à l'aspersion retourne à la partie inférieure du barillet e,sort par le tuyau el et entre dans un réservoir fermé h servant de réservoir de dépôt, de cette façon une circulation constante d'eau chaude ou de liquide chaud est maintenue à travers le barillet, et comme ce baril- let oharrie un grand volume de vapeur, la vapeur se condense et porte la température de l'eau chaude ou du liquide chaud à peu près jusqu'au point d'ébullition, par exemple 99 C, à leur entrée dans le réservoir de dépôt h.
Le réservoir de dépôt h comporte à sa partie supérieu- re un cylindre renversé h1 dont le diamètre est sensiblement inférieur à celui du réservoir h et qui est ouvert à son ex- trémité inférieure de façon que, lorsque l'eau chaude ou le liquide chaud entrent dans le réservoir h, cette eau ou ce liquide coulent sur le sommet fermé du cylindre renversé h1, puis descendent, le goudron se déposant au fond du réservoir h, tandis que l'eau ou le liquide remontent à l'intérieur du cy- lindre renversé hl,
dont ils sortent pour entrer dans le bâti creux d'un évaporateur ou réservoir en forme de bouteille i monté près de l'extrémité supérieure du réservoir de dépôt h
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et où l'eau chaude ou le liquide chaud peuvent passer sur un ou plusieurs barrages il et de là dans un tuyau de sortie pour descendre ensuite dans un réservoir j alimentant la pompe de ciroulation g.
Au-dessus du bâti d'évaporateur ou réservoir en forme de bouteille i est monté un réservoir in- termédiaire de forme cylindrique ou réservoir de purge k comportant à son extrémité inférieure un canal d'admission en spirale ou d'autre tonne, par lequel toutes les particules d'eau qui seraient entraînées peuvent se déposer et retourner dans le bâti i, le but de ce dispositif étant effectivement de purger la vapeur lorsqu'elle entre dans le réservoir]:.
Un éjecteur 1 de vapeur à haute pression peut être monté sur le réservoir de vapeur k et actionné par de la va- peur vive, cet éjecteur1 maintenant l'aspiration sur le ré- servoir de vapeur et par suite sur le bâti d'évaporateurou la bouteille i, ce qui fait que la vapeur balaye et entraîne l'eau chaude ou le liquide chaud en traversant. le bâti d'é- vaporateur. Le jet de vapeur est fortement surchauffé, ce qui fait que la pression peut être augmentée et la condensation évitée pendant la compression, on conçoit ainsi que le jet de vapeur, non seulement provoquera l'évaporation, mais devra forcément aussi augmenter sensiblement la pression, par exem- ple jusqu'à plusieurs centimètres d'eau. La vapeur ainsi en- entraînée au dehors descend dans un tuyau 11 et arrive dans la conduite maîtresse aboutissant. aux cornues b.
Au point de raccordement on peut monter un éjeoteur de vapeur d'échappe- ment pouvant être alimenté par de la vapeur provenant d'une machine à vapeur; cet appareil, dans lequel l'aspiration peut se faire sous une légère pression au-dessus de la pression
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atmosphérique, peut constituer un appareil éjecteur destiné à contribuer à maintenir l'aspiration dans les tuyaux venant du réservoir de vapeur k et de l'évaporateur i.
La vapeur ainsi aspirée hors de ceux-ci traverse l'une ou l'autre des soupapes aboutissant à l'une ou l'autre des cornues de l'installation, suivant le cycle de l'opéra- tion.
On peut prévoir aussi des tuyaux de trop-plein par- tant du réservoir de dépôt h, et aboutissant à un réservoir de trop-plein de façon que, si la quantité de liquide qui dé- borde est trop grande, ce liquide peut revenir automatiquement. en arrière pour circuler à nouveau à travers le système, des tuyaux de trop-plein pouvant être prévus aussi à partir du réservoir de pompe j pour envoyer l'excès d'eau ou de liquide aux réservoirs de dépôt de l'installation à sulfate.
En marche, la température de l'eau chaude ou du liquide chaud, à leur arrivée dans les pompes, peut être d'environ 88 0 et elle est portée à environ 99 0 dans le barillet; il est est bien entendu que la vapeur/produite dans l'évaporateur sous la basse pression déterminée par l'éjecteur, pression qui peut être d'environ 3,5 à 5 kg de pression absolue, et en arrivant dans le réservoir de pompe l'eau peut se refroidir jusqu'à environ 88 C, la vapeur passant au récupérateur, où elle est chauffée avant de traverser la cornue dans laquelle sa chaleur est utilisée pour la distillation de la charge contenue dans la cornue.
Il. est évident que les températures effective s peuvent varier suivant les conditions dans lesquelles on se trouve, les températures indiquées n'étant données qu'à titre d'exem-
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ple,
Il est bien entendu que des tuyaux de purge peuvent: être prévus pour le goudron et les différents liquides.
Ainsi, suivant l'invention, une quantité de vapeur considérable peut être produite dans des conditions économi- ques et utilisée dans la distillation, la vapeur ainsi disponi- ble pouvant être complétée, ce qui permet d'obtenir des rende- ments exceptionnellement élevés en sous-produits, ainsi qu'un rendement élevé en gaz d'un bon pouvoir calorifique. Le gaz et les vapeurs d'hydrocarbures sortant des cornues entraîne- ront donc une quantité considérable de vapeur d'eau. A la sortie des cornues la température peut être par exemple de 1760 C. A son passage dans le barillet la vapeur d'eau est condensée, de même que la majeure partie du goudron, et les gaz et vapeurs sortent du barillet en x refroidis jusqu'à une température de 85 C par exemple.
On a constaté que l'usage de vapeur servant d'agent de circulation, dans les conditions indiquées, donne des résultats exceptionnellement bons lorsque la quantité de vapeur utilisée est de 4 kg par kg de charbon distillé, mais la quantité de vapeur utilisée n'est nullement limitée et on peut faire varier oette quantité de vapeur et la compléter suivant les rendements exigés dans des cas particu- liers, mais en général la quantité de vapeur utilisée peut être sensiblement inférieure.
On utilisera de préférence un injecteur de vapeur pour produire, de façon convenable, le vide nécessaire dans l'éva- porateur et la pression à appliquer dans la cornue, mais on peut utiliser aussi d'autres moyens, tels qu'un aspirateur à turbine par exemple.
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Les chiffres ci-dessous démontrent l'utilité du pro- cédé suivant l'invention et montrent la quantité de vapeur disponible par 100 kg de charbon, dans les conditions indiquées.
On se basera sur les données suivantes :
EMI11.1
<tb> Chaleur <SEP> spécifique <SEP> du <SEP> gaz <SEP> et <SEP> des
<tb> vapeurs <SEP> d'hydrocarbures <SEP> à <SEP> 0.3
<tb> Chaleur <SEP> spécifique <SEP> de <SEP> la <SEP> vapeur
<tb> d'eau <SEP> à <SEP> des <SEP> températures <SEP> indiquées <SEP> à <SEP> 0.5
<tb> Température <SEP> du <SEP> liquide <SEP> après <SEP> circulation <SEP> 99 <SEP> 0
<tb> Température <SEP> du <SEP> liquide <SEP> avant <SEP> la <SEP> oirculation <SEP> . <SEP> 87 <SEP> C
<tb> Chaleur <SEP> latente <SEP> de <SEP> la <SEP> vapeur <SEP> d'eau
<tb> à <SEP> 1000 <SEP> C <SEP> 540 <SEP> cal.
<tb>
Chaleur <SEP> latente <SEP> de <SEP> la <SEP> vapeur <SEP> d'eau
<tb> sortant <SEP> de <SEP> la <SEP> bouteille <SEP> à <SEP> 84 <SEP> C <SEP> 550 <SEP> cal.
<tb>
Chaleur <SEP> spécifique <SEP> de <SEP> l'eau <SEP> 1
<tb>
<tb> Température <SEP> des <SEP> gaz <SEP> et <SEP> vapeurs <SEP> dans
<tb> la <SEP> cornue <SEP> 176 <SEP> C
<tb> Température <SEP> des <SEP> gaz <SEP> et <SEP> vapeurs <SEP> sortant <SEP> de <SEP> l'appareil <SEP> 85 <SEP> C
<tb>
La ohaleur latente des vapeurs d'hydrocarbures n'entre pas en ligne de compte.
Les conditions basées sur chaque quantité de 100 kg de charbon à carboniser peuvent être admises de la façon sui- vante :
EMI11.2
<tb> Poids <SEP> des <SEP> gaz <SEP> et <SEP> vapeurs <SEP> d'hydrocarbures <SEP> 40 <SEP> kg
<tb>
<tb> Vapeurs <SEP> d'hydrocarbures <SEP> pouvant
<tb> être <SEP> condensées <SEP> dans <SEP> l'appareil <SEP> 10 <SEP> kg
<tb>
<tb> Vapeur <SEP> entrant <SEP> dans <SEP> la <SEP> cornue <SEP> par
<tb> 100 <SEP> kg <SEP> de <SEP> charbon <SEP> = <SEP> 180 <SEP> kg
<tb>
<tb> Vapeur <SEP> récupérée <SEP> par <SEP> l'appareil <SEP> 180 <SEP> kg
<tb>
<tb> Vapeur <SEP> ajoutée <SEP> sous <SEP> forme <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> d'échappement <SEP> et <SEP> pour <SEP> faire
<tb> fonctionner <SEP> les <SEP> éjecteurs <SEP> 60 <SEP> kg
<tb>
<tb> Vapeur <SEP> décomposée <SEP> dans <SEP> la <SEP> cornue, <SEP> env.
<SEP> 5 <SEP> kg
<tb>
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EMI12.1
<tb> Vapeurs <SEP> d'eau <SEP> et <SEP> autres <SEP> vapeurs
<tb> condensées <SEP> et <SEP> sortant <SEP> de <SEP> l'appareil <SEP> sous <SEP> forme <SEP> de <SEP> liquide <SEP> en <SEP> excès <SEP> = <SEP> 25 <SEP> kg
<tb>
<tb> Tapeurs <SEP> contenues <SEP> dans <SEP> les <SEP> gaz <SEP> sortant
<tb> de <SEP> l'appareil <SEP> en <SEP> X <SEP> dans <SEP> la <SEP> proportion, <SEP> à <SEP> la <SEP> température <SEP> indiquée,
<tb> d'environ <SEP> 1 <SEP> vapeur <SEP> - <SEP> 1 <SEP> gaz <SEP> @ <SEP> 30 <SEP> kg
<tb>
En se basant sur les données indiquées ci-dessus les chiffres suivants montrent respectivement la quantité de vapeur et donnent les équations caloriques et l'utilisation de la chaleur absorbée dans le procédé.
EQUATION DE QUANTÉ DE VAPEUR.
EMI12.2
<tb>
Entrant <SEP> dans <SEP> la <SEP> cornue <SEP> Sortant <SEP> de <SEP> l'appareil
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Vapeur <SEP> d'échappement <SEP> et <SEP> Tapeur <SEP> Condensée <SEP> sous <SEP> forme
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> l'éjeoteur <SEP> 60 <SEP> kg <SEP> de <SEP> liquide <SEP> 25 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Contenue <SEP> dans <SEP> les
<tb>
<tb>
<tb> gaz <SEP> et <SEP> vapeurs <SEP> en <SEP> 1:
<SEP> 30 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Vapeur <SEP> sortant <SEP> du <SEP> récupé- <SEP> Vapeur <SEP> décomposée
<tb>
<tb>
<tb> rateur <SEP> 120 <SEP> kg <SEP> dans <SEP> la <SEP> cornue <SEP> et
<tb>
<tb> comptée <SEP> comme
<tb>
<tb>
<tb> gaz <SEP> 5 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Récupérée <SEP> et <SEP> ren-
<tb>
<tb>
<tb> voyée <SEP> à <SEP> la <SEP> cornue <SEP> 120 <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 180 <SEP> kg <SEP> 180 <SEP> kg
<tb>
EQUATION CATORIQUE.
Quantités de chaleur ab sorbé e dans le 'Procédé.
EMI12.3
<tb>
De <SEP> la <SEP> chaleur <SEP> sensible <SEP> des <SEP> gaz <SEP> et
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Tapeurs <SEP> d'hydrocarbures <SEP> entrant <SEP> à
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 176 <SEP> et <SEP> sortant <SEP> à <SEP> 85 <SEP> = <SEP> 40 <SEP> x <SEP> 0. <SEP> 3 <SEP> (176-85)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> = <SEP> 1100 <SEP> cal.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
De <SEP> la <SEP> chaleur <SEP> sensible <SEP> de <SEP> la <SEP> vapeur <SEP> = <SEP> (180 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 30) <SEP> 0. <SEP> 5 <SEP> x
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> d'eau <SEP> condensée <SEP> dans <SEP> l'appareil <SEP> (176 <SEP> - <SEP> 100)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> = <SEP> 5560 <SEP> cal.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
De <SEP> la <SEP> chaleur <SEP> sensible <SEP> de <SEP> la <SEP> vapeur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> d'eau <SEP> entrant <SEP> à <SEP> 176 <SEP> et <SEP> sortant <SEP> de <SEP> = <SEP> 30 <SEP> x <SEP> 0.5 <SEP> x <SEP> (176 <SEP> - <SEP> 85)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> l'appareil <SEP> à <SEP> 850 <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> = <SEP> 1375 <SEP> cal.
<tb>
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EMI13.1
<tb>
De <SEP> la <SEP> chaleur <SEP> latente <SEP> de <SEP> la
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> vapeur <SEP> condensée <SEP> dans <SEP> l'appareil <SEP> = <SEP> (180 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 30) <SEP> x <SEP> 540
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> = <SEP> 78,140 <SEP> cal.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
TOTAL <SEP> = <SEP> 86,175 <SEP> cal. <SEP> absorbées.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
RÉPARTITION <SEP> DE <SEP> LA <SEP> -CHALEUR <SEP> ABSORBEE <SEP> PAIS <SEP> LE <SEP> PROCEDE.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Dans <SEP> 120 <SEP> kg <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> sortant
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> la <SEP> bouteille, <SEP> vaporisée <SEP> et
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> revenant <SEP> à <SEP> la <SEP> cornue <SEP> = <SEP> 120 <SEP> x <SEP> 550
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> = <SEP> 66.000 <SEP> cal.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Pertes <SEP> par <SEP> rayonnement <SEP> 20.115 <SEP> cal.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
TOTAL <SEP> 86.175 <SEP> cal.
<tb>
Pour passer à la cornue la vapeur récupérée à 4 kg environ de pression absolue doit être chauffée jusqu'à environ 1000 0, ce qui correspond à une pression absolue d'environ 1,05 kg par cm2 et on peut démontrer que l'énergie contenue dans 27 kg environ de vapeur d'échappement et de vapeur venant de l'éjeoteur sera. Suffisante pour produire l'effet nécessaire.
Par conséquent, avec une ample marge pour les pertes par rayonnement, l'utilisation de 27 kg environ de vapeur peut produire un effet de circulation égal à 80 kg environ de vapeur.
Des moyens peuvent être prévus pour l'admission pério- dique de lait de chaux dans le récipient plat et à l'extrémité inférieure de l'épurateur ou de l'échangeur de chaleur et de l'évaporateur, des réservoirs appropriés pouvant être prévus pour recevoir, par l'intermédiaire d'obturateurs, les boues et la chaux éteinte ainsi que le liquide usé, ces boues ainsi que la chaux éteinte et le liquide usé pouvant être évacués périodiquement de ces réservoirs, par des obturateurs.
Il est bien entendu que le gaz et la vapeur arrivant à l'échangeur de chaleur peuvent avoir une température d'environ
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150 à 1760 0 et que, comme le liquide arrivant au sommet de l'échangeur de chaleur aura une température d'environ 2940 0, le liquide arrivant à l'extrémité inférieure aura atteint une température d'environ 100 C et peut-&tre même supérieure, suivant:la pression et les:autres conditions dans lesquelles l'appareil fonctionne. Une certaine partie du liquide chaud sera évaporée dans l'évaporateur, le point d'ébullition étant réduit suivant le vide utilisé.
La vapeur produite passe alors dans la cornue en même temps que les autres' gaz qui peuvent être utilisés et avec la vapeur envoyée dans la cornue dans un but de circulation, tandis que le liquide qui s'accumule dans l'évaporateur et dont la température a légèrement baissé par suite de son évaporation partielle, retourne à la circula- tion dans l'éohangeur de chaleur, comme cela est dit plus haut. De cette façon on peut récupérer une partie considérable de la chaleur du gaz et de la vapeur sortant de la cornue et l'utiliser pour produire de la vapeur qui sera renvoyée dans la cornue.
Dans le mode de réalisation de l'invention appliqué à des cornues et réchauffeurs ou récupérateurs et représenté par les fig. 2, 3 et 4, on peut prévoir deux cornues vertica- les!, b ( fig. 2 ) en même temps que deux réchauffeurs ou ré- cupérateurs verticaux correspondants A, et les cornues ainsi que les réohauffeurs sontreliés de façon que la charge de chacune des cornues puisse être chauffée intérieurement, par intervalles, au moyen de gaz, ou de gaz et de vapeur, ou de vapeur portés à la température nécessaire par leur passage au travers les réchauffeurs correspondants.
Dans une installation comprenant les éléments indiqués par les fig. 2, 3 et 4, l'un
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des réchauffeurs ou récupérateurs est chauffé par intervalles et pendant le chauffage de chacun d'eux la cornue correspondan- te est mise hors diction. Ainsi, si la période de chauffage et celle de fabrication du gaz sont chacunes d'une demi-heure, une cornue sera chauffée pendant une demi-heure et elle sera séparée de l'application directe de la chaleur pendant une autre demi-heure.
Des obturateurs B peuvent être prévus à la sortie des cornues respectives et ils peuvent être fermés l'un ou l'autre lorsque la cornue correspondante doit être isolée de l'application directe de la chaleur. A cet effet, on uti- lisera avantageusement un obturateur du type papillon, monté sur une tige près de la partie supérieure de l'orifice de sortie et de façon que le bord inférieur de l'obturateur puisse, par une rotation partielle de ce dernier, se mouvoir vers l'extérieur et vers le haut dans l'ouverture.
De pareils obturateurs conviennent bien pour isoler les cornues respec- tives b b de façon que, tout en permettant au gaz produit dans la cornue séparée de sortir de celle-ci, sous l'action de la chaleur appliquée précédemment, les produits de combustion provenant du réchauffeur ou récupérateur correspondant et relié à la cornue ne puissent pénétrer dans celle-ci pendant qu'elle est ainsi isolée.
On conçoit que, pendant les périodes dans lesquelles les cornues respectives sont isolées, la chaleur déjà appliquée aux charges contenues dans ces cornues pourra être transmise graduellement à partir de l'extérieur vers l'intérieur des briquettes ou morceaux ou particules de charbon soumis à la distillation et que, bien que l'application direc- te de la chaleur à la charge soit interrompue pendant les
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périodes respectives, la distillation continue dans les conditions existantes. Les obturateurs respectifs B sont donc agencés et montés de façon à permettre au gaz et à la vapeur de sortir de la cornue isolée, tout en empêchant l'in- troduction des produits de la combustion provenant du ré- chauffeur ou récupérateur correspondant, relié à la cornue.
Lorsque on utilise deux cornues b b pour une marche alternative de la façon décrite, et que ces cornues sont juxtaposées comme le montrent les fig. 2,3 et 4, le tuyau de sortie du gaz et de la vapeur pourra être commun aux deux cornues, comme le montre la fig. 4, et la partie supérieure pourra être construite avantageusement en forme d'entonnoir dont les parois inférieures sont inclinées, et on peut monter de chaque coté une soupape de sûreté du type décrit, tandis que l'extrémité supérieure de la partie en foxme d'entonnoir peut être munie d'un ou plusieurs ajutages d'aspersion par lesquels la vapeur peut être aspergée avec de l'eau, du goudron ou un autre liquide,
au moment où elle traverse la partie en forme d'entonnoir et se dirige vers le bas à tra- vers le tuyau de sortie.
Les réchauffeurs ou récupérateurs peuvent marcher avantageusement sous une pression d'eau allant d'environ 12 à 25 cm d'eau; dans ces conditions, et grâce à la méthode de réglage décrite, aucun des produits de distillation provenant de la cornue isolée ne peut entrer dans le réchauffeur ou ré- cupérateur correspondant, relié à la cornue.
Dans la pratique, on peut utiliser du gaz lavé pro- venant des cornues, le chauffer et le faire circuler en vue d'apporter la chaleur à la charge contenue dans les cornues.
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Ou bien on peut utiliser du gaz brut, ou bien, suivant une variante préférée, on peut utiliser de la vapeur pour appor- ter de la chaleur.
En marche, on conçoit qu'à la fin de la période de chauffage de l'un des réchauffeurs ou récupérateurs, l'orifice de sortie sera fermé au moyen d'un obturateur approprié, et que l'entrée du gaz pour la combustion à l'intérieur sera in- terrompue, le fluide de chauffage étant alors introduit au moyen de soupapes appropriées.
Suivant une variante, on peut utiliser deux réchauf- feurs ou récupérateurs pour chaque cornue et chauffer ces deux réchauffeurs ou récupérateurs pendant la mime période, le fluide de chauffage les traversant pendant cette même pé- riode, et la cornue étant isolée ou séparée de l'application de chaleur pendant les périodes de chauffage des réchauffeurs ou récupérateurs.
Telles qu'elles sont représentées dans les fig. 2,3 et 4, les cornues b b peuvent avoir une forme cylindrique et une grande capacité et être avantageusement placées côte à cote, verticalement, et supportées par un châssis de façon que les extrémités inférieures des cornues se trouvent à une hauteur suffisante au-dessus du sol pour qu'on puisse disposer des couloirs ou glissières de vidange, dont les extrémités inférieures sont agencées convenablement pour que le résidu carbonisé puisse être déchargé sur un transporteur ou dans des wagonnets.
Les chambres de cornue ou cavités peuvent être cylindriques, mais, près de leur extrémité inférieure, un certain nombre d'orifices 0 ( fig. 3 ) sont prévus à des dis- tances égales les uns des autres sur la même ligne circulaire,
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de façon à communiquer avec un carneau annulaire D entourant la cornue et prévu à peu près au même niveau que les orifi- ces ; ce carneau annulaire communique avec la partie supérieure du réchauffeur ou récupérateur correspondant et voisin A au moyen d'un carneau horizontal court, à travers lequel on peut faire passer tout le fluide de chauffage devant servir à la distillation dans la cornue, ce fluide de. chauffage passant ensuite dans le carneau annulaire d'où il est réparti unifor- mément dans la cornue à travers les orifices mentionnés plus haut.
Au sommet de la cornue b. on peut prévoir des moyens appropriés quelconques pour le chargement, et ces moyens peu- vent être semblables à ceux -qui sont utilisés ordinairement pour charger les hauts fourneaux, c'est-à-dire qu'ils peuvent être constitués par une benne ou un auget et un appareil de levage comme ceux qui sont ordinairement employés dans les hauts fourneaux. On peut utiliser un auget E comportant un fond et un couvercle mobiles agencés de façon que, lorsque l'auget a été monté et amené en position au-dessus de l'ouver- ture de la cornue b., et que le oouvercle a été baissé sur l'auget, le fond s'ouvre de façon à permettre au contenu de l'auget de tomber dans la cornue.
On conçoit qu'il se formera, en dehors du trajet des gaz de ohauffage, sous les orifices 0 prévus dans la cornue, comme il est dit plus haut, un espace ou une chambre F dans laquelle pourra s'accumuler le résidu dont le gaz a été ex- trait dans la mesure voulue; et, sous l'extrémité inférieure de la cornue, on pourra prévoir un couloir de décharge G du type suivant lequel l'extrémité de sortie n'est pas en ligne avec l'extrémité supérieure voisine de la sortie de la cornue,
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et dans lequel des moyens sont prévus pour sortir le résidu de façon continue ou périodiquement.
En raison de la grande capacité de la cornue, on peut prévoir deux couloirs de décharge de ce genre G ( fig. 3), disposés symétriquement et se faisant face, leurs extrémités de sortie se faisant également face et pouvant déverser la matière dans le même wagonnet. A cet effet, chaque couloir de chargement peut être dévié vers le bas et vers l'extérieur pour aboutir à une partie verticale et, sur la paroi infé- rieure convexe de la partie du couloir déviée vers l'extérieur, on peut monter plusieurs roues à palettes H juxtaposées sur un arbre horizontal, de façon qu'en faisant tourner cet arbre on puisse faire arriver le coke sortant de la cornue dans la partie verticale du couloir.
L'extrémité inférieure de la partie verticale de chaque couloir est déviée vers l'intérieur et elle comporte un fond incliné vers le bas et vers l'inté- rieur, fond sur lequel tombe le coke sortant de la cornue, ce coke sortant ensuite par une ouverture latérale faisant face à celle de l'autre couloir, cette ouverture de décharge latérale pouvant être munie d'une plaque à charnières formant couvercle.
L'arbre sur lequel sont montées les roues à palettes H du mécanisme d'évacuation du coke peut être actionné par des organes tels qu'un roohet extérieur et un cliquet pouvant imprimer à ce roohet un mouvement d'amplitude variable per- mettant de faire varier l'allure de la décharge. On peut pré- voir aussi, pour le réglage de la quantité de coke passant sur les roues à palettes, un contrepoids oscillant, qui peut être constitué par exemple par une barre ou plaque suspendue en travers du couloir,au-dessus des roues à palettes, ou
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plusieurs contrepoids de ce genre montés en ligne. Il est bien entendu qu'au lieu des roues à palettes prévues, comme cela est décrit plus haut, on peut utiliser tout autre méca- nisme équivalent capable d'assurer le mouvement du coke de façon continue oupériodique.
La partie inférieure de la cornue, au-dessous de la zone de chauffage et de l'orifice C est disposée de façon qu'on puisse insuffler de la vapeur servant à refroidir le résidu et, en s'échauffant, à transporter la chaleur vers le haut, dans la cornue, de façon que la chaleur du résidu qui se refroidit contribue de façon notable à fournir la chaleur nécessaire pour la carbonisation.
Au lieu d'utiliser de la vapeur, on peut asperger le résidu avec de l'eau dans le même but.
Les réchauffeurs ou récupérateurs A peuvent être construits sous forme de récipients cylindriques ou en briques réfractaires, et à l'extrémité supérieure de chacun d'eux on peut prévoir une chambre de combustion surmontée d'un dôme pouvant comporter plusieurs ajutages de brûleurs par lesquels on peut faire passer, pendant la période de chauffage, un mélange de gaz et d'air portant le réchauffeur ou récupérateur au degré de température voulu pour transmettre la chaleur au fluide de chauffage dans la période suivante, pour la circula- tion à travers la charge dans la cornue voisine.
A l'extrémité supérieure de chaque réchauffeur ou ré- cupérateur A, on peut prévoir un ou plusieurs brûleurs à huile destinés à fournir la chaleur à la première mise en mar- che, mais, en marche normale, on peut utiliser du gaz fourni par l'installation.
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On peut utiliser de la vapeur d'échappement provenant d'une machine pour servir de fluide de chauffage dans l'ins- tallation et on peut compléter cette vapeur par de la chaleur récupérée du gaz et de la vapeur sortant de la cornue, comme cela est décrit plus haut.
Suivant une variante concernant la production de va- peur pour la circulation à travers un réchauffeur ou récupé- rateur, on peut injecter de l'eau pulvérisée dans un second récupérateur ou réchauffeur à soufflerie chauffé par l'échap- pement du premier réohauffeur, de façon à produire de la va- peur destinée à passer à travers le réohauffeur pour compléter d'autres sources de,gaz ou de vapeur.
Un ou plusieurs super-réchauffeurs J peuvent être pré- vus dans le ou les carneaux de sortie des réchauffeurs ou ré- cupérateurs, les gaz d'échappement chauds pouvant traverser ce ou ces super-réchauffeurs pendant les périodes alternatives respectives, et la vapeur réchauffée dans ces appareils pou- vant être utilisée pour l'admission directe dans les cornues respectives, à travers les carneaux annulaires D ou d'autre façon.
Il est évident que les parties respectives de l'ins- tallation sont isolées pour éviter les pertes par rayonnement.