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" PROCEDE DE DISTILLATION DES GOUDRONS ".
Cette invention a pour objet des perfectionnements à la distillation des goudrons et à la production de brais et d'huiles à titre de distillats de ces goudrons. Elle comprend un procédé pour distiller des goudrons et produi- re des brais et un appareil perfectionné pour la mise en pra- tique de ce procédé . D'une façon plus particulière, l'in- vention a pour objet des perfectionnements à la distillation du goudron de houille et à la production de brais et de distillats aux usines de distillation de la houille, comme par exemple aux cokeries à récupération de sous-produits.
Dans l'exploitation ordinaire des fours à coke à récu- pération de sous-produits, les gaz produits par la cokéfac- tion se rendent des fours individuels, par des tuyaux mon- tants et cols de cygne individuels, à une ou plusieurs con-
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duites collectrices ou barillets, communs à une batterie de fours .. Les gaz de four à coke sortant des fours à une température élevée sont refroidis en vue d'en séparer les éléments du goudron, cette séparation étant effectuée en partie dans les barillets et en partie dans des condenseurs qui leur font suit e .
Le goudron de houille produit aux cokeries est habituel- lement expédié aux usines de distillation du goudron où on le distille pour en obtenir des distillats et des brais constituant le résidu de la distillation.
La présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour la distillation du goudron dans lesquels le goudron est distillé directement aux 'cokeries à sous- produits sans qu'on ait besoin d'une installation de distilla- tion de goudron séparée et en évitant les frais de transport.
Suivant la présente invention, les gaz chauds de four à coke, tels qu'ils sortent d'un ou plusieurs des fours individuels, s ont utilisés pour distiller le goudron et en séparer des huiles vaporisables, qui sont recueillies sépa- rément, et pour en produire des brais, ce qui s'obtient en amenant le goudron au contact intime des dits gaz chaude immédiatement à leur sortie des fours à coke, ou tout au moins alors que leur rempérature est encore assez haute pour réaliser la distillation désirée .
Dans le procédé suivant l'invention, les huiles dis- tillées du goudron sont condensées et recueillies séparé- ment ,les distillats n'étant mélangés qu'avec les éléments d'huile et de goudron qui sont contenus ou restent dans le gaz de .four à coke employé pour la distillation.
Suivant l'invention, le goudron à distiller est pul- vérisé ou autrement amené directement au contact des gaz chauds sortant d'un nombre limité de fours à coke indivi-
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duels et possédant une température suffisamment élevée pour distiller efficacement le goudron et en séparer une quanti- té plus ou moins grande d'huiles volatiles, de telle sorte qu'il reste un goudron plus lourd ou brai à titre de rési- du. le mélange de gaz et de vapeurs résultant de la distil- lation étant maintenu séparé des gaz provenant des autres fours à coke .
L'injection de goudron à l'état divisé dans les gaz chauds de four à coke détermine le refroidissement partiel de ces gaz et la séparation d'avec ces gaz d'une quantité plus ou moins gra.nde des éléments les plus lourds du goudron, une certaine proportion de ces éléments se dé- posant par suite et s'ajoutant au brai résiduel de la distil- lation du goudron .
Cette distillation du goudron détermine aussi un accroissement des vapeurs condensables que ren- ferment les gaz de four à coke traités ,ainsi qu'une éli- mination partielle, ou préliminaire , des éléments les plus lourds du goudron que renferment ces gaz, de sorte que ces gaz de four à coke , ainsi partiellement épurés, et avec 1.'accroissement de leur teneur en vapeur résultant de la distillation du goudron, ont une composition qui diffè- re de celle des gaz ordinaires de four à coke ,c'est-à-di- re des gaz n'ayant pas subi ce traitement .
Dans la mise en pratique de l'invention, le goudron à distiller est injecté ou projeté à l'état pulvérisé dans les gaz chauds de four à coke ou est amené directement en contact intime avec ces gaz de quelque autre manière, de telle sorte que les gaz chauds peuvent chauffer et distil- ler le goudron et en enlever les vapeurs distillées et que ces vapeurs sont alors condensées séparément , avec les vapeurs que contiennent les gaz eux-mêmes .
Certains des fours à coke individuels, suivant l'in- vention, sont munis d'un ou plusieurs systèmes collecteurs de gaz dont la construction est telle qu'elle permet au goudron d'être injecté ou introduit de quelque autre manié..
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re directement dans un courant de gaz chaud de four à coke immédiatement à sa sortie du four, ou avant que la températu- re en ait été notablement réduite .
Ce ou ces collecteurs de gaz peuvent avantageusement. être constitués par des appareils de distillation établis sous forme de tuyaux d'é- chappement modifiés du genre de ceux qui seront décrits plus loin, dans lesquels le goudron est. injecté à l'état pulvérisé dans le courant de gaz à sa température maximum, mais les caractéristiques les plus générales de l'inven- tion ne sont pas limitées à l'application de tuyaux d'é- chappement de ce genre modifiés en vue d'une distillation .
D'autres appareils peuvent être employés pour distiller les gaz chauds en vue de la distillation directe de goudron.
La capacité de distillation des gaz sortant d'un seul four à coke est de beaucoup supérieure à celle nécessaire pour distiller la quantité de goudron produite par un seul four ,de sorte qu'il est possible de distiller dans un seul. tuyau d'échappement , à l'aide des gaz chauds d'un seul four à coke ,le goudron fourni par un nombre considé- rable de fours .
Dans la construction d'une batterie de fours, il suf- fit par conséquent, pour distiller tout le goudron produit par la batterie, de munir quelques-uns des fours individuels de tuyaux d'échappement modifiés ou agencés pour distiller le goudron à. l'aide des gaz chauds de fours à coke, les autres fours de la batterie pouvant travailler de la manière ordinaire, la récupération du goudron de houille que leurs gaz renferment étant réalisée de la manière ordinaire .
Ce goudron de houille peut alors être distillé dans les quel- ques tuyaux d'échappement à distillation prévus en vue d'en produire des brais et de permettre de recueillir les huiles vaporisées du goudron distillé, conjointement avec le gou-
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dron et les huiles qui existent normalement dans les gaz .
La majeure partie de la construction de la batterie de fours et de son installation de récupération de sous- produits peut rester inchangée ,de sorte que le plus grand nombre des fours à coke peut être ou rester de la cons- truction usuelle et que les gaz de ces fours peuvent être recueillis dans le barillet usuel, le goudron en étant séparé de la manière usuelle .
Une partie de la batterie de fours seulement sera mo- difiée par la disposition de tuyaux d'échappement agencés pour distiller le goudron par les gaz chauds des fours à coke et pour en obtenir des distillats et du brai . Cette partie de la batterie, munie d'une telle construction mo- difiée des tuyaux d'échappement de gaz, comporte son pro- pre système collecteur, réfrigérant et condenseur,
de sorte que les gaz employés pour la distillation du goudron et mélangés avec les vapeurs résultant de cette distillation peuvent être refroidis en vue d'en séparer les éléments de goudron et d'huile indépendamment du système collecteur réfrigérant et condenseur principal de la batterie
Un des avantages de l'invention est qu'elle peut être directement appliquée aux constructions existantes ou actuel- les de fours à coke .En ce qui concerne la production du coke, le fonctionnement actuel des fours à coke n'est pas influencé et l'invention permet néanmoins de distiller du goudron, de produire du brai et de recueillir des hui- les dans le système collecteur et condenseur séparé . .. Ce système de distillation et de condensation spécial n'ap- porte aucune gêne au service des fours à coke .
Le système de récupération des sous-produits de ceux des fours à co- ke qui ne sont pas modifiés par la disposition du tuyau d'échappement à distillation peut travailler de la manière ordinaire ,
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Un autre avantage important de l'invention réside dans le fait que l'application d'un barillet séparé avec un sys- tème réfrigérant et condenseur séparé permet de contrôler la température, dans la distillation, plus facilement qu'il serait possible en empoyant les tuyaux à distillation re- liés au barillet prévu pour les autres fours de la batte- rie.
En d'autres termes, le volume de goudron nécessaire pour produire un changement relativement grand dans la tem- pérature des gaz que renferment le barillet séparé et les tuyaux d'échappement séparés aurait relativement peu d'ef- fet sur la température du volume total de gaz negendré par la batterie entière . le contrôle convenable de la tempé- rature est important lorsqu'on introduit du goudron dans les gaz parce qu'on évite ainsi de détériorer les appareils et que ,en outre , des produits peuvent être obtenus de façon certaine desre les limites d'échelles de températures définies .
Le goudron distillé suivant l'invention peut être du goudron produit à la même cokerie que celle à laquelle il est distillé ou du goudron provenant d'une autre cokerie ou usine . Il peut être un goudron lourd, un goudron léger ou des éléments lourds ou légers de goudron qu'on désire distiller pour en obtenir des huiles. D'autres goudrons tels que le goudron de gaz d'éclairage , le goudron des cornues verticales, le goudron de gaz à l'eau, etc... peu- vent aussi être distillés . Lorsqu'on désire des brais mélangés ou composites , ou des distillats mélangés ou com- posites , on peut distiller séparément deux ou plus de deux sortes différentes de goudron à la cokerie, ou distiller un mélange en proportions convenables de ces différentes sortes pour obtenir directement un brai aomposite .
Lors- qu'on distille des goudrons différents , les brais résul-
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tants peuvent être mélangés pour donner un produit composite, les distillats pouvant eux-mêmes être mélangés si on le dé- sire Par exemple, on peut mélanger un goudron de cornues à gaz horizontales ,qui possède une teneur élevée en carbone libre, avec du goudron de four à coke et distiller le mélange pour produire un brai composite plus riche en carbone libre que le brai de goudron de four à coke et un distillat d'huile composite Le goudron distillé peut con- tenir toutes ( ou pratiquement toutes ) les huiles conden- sables ,dans le cas où les éléments de goudron seraient normalement condensés ou recueillis ensemble,ou bien il peut être un goudron lourd ne contenant qu'une partie des huiles .
Lorsqu'on distille des goudrons mélangés, les con- densats obtenus dans le ou les systèmes condenseurs sépa- rés seront d'un genre composite Lorsqu'on distille sépa- rément différents goudrons, les gaz et vapeurs résultant de cette distillation séparée peuvent être condensés sépa- rément dans des appareils de condensation séparés , ou ê- tre condensés ensemble dans le même appareil .
Dans certains cas, la quantité de vapeurs d'huile con- densalles distillées du goudron suivant le présent procédé peut être inférieure à la teneur en vapeur d'huile conden- sable des gaz de four à coke employés pour la distilla- tion, surtout lorsque la quantité de goudron distillé est réglée pour donner comme sous-produit un brai de point de fusion relativement élevé et lorsqu'on ne soumet qu'une , quantité limitée de goudron à la distillation. Toutefois, dans d'autres cas ,les vapeurs de la distillation du goudron peuvent être considérablement en excès sur celles normalement contenues dans les gaz de four à coke, la te- neur en vapeurs de ces gaz pouvant être doublée ou plus que doublée.
De plus, l'effet de la distillation est d'augmen- ter proportionnellement la teneur en vapeurs d'huile relati-
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vement légères et de diminuer proportionnellement, la teneur en éléments de brai lourds, à cause de l'effet d'épu- ration du jet de goudron qui sépare et dépose une partie des éléments les plus lourds des gaz .
Lorsqu'on n'emploie qu'un petit nombre des fours à co- ke d'une batterie pour distiller le goudron et en recueillir l'huile séparément suivant l'invention, le ou les systèmes séparés prévus pour condenser les vapeurs des gaz de houille de ces fours peuvent être beaucoup plus petits que le système condenseur principal prévu pour le reste de la batterie . Ce ou ces systèmes condenseurs séparés peuvent du point de vue de la récupérationndes huiles ,être de construction et de fonctionnement analogues à ceux du système condenseur ordinaire, ou de construction et de fonctionnement différents.
En raison du fait que la teneur en vapeur d'huile condensa- ble des gaz est augmentée , la quantité de gaz qui doit ê- tre traitée est relativement plus faible et, d'autre part, on peut recueillir une quantité beaucoup plus grande d'élé- ments condensables de ces gaz que de quantités correspon- dantes de gaz de four à coke ordinaires ..
Le goudron tel qu'il est habituellement produit et recueilli aux cokeries est mélangé d'une 'quantité plus ou moins grande d'eau ou de liqueur ammoniacale . Ce goudron peut être employé directement et déshydraté ainsi que dis- tillé, ou bien il peut être partiellement ou complètement déshydraté avant d'être soumis à la distillation suivant l'invention. Ce goudron peut aussi être employé à un état préchauffé et fluide pour être injecté dans les gaz chauds de fours à coke
La façon dont le goudron est amené au contact direct des vapeurs chaudes peut varier .
A cet effet, une tuyère de pulvérisation ou d'injection convenable à laquelle le gou- dron préehaufféu et fluide est délivré sous une pression
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suffisante pour déterminer une pulvérisation et le contact intime résultant du goudron avec les gaz chauds peut être placée dans la partie supérieure du tuyau d'échappement modifié .
Dans chacun destuyaux d'échappement individuels ,on peut employer un seul jet de goudron ou en employer plusieurs et le débit du goudron, ainsi que sa température, peuvent être réglés et contrôlés pour réaliser dans une mesure plus ou moins grande la distillation du goudron et la pro- duction de distillats de caractéristiques désirées et de brais ou produits analogues au brai plus ou moins durs.
Les gaz qui s'échappent du sommet d'un four à coke possèdent une température élevée, par exemple voisine de 600 à 700 C-, et dans certains cas beaucoup plus évevée.
La température de ces gaz est suffisamment élevée pour per- mettre de réaliser une distillation efficace du goudron par une injection intime et réglée du dit goudron dans les gaz chauds . En employant les gaz à la température qui est pratiquement celle du sommet des fours, on peut utiliser leur effet de chauffage et de distillation maximum.
La quantité de goudron, l'intimité et la durée du contact des particules du jet de goudron avec les gaz et la nature de l'huile distillée et la quantité qu'on en emploie, peuvent. varier .Une distillation efficace peut être réalisée avec, par exemple, une chute de température de 100 C. dans le passage des gaz à travers le jet de goudron, quoique on puisse obtenir une chute de température et une distillation d'huile plus grandes en augmentant la quantité de goudron ou l'intimité et la durée du contact.
Le goudron sera lui-même chauffé par les gaz chauds et sa température pourra s'élever considérablement Une partie de la chaleur des gaz est toutefois employée pour vaporiser les éléments liquides du goudron sans augmenter
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de façon correspondante la température du goudron) de sorte que la température maximum du goudron et du brai résultant peut être considérablement inférieure à celle des gaz .
Dans la mise en pratique du procédé, on peut n'amener le goudron qu'une seule fois au contact des gaz chauds, ou bien on peut le faire circuler pour l'amener de nouveau au contact des dits gaz de façon à effectuer une distil- lation complémentaire et produire des brais plus durs ,ou même des brais d'un genre modifié, tels que des brais de teneur plus élevée en carbone . Cette distillation complé- mentaire peut être effectuée en faisant circuler de. nou- veau le goudron ou brai à travers le même appareil de dis- tillation, ou en le faisant circuler à travers un ou plusieurs autres appareils, de telle sorte qu'on obtienne dans les différents systèmes soit des distillats et un brai du même genre ou d'un genre analogue, soit des distil- lats et des brais de différents genres .
En réglant la quantité de goudron injectée et la température de préchauf- fage du goudron et en redistillant lorsque cela est néces- saire ,il est possible de régler la dureté des brais pro- duits et d'obtenir à volonté des brais relativement mous ou des brais relativement durs ainsi que des huiles de caracté- ristiques différentes . La distillation complémentaire du brai produit en premier lieu, en vue d'en extraire une nouvelle quantité d'huile, peut être réalisée dans le marne tuyau d'échappement à distillation ou dans un autre.
En faisant travailler des tuyaux d'échappement à distil- lation distincts à la façon d'appareils distincts ,il est possible de produire simultanément des distillats et brais de différentes caractéristiques,, tandis qu'en faisant travailler des appareils de condensation distincts avec de tels appareils de distillation distincts, on peut obtenir simultanément des produits condensés de différentes proprié-
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tés .
Dans une cokerie emportant une petite batterie de fours, par exemple une batterie de vingt fours, un ou deux tuyaux d'échappement à distillation peuvent suffire pour distiller le goudron des fours restants de la batterie, et ce ou ces tuyaux peuvent comporter un appareil de condensa- tion distinct.. Dans une cokerie plus importante comportant un plus grand nombre de fours dans la même batterie ou dans des batteries distinctes , il faudra un plus grand nombre de tuyaux d'échappement à distillation pour distiller le goudron produit par les fours restants de la ou des batte- ries . Si l'on distille le goudron provenant d'une source externe, un nombre plus grand de tuyaux d'échappement à distillation pourront également être nécessaires .
Lors- qu'une cokerie comporte plusieurs batteries de fours, on peut munir chaque batterie d'un ou plusieurs tuyaux d'échap- pement à distillation ou prévoir un nombre suffisant de ces tuyaux sur une seule batterie pour distiller le goudron produit par les autres batteries et par les autres fours de la même batterie de façon à obtenir les quantités et sortes désirées de distillats ou de brais .
Lorsque plusieurs tuyaux d'échappement à distillation sont prévus pour distiller une grande quantité de goudron, on peut relier tous ces tuyaux au même appareil de condensa- tion ou prévoir deux ou plus de deux appareils de condensa- tion distincts . Si deux ou plus de deux des tuyaux à dis- tillation sont combinés avec le même appareil de condensa- tion, ces tuyaux peuvent comporter avantageusement un baril- let collecteur distinct pour recueillir les gaz des dits tuyaux de façon qu'ils puissent passer à travers l'appareil de condensation distinct .
Lorsqu'on prévoit plusieurs tuyaux à distillation, on peut les relier tous au même barillet et au même appareil de condensation, ou bien on peut
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relier différents tuyaux ou groupes de tuyaux d'échappement à des collecteurs ou barillets distincts comportant chacun son propre appareil de condensation, ou bien encore on peut relier entre eux les appareils de condensation.
Lorsqu'on travaille avec un barillet distinct de ce genre, les gaz recueillis dans ce barillet à leur sortie du ou des tuyaux d'échappement à distillation peuvent être refroidis à une température relativement basse, par exemple par une injection de liqueur ammoniacale, et l'on peut séparer des gaz une quantité considérable des éléments condensables dans le ou les barillets distincts .
S'il est désirable de déterminer le dépôt d'une quantité plus grande des éléments condensables dans l'appareil de conden- sation situé à la suite du ou des barillets distincts , la température régnant dans ce ou ces barillets sera avan- tageusement maintenue élevée, par exemple en injectant une quantité réglée de goudron dans le ou les barillets distincts ou en injectant une quantité réglée d'une huile lourde telle qu'une huile d'anthracène ,etc.. dans le ba- rillet et en réglant la température de façon que les gaz ne soient pas refroidis à un degré tel qu'il se sépare une quantité trop grande des éléments condensables dans le barillet .
Le goudron ainsi injecté dans le barillet peut être déshydraté et recueilli à la sortie du barillet, conjointement avec les éléments condensés des gaz, sous forme d'un produit de goudron déshydraté et partiellement distillé . La température des gaz, même après qu'ils ont traversé les tuyaux d'échappement à distillation, sera suffisamment élevée pour distiller le goudron amené à leur contact, par exemple par injection de ce goudron dans les gaz du barillet distinct . En pareil cas, les gaz chauds de four à coke seront employés dans une distillation à deux phases, d'abord dans le tuyau d'échappement et ensuite dans
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le barillet .
Le goudron qui a été déshydraté , préchauffé ou à la fois déshydraté et préchauffé dans le barillet peut alors être ramené à l'un des tuyaux d'échappement pour y subir une distillation complémentaire et en produire du brai .
Après leur passage à travers le barillet distinct, les gaz se rendent à l'appareil de condensation dans lequel une nouvelle condensation des éléments condensables s'effectue.
Cette condensation peut être une condensation fractionnée effectuée dans des réfrigérants ou condenseurs directs ou indirects du type qui est à l'heure actuelle habituellement employé pour recueillir les éléments condensables de gaz de four à coke, ou bien les gaz peuvent être soumis à une condensation fractionnée dans un appareil laveur à plusieurs échelons, par exemple en lavant ces gaz à l'aide d'huiles à des températures progressivement décroissantes .
La présente invention comprend non seulement la distil- lation du goudron en vue de produire des distillats d'huile, mais aussi la production de brais de propriétés variables .
En limitant la durée du contact du goudron avec les gaz chauds et la température à laquelle le goudron est porté pendant la distillation, on pourra obtenir des brais de faible teneur en carbone et des huiles de caractéristiques définies, comme précédemment décrit . Toutefois, lorsque le brai produit en premier lieu est remis en circulation, et en particulier lorsqu'il est chauffé à une température élevée avant d'être de niveau injecté dans le tuyau de distillation, sa température subira un nouveal accroissement et pourra atteindre une valeur telle qu'il s'effectue une décomposition plus ou moins grande du brai et, par suite, une incorporation de carbone libre à ce brai, ce qui augmen- terait sa teneur en carbone libre , Il est ainsi possible,
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en faisant recirculer le brai et réglant l'injection de façon que le brai soit maintenu en contact avec les gaz chauds pendant un temps suffisamment long pour porter sa température au point de décomposition, de décomposer ou cracker une fraction plus ou moins grande des éléments du brai et d'incorporer au brai une quantité correspondante de carbone libre . De cette façon, on peut obtenir à l'aide de goudron de houille dérivé de fours à coke des brais ri- ches en carbone dont les propriétés sont analogues à celles des brais produits à l'aide du goudron engendré dans les usines à gaz à cornues horizontales .
Ces brais riches en carbone sont en quelque sorte des brais de goudron de gaz d'éclairage obtenus par synthèse
En addition à la production de brais de propriétés différentes ,la présente invention permet d'obtenir des distillats à l'aide de goudrons ou de fractions ou huiles de goudron, en particulier lorsqu'on redistille une huile sale ou une huile contaminée par du goudron ou du brai pour produire un distillat d'huile plus propre et un brai résiduel.
En outre, une distillation de ce genre peut être réalisée simultanément avec la distillation de goudron en faisant travailler un ou plusieurs des tuyaux d'échap- pement à la façon d'appareils distillant le goudron pour produire du brai et des distillats, et en faisant travailler un ou plusieurs des tuyaux d'échappement à la façon d'appa- reils distillant les huiles pour décomposer celles-ci en divers éléments . Dans les installations dans lesquelles différents tuyaux ou groupes de tuyaux d'échappement à distillation sont reliés à des appareils de condensation distincts,chaque installation peut, si on le désire , trai- ter une matière différente .
Par exemple, une installation pourra distiller le goudron de la manière décrite et une autre pourra distiller un mélange d'huiles piur en séparer des éléments d'huile différents .
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Un des avantages du système et de l'appareil suivent l'invention est qu'ils rendent possible de maintenir les huiles distillées séparément de l'appareil de condensation principal de la batterie , de sorte que, quelles que soient les huiles ou éléments de goudron qui sont distillés dans les tuyaux d'échappement , on peut recueillir ces huiles, etc..... séparément ,de même qu'on peut, en faisant tra- vailler divers appareils de distillation et de condensation, distiller différents produits simultanément .Un mélange d'huiles de points d'ébullition très différent peut être soumis à une distillation dans un tuyau ou groupe de tuyaux d'échappement comportant un appareil de condensation dis- tinct et le mélange peut ainsi être fractionné,
ce qui donne la fraction la plus lourde sous forme de produits dérivés des tuyaux d'échappement à distillation ,mélangés avec les éléments de goudron qui sont séparés des gaz de four à coke dans ces tuyaux, tandis que les autres éléments d'huile peu- vent être recueillis en partie dans le ou les barillets distincts et en partie dans les condenseurs ou réfrigérants de fractionnement qui suivent .
La présente invention est ainsi susceptible d'être ap- pliquée d'une façon plus ou moins générale à la distilla- tion du goudron et des huiles tant du point de vue d'un procédé que d'un point de vue d'un appareil. En ce qui concerne un procédé, l'invention comprend l'utilisation de gaz chauds de four à coke en vue de distiller le goudron ( ou l'huile ) en amenant celui-ci au contact direct de ces gaz , et la condensation séparée du ou des distillats résul- tants ;en ce qui concerne l'appareil, l'invention comprend également des moyens pour distiller des goudrons et huiles par la chaleur des gaz chauds de four à coke et des moyens pour condenser séparément le ou les distillats résultants,
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de façon fractionnée ou autrement .
L'invention comprend aussi un procédé de travail perfectionné de batteries de fours à coke ou cokeries dans lequel la ou les batteries travaillent d'une façon équilibrée ,en ce sens qu'une partie des fours travaillent avec des tuyaux d'échappement à distillation pour distiller le goudron produit par le reste de la ou des batteries lorsqu'on désire distiller tout ou partie du goudron provenant du reste de la ou des batteries à la même cokerie et produire des distillats et brais à l'aide de ce goudron.
L'invention sera décrite ci-après d'une façon plus détaillée en se référant aux dessins annexés qui montrent un appareil établi suivant l'invention et agencé pour réa- liser le procédé suivant l'invention, étant bien entendu toutefois, que l'invention n'est pas limitée aux procédés et appareils déarits et représentés à titre d'exemples .
Dans les dessins annexés
Fig. 1 est une vue en élévation partiellement coupée d'une partie d'un four à coke muni d'un tuyau d'échappement à distillation et d'un barillet distinct
Fig. 2 montre en plan une partie d'une batterie de fours à coke dont certains sont munis de tuyaux d'échappe- ment à distillation et d'un appareil de condensation dis- tinct .
Fig. 3 est une vue de côté de l'installation repré- sentée par la fig. 2 et montre l'appareil de condensation distinct , une partie d'un des fours à coke et le tuyau d'échappement à distillation de ce four .
Fig. 4 est une variante de fig. 1.
Fig. 5 est une vue à plus grande échelle d'une autre construction de tuyau d'échappement modifié .
Fig. 6 est une coupe suivant 6-6 , fig. 5.
Fig. 7 est une coupe suivant 7-7 , fig. 5.
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Fig. 8 est une coupe montrant une construction de tuyè- re d'injection.
L'invention est susceptible d'être appliquée d'une fa- çon plus ou moins générale à différents types et construc- tions de fours à coke récupération de sous-produits tels que les fours Semet-Solvay , les fours Koppers , etc....... mais on la décrira ci-après en se référant plus particulière- ment à son application aux fours du type Semet-Solvay .
La fig. l représente un des fours à coke d'une batte- rie, ce four étant muni d'une tuyauterie à gaz modifiée pour assurer la distillation de goudron ou d'huiles par les gaz chauds de four à coke s'élevant du four . Le four à coke est représenté schématiquement en 1 et comporte le con- duit usuel 2 pour l'échappement des gaz chauds du four .
L'appareil de distillation formant tuyau d'échappement, c'est-à-dire le tuyau d'échappement modifié, peut comprendre généralement un tuyau d'échappement 3, une enveloppe 4 et un coude ou col de cygne 5 . Le tuyau 3 est fixé hermé- tiquement par un joint convenable au-dessus du conduit 2 et communique par son extrémité supérieure avec l'extrémi- té inférieure de l'enveloppe 4 . L'extrémité supérieure de l'enveloppe 4 est reliée au coude 5 qui aboutit à une con- duite 6 qui peut être analogue au barillet ordinaire mais dont le diamètre est plus petit .L'enveloppe 4 est élargie pour constituer autour d'un tuyau interne 7 un espace qui s'élève à l'intérieur de cette enveloppe .
Les extrémités inférieures du tuyau 7 et de l'enveloppe 4 font préférable- ment corps ou sont vissées l'une dans l'autre ou reliées entre elles par un collier convenable pour constituer un réceptacle annulaire entre le tuyau 7 et l'enveloppe 4 .
Dans l'enveloppe 4 et au-dessus de l'extrémité du tuyau 7 se trouve une chicane ou cône 8 au-dessus duquel on dispose, dans la partie supérieure de l'enveloppe 4
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ou dans le tuyau 5 surmontant cette enveloppe, une tuyère d'injection 9 reliée à un tuyau 10 servant à délivrer du goudron ou de l'huile à cette tuyère . Un orifice d'échap- pement de brai 11 est prévu à la partie inférieure de l'en- veloppe 4 pour permettre de retirer le brai de l'espace an- nulaire compris entre le tuyau 7 et l'enveloppe 4 . Celle-ci est assujettie par son extrémité inférieure, à l'aide de bri- des 12 , au tuyau d'échappement 3 ,qui est à son tour scel- lé dans la construction de toit du four pour recevoir les gaz s'élevant par le conduit d'échappement 2 de la chambre du four.
A son extrémité supérieure, l'enveloppe 4 est re- liée par des brides 13 au coude 5 ,qui est à son tour re- lié au collecteur 6 par l'intermédiaire d'une botte à soupa- pe .
L'enveloppe 4 représentée dans la fig. 5 comporte une série de portes ou ouvertures 14 près de son extrémité inférieure pour permettre la visite et le nettoyage et une porte supérieure 15 portant la chicane ou cône 8, , la dispo- sition étant telle que lorsqu'on ouvre la porte 15 , la chi- cane 8 sort de l'enveloppe 4 . L'enveloppe est aussi munie d'orifices de trop-plein 16 situés à quelque distance de l'extrémité inférieure de son espace annulaire . L'orifice d'échappement de brai 11 situé près de la dite extrémité est relié par un tuyau 18 à un récipient collecteur de brai 19.
Les organes faisant communiquer le tuyau d'échappement à distillation avec le barillet peuvent être munis d'un injecteur 20 servant à refroidir les éléments condensables du gaz et à faciliter leur condensation et des tuyères ad- ditionnelles 21 peuvent aussi être prévues dans le petit barillet , quoique ces tuyères puissent être supprimées si l'on ne désire pas refroidir brusquement les gaz . On peut
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injecter à l'aide de ces tuyères soit une liqueur ammonia- cale, soit du goudron, soit un mélange de liqueur et de goudron .
Quelques éléments lourds du goudron peuvent être entraînés avec les gaz et être séparés ou condensés avec les éléments plus lourds, mais la quantité d'éléments de goudron lourd et de brai peut être proportionnellement beaucoup plus faible que celle séparée du gaz ordinaire de four à coke, à cause de l'effet d'épuration du goudron injecté dans le tuyau d'échappement à distillation, c'est- à-dire de l'élimination , qui en résulte , d'une partie des éléments lourds du goudron et du brai . De plus, la teneur en vapeur d'huile condensable des gaz sera beau- coup plus élevée que dans les gaz ordinaires de four à co- ke,de sorte que, lorsqu'on refroidira les gaz pour en sé- parer des huiles, on obtiendra proportionnellement beau- coup plus d'huiles que d'éléments lourds de goudron et de brai .
En refroidissant et condensant d'une façon fractionnée les vapeurs de gaz, on peut obtenir différen- tes fractions dont une partie pourra être une huile rela- tivement propre .Lorsque la totalité, sensiblement, des éléments de vapeur d'huile sont condensés ensemble, le produit peut être une huile goudronneuse mais ne conte- nant qu'une quantité relativement faible d'éléments lourds de goudron, comme mentionné plus haut .
Dans la fig. 2, 28 désigne une partie d'une batterie de fours à coke dans laquelle certains des fours sont mu- nis de la construction de tuyau d'échappement modifié et d'autres de tuyaux d'échappement 29 de la construction ordinaire . Le barillet usuel fait communiquer les tuyaux 29 avec le conduit transversal 30 aboutissant aux réffigé- rants ou condenseurs 31 et 32 reliés à un appareil de dé- cantation 34.L'exhausteur produisant l'appel des gaz à
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travers le système est indiqué en 35.
Cette partie de l'installation de fig.2 est l'instal- lation ordinaire des fours à coke à récupération de sous- produits .Le goudron recueilli dans le collecteur prin- cipal et la conduite transversale se rend à un bac collec- teur de goudron ou appareil de décantation 23 dans lequel le goudron se sépare de la liqueur ammoniacale , pour être ensuite conduit à un déshydrateur 24 qui le débarrasse en partie ou complètement de l'eau et le soumet à un chauf- fage préalable en vue de la distillation. Ge déshydrateur peut être de toute construction appropriée .Le goudron déshydraté et préchauffé est alors refoulé par une pompe
25 et un tuyau d'amenée de goudron 10 aux tuyères d'in- jection 9.
L'appareil de condensation et de récupération relié aux tuyaux d'échappement modifiés est analogue, dans cet exemple, à l'appareil principal, mais ses dimensions sont plus petites . En quittant le petit barillet 6 ,les gaz passent par un tuyau correspondant à une conduite trans- versale 30a et aux condenseurs 31a et 32a et se rendent ensuite soit au même exhausteur 35 qui peut être commun aux deux appareils de condensation, soit à un exhausteur distinct ( non représenté ) . Le goudron ou le goudron huileux ( ou l'huile goudronneuse ) susceptible de se sé- parer dans le petit barillet collecteur 6 comme c'est le cas lorsqu'on y injecte une liqueur ammoniacale, peut être conduit à un récipient 33a pour séparer la liqueur ammoniacale de l'huile ou goudron .
Si ce goudron est un goudron lourd, auquel cas les éléments lourds sont conden- sés sans être mélangés avec une quantité considérable d'huiles, on peut redistiller ce goudron pour en obtenir du brai, les huiles étant ramenées au système pour y être ensuite condensées et obtenues à un état plus ou moins pur.
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Le goudron ou l'huile séparé du petit barillet ,en parti- culier lorsqu'il contient une grande quantité d'huile lour- de, peut être utilisé directement, par exemple pour le créo- sotage du bois ,etc...,tandis que les huiles séparées dans le condenseur peuvent aussi être utilisées directement et peuvent être des huiles relativement propres .
Dans l'appareil de fig. 2 , on a représenté une ali- mentation commune en goudron, aboutissant aux tuyaux d'échap- pement modifiés qui tous, dans cet exemple ,sont reliés au petit barillet ,de sorte que toutes les vapeurs résul- tant de la distillation dans ces tuyaux seront recueillies ensemble.
Toutefois, dans certains cas, il peut être avantageux de faire travailler un ou plusieurs des tuyaux d'échappement modifiés d'une manière différente de celle dont on fait travailler les autres .Par exemple, un goudron ayant été distillé dans un tuyau d'échappement peut être redistillé dans un autre tuyau modifié pour en chasser une nouvelle quantité de vapeur plus lourde et obtenir un brai plus lourd . Dans ce cas, des appareils collecteurs et conden- seurs distincts peuvent être prévus pour les tuyaux d'échap- pement modifiés'individuels pour permettre de recueillir dans certains tuyaux des huiles plus lourdes que dans d'au- tres . Ainsi, par exemple, des tuyaux d'échappement modifiés 5b peuvent être reliés à deux des fours et à un petit baril- let / .
Le goudron ou huile à distiller peut être délivré au tuyau de distillation par des tuyères 9b,et la distil- lation peut être effectuée de la même façon que dans les tuyaux 6 . Le brai produit dans les tuyaux 5b sera retiré b par un tuyau 11, et les gaz contenant les vapeurs distil- lées seront retirés par une conduite transversale 30b et délivrés à des condenseurs 31b et 32 auxquels sont reliés des appareils de décantation 34b. Un appareil de décanta-
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tion 33b permet de séparer les huiles condensées de la li- queur ammoniacale qui se sépare dans la conduite trans- versale . Le condenseur 32b peut être relié à l'exhausteur
35pour faciliter le passage des gaz et des vapeurs à travers l'installation.
La fig. 4 représente une disposition permettant de faire circuler de nouveau le brai résultant d'une distilla- tion, en vue de le soumettre à une nouvelle distillation répétée , les gaz de four à coke employés pour ces diffé- rentes distillations, gaz dont les teneurs en vapeur d'hui- le différent, pouvant être recueillis séparément et con- densés dans des systèmes de condensation distincts .
De cette façon ,on peut effectuer une distillation fractionnée du goudron, en enlevant d'abord les éléments les plus volatils pour obtenir un brai mou, rodistillant alors le brai mou pour enlever des éléments plus lourds et obtenir un brai plus dur ; et les huiles de points d'ébullition différents résultant de ces distillations successives peu- vent être condensées séparément avec les vapeurs des gaz de four à coke qui les entraînent .Dans la fig. 4, le ré- cipient à brai 19 est muni d'un tuyau 27 allant de ce réci- pient à la tuyère d'injection, une pompe 26 étant montée sur ce tuyau pour remettre en circulation le brai ou goudron..
La fig. 8 représente une forme convenable de tuyère d'injection. Cette tuyère est constituée par une boite 36 munie d'un noyau interne 37 présentant des conduits héli- coïdaux entre le dit noyau et la boîte 36,cette botte présentant en outre un orifice d'injection 38 .La construc- est telle que le goudron est délivré par un monvemetn tour- billonnant sous forme d'un jet conique .
Lorsque le goudron est préchauffé et fluide, il peut être envoyé à la tuyère sous une pression convenable, par exemple trois kilos par centimètre carrée et délivré par cette tuyère de façon à têre pulvérisé ou injecté dans le courant de gaz chaud
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montant
Le fonctionnement de l'appareil représenté et la mise en pratique du procédé suivant l'invention sont les suivants :
Les gaz chauds résultant de la distillation du charbon dans les fours à coke montent dans les tuyaux d'échappement,établis sous forme d'appareils de distilla- tion, et se rendent par la tuyauterie de communication à l'appareil de condensation constitué dans le présent exem- ple par un petit barillet ,On peut faire travailler le reste de la batterie de fours de la matière ordinaire pour séparer le goudron, par fractions ou complètement, des gaz de four à coke, ce qui s'obtient par exemple en injectant une liqueur ammoniacale ,du goudron, ou les deux, dans le barillet ,
en séparant une fraction plus ou moins grande du goudron dans le barillet et en faisant ensuite passer les gaz à travers des réfrigérants ou con- denseurs dans lesquels le reste des éléments de goudron ou d'huile est en majeure partie séparé .On peut mélan- ger le goudron ou l'huile séparé dans le barillet et dans les réfrigérants ou condenseurs qui suivent et 1 ployer pour effectuer une nouvelle distillation suivant la présente invention, ou bien on peut utiliser ainsi soit le goudron lourd seulement, soit le goudron ou les huiles légers, ou bien on peut employer dans le procédé du goudron ou des huiles provenant d'une autre batterie de fours ou d'une autre usine.
La capacité de distillation des gaz de four à coke est de beaucoup supérieure à la quantité de goudron ou d'huiles qui est produite normalement à l'aide des gaz, de sorte qu'un très petit nombre de fours munis de tuyaux d'échappement modifiés suffisent pour distiller le goudron ou les huiles produites par le reste de la bat- terie et qu'un grand nombre de fours peuvent être employés pour distiller du goudron et des huiles provenant d'autres
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batteries ou d'autres usines .
Le goudron ( ou huile )à distiller est délivré en quantités réglées à la tuyère qui l'injecte dans les gaz de distillation chauds . Ce goudron peut avantageusement être réchauffé avant d'être ainsi injecté. Les gaz de dis- tillation chauds sont amenés en contact intime avec le gou- dron injecté, et celui-ci est chauffé et distillé par ces gaz qui se refroidissementeux-mêmes dans une certaine me- sure. La chicane 8 empêche le goudron de retomber dans les fours à coke, le goudron étant recueilli dans l'espace situé à l'extrémité du tuyau 7 et s'écoulant au dehors par le conduit d'échappement de brai 11.
L'action des gaz chauds sur les particules du jet de goudron ou du goudron amené de quelque autre manière en contact intime avec ces gaz et coulant sur les surfaces du tuyau de distillation est telle que ce goudron est chauffé et que les huiles volatiles qu'il renferme sont distillées, de sorte qu'un goudron ou brai plus lourd, ou une huile résiduelle, se dépose et s'échappe par le conduit d'échap- pement de brai . La distillation peut être réglée de la manière précédemment décrite, par exemple en réchauffant le goudron dans une mesure plus ou moins grande avant de l'injecter dans les gaz chauds ou en réglant le débit ou le genre de l'injection, etc...
Le temps pendant lequel le goudron ou huile est sou- mis à une température élevée peut être très court . On peut par conséquent obtenir directement un brai pauvre en carbone, en comparaison avec la distillation ordinaire, sans augmentation appréciable de la teneur en carbone par rapport à celle normalement présente dans le goudron dont le brai a été produit .
Au lieu de faire passer le goudron une seule fois au contact des gaz de distillation chauds, et de recueil-
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lir une partie seulement du distillat de ces gaz, on peut redistiller le résidu d'une première distillation en le faisant circuler une ou plusieurs fois à travers le même tuyau de distillation ou à travers un ou plusieurs autres tuyaux de distillation en vue de produire un distillat plus lourd et un brai plus dur .Au lieu de produire un brai de faible point de fusion, voisin de 42 c., on peut produire, des brais plus durs de point de fusion plus élevé, par exemple des brais fondant à 60-65 C. ( point de fu- sion obtenu par la méthode du cube dans l'eau ) , des brais fondant vers 80 c.
( méthode du bain d'air ) , un brui fondant à 1000 c. ou même des brais plus durs .En limi- tant la quantité de goudron ou de brai injecté , ou en pro- longeant son contact avec les gaz chauds, on peut porter sa température au point de cracking ou de décomposition de certains de ses éléments et augmenter sa teneur en car- bone, ce qui donnerait un brai plus riche en carbone et plus comparable à un brai de goudron de gaz d'éclairage En mé- langeant différents goudrons avant de les distiller, par exemple en mélangeant un goudron de four à coke avec un goudron de gaz d'éclairage ou un goudron de gaz à l'eau, on peut obtenir des distillats composites et des brais composi- tes .
A leur sortie du tuyau de distillation ,et pendant qu'ils possèdent encore une température relativement élevée, les gaz peuvent être de nouveau refroidis, par exemple par des jets de liqueur ammoniacale ou de goudron dans le petit barillet, avant de passer aux condenseurs, ou bien on peut les faire passer à la conduite transversale et aux conden- seurs à une température encore élevée .Suivant la méthode.
de refroidissement et de condensation appliquée ,les huiles provenant de la distillation répétée du goudron de houille, conjointement avec les éléments d'huile et de goudron prove- nant des gaz de distillation normaux employés pour la dis-
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tillation du goudron, peuvent être obtenues en partie dans le barillet et en partie dans les réfrigérants ou condenseurs qui suivent sous forme d'huiles relati- vement propres ,d'huiles goudronneuses ou de goudron huileux contenant une teneur beaucoup moindre en éléments lourds du goudron et principalement composés d'huiles.
Lorsque du goudron ou des huiles sont injectés dans les gaz du barillet distinct, la chaleur des gaz effec- tue la distillation partielle du dit goudron, etc.... et les jets refroidissent les gaz et les épurent en en éli- minant une partie des éléments lourds et en augmentant leur teneur en huiles . En pareils cas, ]Les gaz chauds de four à coke sont employés deux fois en série, d'abord à une température élevée, puis à une température un peu plus basse, pour distiller le goudron, etc.., et les gaz ainsi employés sont lavés deux fois par les jets de gou- dron ou d'huile .
Lorsque le résidu du second traitement ou des traitements complémentaires est employé dans le premier traitement, l'opération devient du type à contre- courant, le goudron ,etc... étant préchauffé ( et le cas échéant déshydraté ) ainsi que partiellement distillé par les gaz à une température relativement basse avant de subir une nouvelle distillation par les gaz à une tempéra- ture relativement haute . La chaleur des gaz est néanmoins telle qu'on peut effectuer ainsi une distillation efficace d'une grande quantité de goudron ou d'huile tout en lais- sant ces gaz à une température assez élevée pour qu'ils entraînent une grande quantité d'éléments d'huile con- densables pouvant être récupérés ,d'une façon frac- tionnée ou autrement , dans l'appareil de condensation sé- paré.
Dans la batterie de fig. 2 , la plupart des fours sont munis de tuyaux montants de construction usuelle, ces
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tuyaux pouvant comporter des injecteurs de liqueur ammonia- cale dans le col de cygne et dans le barillet pour séparer une quantité considérable de goudron lourd dans le barillet et délivrer aux réfrigérants ou condenseurs des gaz de fai- ble teneur en goudron .
On peut alors employer soit le pro- duit de goudron entier , soit seulement le goudron le plus lourd, soit seulement le goudron le plus léger ,pour le distiller suivant l'invention, par exemple en le faisant passer à un déshydrateur pour le déshydrater et le préchauf- fer et en l'amenant alors au contact intime des gaz de dis- tillation chauds sortant des fours à coke, en vue d'utiliser la température élevée et les calories de ces gaz pour dis- tiller le goudron et en produire du distillat et du brai.
La partie de la batterie ainsi employée pour la distil- lation du goudron joue à la fois le rôle d'une cokerie pour la production de coke et de gaz de distillation et d'une installation de distillation du goudron par les gaz de dis- tillation chauds, ce qui combine une installation de dis- tillation du goudron avec la cokerie et supprime les dépen- ses qu'entraîne le transport du goudron de houille de la co- kerie à l'usine de distillation du goudron, tout en dimi- nuant aussi considérablement le coût de l'installation et la dépense en combustible afférents à la distillation du goudron par l'utilisation des gaz de distillation chauds dont la chaleur serait autrement perdue et doit habituelle- ment être dissipée à grands frais .
Les produits obtenus en redistillant le goudron sui- vant l'invention comprennent des brais pauvres en carbone ou des brais riches en carbone, les uns et les autres pou- vant être de diverses duretés .Ces produits compren- nent aussi les huiles résultant de la distillation du gou- dron, mélangées avec les huiles et éléments de goudron pro- venant des gaz de distillation employés pour la distillation.
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Lorsque le goudron distillé est un goudron complet conte- nant pratiquement tous les éléments du goudron, on obtien- dra des huiles de points d'ébullition très différents.
Si l'on ne distille qu'un goudron lourd, le produit dis- tillé contiendra, de façon correspondante, une teneur correspondante en huiles lourdes Si le goudron est re- mis en circulation et redistillé , les huiles obtenues seront plus lourdes que celles résultant de la première distillation .
Si les huiles dérivées des distillations séparées sont condensées séparément , une série de pro- duits différents les uns des autres pourront être direc- tement produits par condensation, le cas éahéant frac- tionnée, des vapeurs d'huile des gaz .L'invention rend par conséquent possible lroduction d'huiles de proprié- tés différentes , de faible teneur en éléments de goudron lourd, directement à la cokerie
Le tuyau montant et les tuyauteries de circulation, etc... sont représentés schématiquement sur les dessins et sans revêtement calorifuge ,mais il est évident qu'aux endroits où il est désirable d'empêcher la perte de cha- leur par rayonnement, de diminuer cette perte ou d'empê- cher le refroidissement exagéré des tuyauteries de circu- lation , etc...
, ces tuyauteries , les tuyaux montants et les tuyaux de communication dans lesquels les gaz et les liquides passent pourront être munis d'un revêtement calorifuge .
En outre, les gaz chauds résultant de la distilla- tion dans le four à coke peuvent être refroidis dans une certaine mesure avant d'être amenés au contact du goudron, pourvu que leur température soit encore suffisamment élevée pour déterminer la distillation désirée du goudron et la production de distillats et de brai à l'aide de ce goudron.
Toutefois ,il est avantageux d'utiliser les gaz chauds à
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leur température maximum immédiatement à leur sortie des fours à coke, en les employant de la manière décrite .
On a décrit et représenté une construction particulière de tuyau d'échappement modifié, mais il est évident que, en ce qui concerne les caractéristiques les plus générales de l'invention, celle-ci peut être réalisée dans un appa- reil autrement construit dans lequel le goudron ou les hui- lea sont distillés par les gaz chauds et dans lequel les distillats sont condensés séparément de la manière décrite.
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"TAR DISTILLATION PROCESS".
This invention relates to improvements in the distillation of tars and in the production of pitches and oils as distillates of these tars. It comprises a process for distilling tars and producing pitches and an improved apparatus for carrying out this process. More particularly, the invention relates to improvements in the distillation of coal tar and in the production of pitches and distillates in coal distillation plants, such as for example in coking plants with sub-recovery. -products.
In ordinary operation of by-product recovery coke ovens, the gases produced by the coking flow from the individual ovens, through individual risers and goosenecks, to one or more con-
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collecting picks or barrels, common to a battery of ovens. The coke oven gases leaving the ovens at a high temperature are cooled in order to separate the elements of the tar, this separation being carried out in part in the barrels and in part in condensers which make them follows e.
Coal tar produced in coking plants is usually shipped to tar distillation plants where it is distilled to obtain distillates and pitches as the residue from the distillation.
The present invention relates to a process and apparatus for the distillation of tar in which the tar is distilled directly to by-product coking plants without the need for a separate tar distillation plant and without the need for a separate tar distillation plant. transportation costs.
In accordance with the present invention, the hot coke oven gases, as they exit from one or more of the individual ovens, have been used to distill the tar and separate it from vaporizable oils, which are collected separately, and for producing pitches thereof, which is obtained by bringing the tar into intimate contact with said hot gases immediately on leaving the coke ovens, or at least while their temperature is still high enough to achieve the desired distillation.
In the process according to the invention, the oils distilled from the tar are condensed and collected separately, the distillates only being mixed with the oil and tar elements which are contained or remain in the gas. coke oven used for distillation.
According to the invention, the tar to be distilled is sprayed or otherwise brought directly into contact with the hot gases issuing from a limited number of individual coke ovens.
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dual and having a sufficiently high temperature to effectively distill the tar and separate a greater or lesser amount of volatile oils therefrom, such that a heavier tar or pitch remains as a residue. the mixture of gases and vapors resulting from the distillation being kept separate from the gases coming from the other coke ovens.
The injection of tar in the divided state into the hot gases of the coke oven determines the partial cooling of these gases and the separation from these gases of a more or less large quantity of the heaviest elements of the tar. , a certain proportion of these elements being deposited as a result and adding to the residual pitch of the tar distillation.
This tar distillation also results in an increase in the condensable vapors contained in the treated coke oven gases, as well as a partial or preliminary elimination of the heavier elements of the tar contained in these gases, so that these coke oven gases, thus partially purified, and with the increase in their vapor content resulting from the distillation of the tar, have a composition which differs from that of ordinary coke oven gases, that is - that is, gases which have not undergone this treatment.
In the practice of the invention, the tar to be distilled is injected or sprayed in a pulverized state into the hot coke oven gases or is brought directly into intimate contact with these gases in some other manner, so that the hot gases can heat and distill the tar and remove the distilled vapors from it and these vapors are then condensed separately, with the vapors contained in the gases themselves.
Some of the individual coke ovens according to the invention are provided with one or more gas collecting systems constructed in such a way as to allow tar to be injected or otherwise introduced.
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re directly into a stream of hot coke oven gas immediately after leaving the oven, or before the temperature has been significantly reduced.
This or these gas collectors can advantageously. be constituted by distillation apparatus established in the form of modified exhaust pipes of the kind which will be described later, in which the tar is. injected in a pulverized state into the gas stream at its maximum temperature, but the most general features of the invention are not limited to the application of such exhaust pipes modified with a view to 'a distillation.
Other apparatus can be used to distill hot gases for the direct distillation of tar.
The distillation capacity of gases coming out of a single coke oven is much greater than that required to distill the amount of tar produced by a single oven, so that it is possible to distill in one. exhaust pipe, using the hot gases from a single coke oven, the tar supplied by a considerable number of ovens.
In the construction of a battery of furnaces, therefore, in order to distill all the tar produced by the battery, it suffices to provide some of the individual furnaces with exhaust pipes modified or arranged to distill the tar. using hot gases from coke ovens, the other ovens in the battery being able to work in the ordinary manner, the recovery of the coal tar which their gases contain being carried out in the ordinary manner.
This coal tar can then be distilled in the few distillation exhaust pipes provided in order to produce pitches and to allow the vaporized oils of the distilled tar to be collected, together with the tar.
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dron and the oils that normally exist in gases.
Most of the construction of the furnace bank and its by-product recovery plant can remain unchanged, so that most of the coke ovens can be or remain of the usual construction and the gases of these ovens can be collected in the usual barrel, the tar being separated in the usual way.
Only part of the battery of furnaces will be modified by the arrangement of exhaust pipes arranged to distill the tar by the hot gases of the coke ovens and to obtain therefrom distillates and pitch. This part of the coil, provided with such a modified construction of the gas exhaust pipes, has its own collector, refrigerant and condenser system,
so that the gases used for the distillation of the tar and mixed with the vapors resulting from this distillation can be cooled with a view to separating therefrom the tar and oil elements independently of the refrigerant collector and main condenser system of the coil
One of the advantages of the invention is that it can be directly applied to existing or present constructions of coke ovens. With regard to the production of coke, the actual operation of coke ovens is not influenced and the The invention, however, allows tar to be distilled, pitch produced and oils to be collected in the separate collector and condenser system. .. This special distillation and condensation system does not interfere with the service of coke ovens.
The by-product recovery system from those of the co-ke ovens which are not modified by the arrangement of the distillation exhaust pipe can work in the ordinary way,
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Another important advantage of the invention lies in the fact that the application of a separate barrel with a separate refrigerant and condenser system makes it possible to control the temperature in the distillation more easily than would be possible by soaking the liquids. distillation pipes connected to the barrel provided for the other furnaces of the battery.
In other words, the volume of tar required to produce a relatively large change in the temperature of the gases contained in the separate barrel and the separate exhaust pipes would have relatively little effect on the temperature of the total volume. of gas generated by the entire battery. proper temperature control is important when introducing tar into gases because this avoids damage to the apparatus and furthermore products can be obtained with certainty within the range limits of set temperatures.
The tar distilled according to the invention can be tar produced at the same coking plant as that at which it is distilled or tar from another coking plant or plant. It can be a heavy tar, a light tar or heavy or light elements of tar that it is desired to distill in order to obtain oils therefrom. Other tars such as lighting gas tar, vertical retort tar, water gas tar, etc. can also be distilled. When mixed or composite pitches, or mixed or composite distillates are desired, two or more different kinds of tar can be distilled separately in the coking plant, or a mixture of suitable proportions of these different kinds can be distilled directly to obtain an aomposite pitch.
When different tars are distilled, the pitches result
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Both can be mixed to give a composite product, the distillates themselves being mixed if desired For example, a tar from horizontal gas retorts, which has a high free carbon content, can be mixed with tar coke oven and distillate the mixture to produce a composite pitch richer in free carbon than coke oven tar pitch and composite oil distillate Distillate tar can contain all (or virtually all) of the condensed oils. - sands, in the case where the elements of tar would normally be condensed or collected together, or it can be a heavy tar containing only part of the oils.
When distilling mixed tars, the condensate obtained in the separate condenser system (s) will be of a composite type. When distilling different tars separately, the gases and vapors resulting from this separate distillation may be condensed separately in separate condensing devices, or condensed together in the same device.
In some cases, the amount of condensed oil vapor distilled from the tar according to the present process may be less than the condensable oil vapor content of the coke oven gases employed for the distillation, especially when the amount of tar distilled is controlled to give a relatively high melting point pitch as a by-product and when only a limited amount of tar is subjected to distillation. However, in other cases the vapors from tar distillation may be considerably in excess of those normally contained in coke oven gases, the vapor content of these gases may be doubled or more than doubled.
In addition, the effect of the distillation is to proportionally increase the relative oil vapor content.
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very light and proportionally decrease the content of heavy pitch elements, due to the purifying effect of the tar jet which separates and deposits some of the heaviest elements of the gases.
When only a small number of the co-keer ovens of a battery are used for distilling the tar and collecting the oil separately according to the invention, the separate system or systems provided for condensing the vapors of the gases Coal from these furnaces can be much smaller than the main condenser system provided for the rest of the coil. This or these separate condenser system (s) may from an oil recovery point of view be similar in construction and operation to the ordinary condenser system, or of different construction and operation.
Due to the fact that the condensable oil vapor content of the gases is increased, the amount of gas which has to be treated is relatively smaller and, on the other hand, a much larger amount of gas can be collected. Condensable elements of these gases than corresponding quantities of ordinary coke oven gases.
Tar as it is usually produced and collected in coking plants is mixed with a greater or lesser amount of water or ammoniacal liquor. This tar can be used directly and dehydrated as well as distilled, or it can be partially or completely dehydrated before being subjected to the distillation according to the invention. This tar can also be used in a preheated and fluid state to be injected into the hot gases of coke ovens.
The manner in which the tar is brought into direct contact with the hot vapors may vary.
For this purpose, a suitable spray or injection nozzle to which the preheated and fluid tar is delivered under pressure.
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sufficient to determine a spray and the resulting intimate contact of the tar with the hot gases can be placed in the upper part of the modified exhaust pipe.
In each of the individual exhaust pipes, a single tar jet or several may be employed and the tar flow rate, as well as its temperature, can be adjusted and controlled to achieve to a greater or lesser extent the distillation of the tar and the production of distillates of desired characteristics and of more or less hard pitches or pitch-like products.
The gases which escape from the top of a coke oven have a high temperature, for example around 600 to 700 C-, and in some cases much higher.
The temperature of these gases is high enough to allow efficient distillation of the tar by an intimate and controlled injection of said tar into the hot gases. By using the gases at a temperature which is practically that of the top of the furnaces, their maximum heating and distillation effect can be utilized.
The quantity of tar, the intimacy and duration of the contact of the particles of the tar jet with the gases, and the nature of the oil distilled and the quantity used, can. Efficient distillation can be achieved with, for example, a temperature drop of 100 ° C. in the passage of gases through the tar jet, although a greater temperature drop and oil distillation can be achieved by increasing the amount of tar or the privacy and duration of contact.
The tar will itself be heated by the hot gases and its temperature may rise considerably Some of the heat of the gases is however used to vaporize the liquid elements of the tar without increasing
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correspondingly the temperature of the tar) so that the maximum temperature of the tar and the resulting pitch can be considerably lower than that of the gases.
In the practice of the process, it is possible to bring the tar only once in contact with the hot gases, or else it can be circulated in order to bring it back into contact with said gases so as to effect a distillation. - complementary lation and produce harder pitches, or even pitches of a modified kind, such as pitches with a higher carbon content. This further distillation can be carried out by circulating. again the tar or pitch through the same distillate apparatus, or by circulating it through one or more other apparatuses, so that in the different systems either distillates and a pitch of the same kind are obtained or of a similar kind, or distillates and pitches of different kinds.
By adjusting the quantity of tar injected and the preheating temperature of the tar and by redistilling when necessary, it is possible to adjust the hardness of the pitches produced and to obtain relatively soft pitches or relatively hard pitches as well as oils of different characteristics. The further distillation of the pitch produced in the first place, with a view to extracting therefrom a new quantity of oil, can be carried out in the distillation exhaust pipe or in another.
By operating separate distillation exhaust pipes in the manner of separate apparatus, it is possible to simultaneously produce distillates and pitches of different characteristics, while by operating separate condensing apparatus with such separate distillation apparatus, it is possible to simultaneously obtain condensed products of different properties.
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tees.
In a coking plant carrying a small battery of furnaces, for example a battery of twenty furnaces, one or two distillation exhaust pipes may be sufficient to distill the tar from the remaining furnaces of the battery, and this or these pipes may include a separate condensing .. In a larger coking plant with more furnaces in the same coil or in separate coils, more distillation exhaust pipes will be required to distill the tar produced by the remaining ovens of the battery (s). If tar from an external source is distilled, more distillation tailpipes may also be required.
When a coking plant has several batteries of ovens, it is possible to equip each battery with one or more distillation exhaust pipes or to provide a sufficient number of these pipes on a single battery to distill the tar produced by the others. batteries and by the other ovens of the same battery so as to obtain the desired quantities and kinds of distillates or pitches.
When several distillation exhaust pipes are provided for distilling a large quantity of tar, all of these pipes can be connected to the same condensing apparatus or two or more separate condensing apparatus can be provided. If two or more of the distillation pipes are combined with the same condensing apparatus, these pipes may advantageously have a separate collecting barrel for collecting the gases from said pipes so that they can pass through. the separate condensing device.
When several distillation pipes are provided, they can all be connected to the same barrel and to the same condensing device, or else they can be
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connecting different pipes or groups of exhaust pipes to separate manifolds or barrels each comprising its own condensing device, or else the condensing devices can be interconnected.
When working with a separate barrel of this kind, the gases collected in this barrel as they exit from the distillation exhaust pipe (s) can be cooled to a relatively low temperature, for example by an injection of ammoniacal liquor, and the A considerable quantity of the condensable elements can be separated from the gases in the separate barrel (s).
If it is desirable to determine the deposition of a greater quantity of the condensable elements in the condensing apparatus situated after the separate barrel or barrels, the temperature prevailing in this or these barrel or barrels will advantageously be kept high. , for example by injecting a controlled amount of tar into the separate barrel (s) or by injecting a controlled amount of a heavy oil such as anthracene oil, etc. into the barrel and adjusting the temperature of so that the gases are not cooled to such a degree that too much of the condensable elements separates in the barrel.
The tar thus injected into the barrel can be dehydrated and collected at the outlet of the barrel, together with the condensed elements of the gases, in the form of a dehydrated and partially distilled tar product. The temperature of the gases, even after they have passed through the distillation exhaust pipes, will be high enough to distill the tar brought into contact with them, for example by injecting this tar into the gases in the separate barrel. In such a case, the hot coke oven gases will be used in a two-phase distillation, first in the exhaust pipe and then in
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the barrel.
The tar which has been dehydrated, preheated or both dehydrated and preheated in the barrel can then be returned to one of the exhaust pipes to undergo further distillation and produce pitch therefrom.
After their passage through the separate barrel, the gases go to the condensing apparatus in which a new condensation of the condensable elements takes place.
This condensation may be fractional condensation carried out in direct or indirect refrigerants or condensers of the type which is now customarily employed to collect condensable elements from coke oven gases, or the gases may be subjected to fractional condensation. in a multistage washing apparatus, for example by washing these gases with oils at gradually decreasing temperatures.
The present invention includes not only the distillation of tar to produce oil distillates, but also the production of pitches of varying properties.
By limiting the duration of the contact of the tar with the hot gases and the temperature to which the tar is heated during the distillation, it is possible to obtain pitches with a low carbon content and oils with defined characteristics, as previously described. However, when the first produced pitch is recirculated, and especially when it is heated to a high temperature before it is level injected into the distillation pipe, its temperature will undergo a further increase and may reach a value. such that a greater or lesser decomposition of the pitch takes place and, consequently, an incorporation of free carbon into this pitch, which would increase its free carbon content, It is thus possible,
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by recirculating the pitch and adjusting the injection so that the pitch is kept in contact with the hot gases for a time long enough to bring its temperature to the point of decomposition, to decompose or crack a greater or lesser fraction of the elements of the pitch and to incorporate a corresponding amount of free carbon into the pitch. In this way, with the help of coal tar derived from coke ovens, carbon-rich pitches can be obtained, the properties of which are similar to those produced with the aid of the tar generated in gas works in horizontal retorts.
These carbon-rich pitches are in a way the tar pitches of lighting gas obtained by synthesis.
In addition to the production of pitches of different properties, the present invention makes it possible to obtain distillates using tars or tar fractions or oils, in particular when redistilling a dirty oil or an oil contaminated with tar. or pitch to produce a cleaner oil distillate and residual pitch.
Further, such a distillation can be carried out simultaneously with the tar distillation by operating one or more of the exhaust pipes in the manner of apparatus distilling tar to produce pitch and distillates, and by making working one or more of the exhaust pipes like an oil distillation apparatus in order to decompose the latter into various elements. In installations in which different pipes or groups of distillation exhaust pipes are connected to separate condensing devices, each installation can, if desired, process a different material.
For example, one installation could distill tar in the manner described and another could distill a mixture of oils to separate different oil elements therefrom.
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One of the advantages of the system and apparatus according to the invention is that it makes it possible to keep the distilled oils separate from the main battery condensing apparatus, so that regardless of the oils or tar elements which are distilled in the exhaust pipes, these oils, etc., can be collected separately, just as it is possible, by operating various distillation and condensing devices, to distill different products simultaneously. mixture of oils of very different boiling points can be subjected to distillation in a pipe or group of exhaust pipes having a separate condensing device and the mixture can thus be fractionated,
which gives the heaviest fraction as by-products of the distillation tailpipes, mixed with the tar elements which are separated from the coke oven gases in these pipes, while the other oil elements can wind be collected partly in the separate barrel (s) and partly in the condensers or fractionation refrigerants which follow.
The present invention is thus capable of being applied in a more or less general manner to the distillation of tar and oils both from the point of view of a process and from the point of view of an apparatus. . As regards a process, the invention comprises the use of hot coke oven gases for the purpose of distilling the tar (or oil) by bringing it into direct contact with these gases, and the separate condensation of the tar (or oil). or of the resulting distillates; as regards the apparatus, the invention also comprises means for distilling tars and oils by heat from hot coke oven gases and means for separately condensing the resulting distillate (s),
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fractionally or otherwise.
The invention also comprises an improved method of working batteries of coke ovens or coke ovens in which the battery (s) work in a balanced manner, in that part of the ovens work with distillation exhaust pipes for distilling the tar produced by the rest of the battery (s) when it is desired to distill all or part of the tar from the remainder of the battery (s) at the same coking plant and producing distillates and pitches using this tar.
The invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings which show an apparatus established according to the invention and arranged to carry out the process according to the invention, it being understood, however, that the The invention is not limited to the methods and apparatus described and shown by way of example.
In the accompanying drawings
Fig. 1 is a partially cutaway elevational view of part of a coke oven with a distillation exhaust pipe and a separate barrel
Fig. 2 shows a plan of part of a coke oven battery, some of which are fitted with distillation exhaust pipes and a separate condensing apparatus.
Fig. 3 is a side view of the installation shown in FIG. 2 and shows the separate condensing apparatus, part of one of the coke ovens and the distillation exhaust pipe of that oven.
Fig. 4 is a variant of FIG. 1.
Fig. 5 is an enlarged view of another modified exhaust pipe construction.
Fig. 6 is a section on 6-6, fig. 5.
Fig. 7 is a section along 7-7, fig. 5.
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Fig. 8 is a sectional view showing a construction of an injection nozzle.
The invention is capable of being applied in a more or less general manner to various types and constructions of coke ovens recovering by-products such as Semet-Solvay ovens, Koppers ovens, etc. ..... but it will be described below with more particular reference to its application to furnaces of the Semet-Solvay type.
Fig. 1 represents one of the coke ovens of a battery, this oven being provided with gas piping modified to ensure the distillation of tar or oils by the hot coke oven gases rising from the oven. The coke oven is shown schematically at 1 and comprises the usual pipe 2 for the exhaust of the hot gases from the oven.
The exhaust pipe distillation apparatus, i.e. the modified exhaust pipe, may generally include an exhaust pipe 3, a casing 4 and an elbow or gooseneck 5. The pipe 3 is hermetically fixed by a suitable seal above the duct 2 and communicates by its upper end with the lower end of the casing 4. The upper end of the casing 4 is connected to the elbow 5 which ends in a conduit 6 which may be analogous to the ordinary barrel but the diameter of which is smaller. The casing 4 is enlarged to form around a pipe internal 7 a space which rises inside this envelope.
The lower ends of the pipe 7 and of the casing 4 are preferably integral or are screwed one into the other or interconnected by a suitable collar to form an annular receptacle between the pipe 7 and the casing 4.
In the casing 4 and above the end of the pipe 7 is a baffle or cone 8 above which we have, in the upper part of the casing 4
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or in the pipe 5 surmounting this envelope, an injection nozzle 9 connected to a pipe 10 serving to deliver tar or oil to this nozzle. A pitch exhaust port 11 is provided at the lower part of the casing 4 to allow the pitch to be withdrawn from the annular space between the pipe 7 and the casing 4. This is secured at its lower end, by means of bricks 12, to the exhaust pipe 3, which in turn is sealed in the roof construction of the furnace to receive the gases rising by. the exhaust duct 2 of the furnace chamber.
At its upper end, the casing 4 is connected by flanges 13 to the elbow 5, which is in turn connected to the manifold 6 by means of a valve boot.
The envelope 4 shown in FIG. 5 has a series of doors or openings 14 near its lower end to allow inspection and cleaning and an upper door 15 carrying the baffle or cone 8, the arrangement being such that when the door 15 is opened the chisel 8 comes out of envelope 4. The casing is also provided with overflow openings 16 located at some distance from the lower end of its annular space. The pitch exhaust port 11 located near said end is connected by a pipe 18 to a pitch collection vessel 19.
The members communicating the distillation exhaust pipe with the barrel may be provided with an injector 20 serving to cool the condensable elements of the gas and to facilitate their condensation and additional nozzles 21 may also be provided in the small barrel. , although these nozzles can be omitted if one does not wish to suddenly cool the gases. We can
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inject by means of these nozzles either an ammonia liquor, or tar, or a mixture of liquor and tar.
Some heavy tar elements can be entrained with the gases and be separated or condensed with the heavier elements, but the amount of heavy tar and pitch elements can be proportionately much smaller than that separated from ordinary coke oven gas. , because of the purifying effect of the tar injected into the distillation exhaust pipe, that is to say of the elimination, which results therefrom, of a part of the heavy elements of the tar and the pitch . In addition, the condensable oil vapor content of the gases will be much higher than in ordinary co-kettle gases, so that when the gases are cooled to separate oils from them, the gases are cooled. will get proportionately many more oils than heavy tar and pitch elements.
By fractionally cooling and condensing the gas vapors, various fractions can be obtained, some of which may be a relatively clean oil. When substantially all of the oil vapor elements are condensed together, the product may be a tarry oil but containing only a relatively small amount of heavy tar elements, as mentioned above.
In fig. 2, 28 denote a part of a coke oven battery in which some of the ovens are provided with modified exhaust pipe construction and others with exhaust pipes 29 of ordinary construction. The usual barrel makes the pipes 29 communicate with the transverse duct 30 leading to the refectants or condensers 31 and 32 connected to a decantation apparatus 34. The exhauster produces the call for gases to
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through the system is indicated in 35.
This part of the installation in fig. 2 is the ordinary installation of coke ovens recovering by-products. The tar collected in the main collector and the cross pipe goes to a collector tank tar or settling apparatus 23 in which the tar separates from the ammoniacal liquor, in order to be then led to a dehydrator 24 which frees it partly or completely of water and subjects it to prior heating for the purpose of distillation . The dehydrator can be of any suitable construction. The dehydrated and preheated tar is then delivered by a pump.
25 and a tar feed pipe 10 to the injection nozzles 9.
The condensing and collecting apparatus connected to the modified exhaust pipes is analogous, in this example, to the main apparatus, but its dimensions are smaller. On leaving the small barrel 6, the gases pass through a pipe corresponding to a transverse pipe 30a and to the condensers 31a and 32a and then go either to the same exhauster 35 which may be common to the two condensing devices, or to an exhauster. distinct (not shown). The tar or oily tar (or tarry oil) capable of separating in the small collector barrel 6 as is the case when an ammoniacal liquor is injected therein, can be led to a receptacle 33a to separate the ammoniacal liquor from oil or tar.
If this tar is a heavy tar, in which case the heavy elements are condensed without being mixed with a considerable quantity of oils, this tar can be redistilled to obtain pitch, the oils being returned to the system to be then condensed there. and obtained in a more or less pure state.
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The tar or oil separated from the small barrel, in particular when it contains a large amount of heavy oil, can be used directly, for example for creosotage of wood, etc., while that the oils separated in the condenser can also be used directly and can be relatively clean oils.
In the apparatus of fig. 2, there is shown a common tar supply, resulting in the modified exhaust pipes which all, in this example, are connected to the small barrel, so that all the vapors resulting from the distillation in these pipes will be collected together.
However, in some cases it may be advantageous to operate one or more of the modified exhaust pipes in a different manner from how the others are operated. For example, tar that has been distilled in an exhaust pipe can be redistilled in another modified pipe to expel a new quantity of heavier vapor and obtain a heavier pitch. In this case, separate collectors and condensers may be provided for the individual exhaust pipes modified to allow heavier oils to be collected in some pipes than in others. Thus, for example, modified exhaust pipes 5b can be connected to two of the ovens and to a small barrel /.
Tar or oil to be distilled can be delivered to the distillation pipe through nozzles 9b, and the distillation can be carried out in the same way as in pipes 6. The pitch produced in the pipes 5b will be withdrawn b through a pipe 11, and the gases containing the distilled vapors will be withdrawn through a transverse pipe 30b and delivered to condensers 31b and 32 to which settling devices 34b are connected. A decanter
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tion 33b allows the condensed oils to be separated from the ammoniacal liquor which separates in the cross pipe. The condenser 32b can be connected to the exhauster
35 to facilitate the passage of gases and vapors through the installation.
Fig. 4 shows an arrangement making it possible to re-circulate the pitch resulting from a distillation, with a view to subjecting it to a new and repeated distillation, the coke oven gases used for these different distillations, gases of which the content of different oil vapor, which can be collected separately and condensed in separate condensing systems.
In this way, a fractional distillation of the tar can be carried out, first removing the more volatile elements to obtain a soft pitch, then rodistilling the soft pitch to remove heavier elements and obtain a harder pitch; and the oils of different boiling points resulting from these successive distillations can be condensed separately with the vapors of the coke oven gases which entrain them. In fig. 4, the pitch container 19 is provided with a pipe 27 going from this container to the injection nozzle, a pump 26 being mounted on this pipe to recirculate the pitch or tar.
Fig. 8 shows a suitable form of injection nozzle. This nozzle is constituted by a box 36 provided with an internal core 37 having helical conduits between the said core and the box 36, this boot also having an injection orifice 38. The construction is such that the tar is delivered by a swirling monvemetn in the form of a conical jet.
When the tar is preheated and fluid, it can be sent to the nozzle under a suitable pressure, for example three kilos per square centimeter and delivered by this nozzle so as to be atomized or injected into the stream of hot gas.
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amount
The operation of the apparatus shown and the practice of the method according to the invention are as follows:
The hot gases resulting from the distillation of the coal in the coke ovens rise in the exhaust pipes, established in the form of distillation apparatus, and pass through the communication piping to the condensing apparatus formed in the this example by a small barrel, the rest of the battery of ovens can be made to work with ordinary material to separate the tar, by fractions or completely, from the coke oven gases, which is obtained for example by injecting an ammoniacal liquor, tar, or both, in the barrel,
by separating a greater or lesser fraction of the tar in the barrel and then passing the gases through refrigerants or condensers in which the rest of the tar or oil elements are for the most part separated. to manage the tar or oil separated in the barrel and in the refrigerants or condensers which follow and to bend it to carry out a new distillation according to the present invention, or else one can thus use either the heavy tar only, or the tar or the oils light, or tar or oils from another battery or plant may be used in the process.
The distillation capacity of coke oven gases is much greater than the amount of tar or oils that is normally produced using the gases, so a very small number of ovens with exhaust pipes modified are sufficient to distill tar or oils produced by the remainder of the battery, and a large number of furnaces can be employed to distill tar and oils from other
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batteries or other factories.
The tar (or oil) to be distilled is delivered in controlled quantities to the nozzle which injects it into the hot distillation gases. This tar can advantageously be reheated before being thus injected. The hot distillation gases are brought into intimate contact with the injected tar, and the latter is heated and distilled by these gases which cool themselves to a certain extent. The baffle 8 prevents the tar from falling back into the coke ovens, the tar being collected in the space located at the end of the pipe 7 and flowing out through the pitch exhaust duct 11.
The action of the hot gases on the particles of the jet of tar or tar brought in some other way into intimate contact with these gases and flowing over the surfaces of the still pipe is such that this tar is heated and the volatile oils appear. it contains are distilled so that a heavier tar or pitch, or residual oil, settles and escapes through the pitch exhaust duct. The distillation can be regulated in the manner previously described, for example by heating the tar to a greater or lesser extent before injecting it into the hot gases or by adjusting the flow rate or the type of injection, etc.
The time during which the tar or oil is subjected to a high temperature can be very short. A low carbon pitch can therefore be obtained directly, as compared to ordinary distillation, without appreciable increase in carbon content over that normally present in the tar from which the pitch has been produced.
Instead of passing the tar only once in contact with the hot distillation gases, and collecting
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To read only part of the distillate from these gases, the residue from a first distillation can be redistilled by circulating it one or more times through the same distillation pipe or through one or more other distillation pipes in order to produce a Heavier distillate and harder pitch. Instead of producing a low-melting pitch, around 42 c., harder pitches with a higher melting point can be produced, for example pitches melting at 60- 65 C. (melting point obtained by the cube method in water), pitches melting around 80 c.
(air bath method), a melting brui at 1000 c. or even harder pitches. By limiting the quantity of tar or pitch injected, or by prolonging its contact with hot gases, its temperature can be brought up to the point of cracking or decomposition of some of its elements and increase its carbon content, which would give a pitch richer in carbon and more comparable to a tar pitch of lighting gas By mixing different tars before distilling them, for example by mixing a furnace tar with coke with lighting gas tar or water gas tar, composite distillates and composite pitches can be obtained.
On leaving the distillation pipe, and while they still have a relatively high temperature, the gases can be cooled again, for example by jets of ammoniacal liquor or tar in the small barrel, before passing to the condensers, or they can be passed to the cross pipe and to the condensers at a still high temperature. According to the method.
cooling and applied condensation, the oils from the repeated distillation of coal tar, together with the oil and tar elements from the normal distillation gases employed for the distillation.
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tar tillation, can be obtained partly in the barrel and partly in the refrigerants or condensers which follow in the form of relatively clean oils, tarry oils or oily tar containing a much lower content of heavy elements of the tar and mainly composed of oils.
When tar or oils are injected into the gases of the separate barrel, the heat of the gases effects the partial distillation of said tar, etc., and the jets cool the gases and purify them by eliminating part of them. heavy elements and increasing their oil content. In such cases,] The hot coke oven gases are used twice in series, first at a high temperature, then at a slightly lower temperature, to distill tar, etc., and the gases thus employed. are washed twice by jets of tar or oil.
When the residue of the second treatment or of the additional treatments is used in the first treatment, the operation becomes of the countercurrent type, the tar, etc ... being preheated (and if necessary dehydrated) as well as partially distilled by the gas at a relatively low temperature before undergoing further gas distillation at a relatively high temperature. The heat of the gases is, however, such that an efficient distillation of a large quantity of tar or oil can thus be carried out while leaving these gases at a temperature high enough that they entrain a large quantity of elements. condensable oil which may be recovered, in fractional or otherwise, in the separate condensing apparatus.
In the battery of fig. 2, most furnaces are fitted with riser pipes of conventional construction, these
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pipes which may have ammonia liquor injectors in the gooseneck and in the barrel to separate a considerable quantity of heavy tar in the barrel and to deliver gases of low tar content to the refrigerants or condensers.
It is then possible to use either the whole tar product, or only the heaviest tar, or only the lightest tar, to distill it according to the invention, for example by passing it through a dehydrator to dehydrate it and preheating it and then bringing it into intimate contact with the hot distillation gases leaving the coke ovens, in order to use the high temperature and the calories of these gases to distill the tar and produce tar. distillate and pitch.
The part of the battery thus used for the distillation of the tar plays both the role of a coking plant for the production of coke and distillation gas and of an installation for the distillation of the tar by the distillation gases. hot, which combines a tar distillation plant with the coking plant and eliminates the expense of transporting coal tar from the cocoa plant to the tar distillation plant, while reducing also considerably the cost of the plant and the expenditure of fuel associated with the distillation of the tar by the use of the hot distillation gases, the heat of which would otherwise be lost and must usually be dissipated at great expense.
The products obtained by redistilling the tar according to the invention comprise low carbon pitches or high carbon pitches, both of which can be of various hardnesses. These products also include the oils resulting from the distillation of tar, mixed with the oils and tar elements obtained from the distillation gases used for the distillation.
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When the distilled tar is a complete tar containing almost all the elements of the tar, oils of very different boiling points will be obtained.
If only heavy tar is distilled, the distilled product will correspondingly contain a corresponding heavy oil content. If the tar is recirculated and redistilled, the resulting oils will be heavier than those resulting from the first distillation.
If the oils derived from the separate distillations are condensed separately, a series of products which differ from each other can be produced directly by condensing, optionally fractionated, of the oil vapors into gases. therefore possible the production of oils of different properties, with a low content of heavy tar elements, directly at the coking plant
The riser pipe and the circulation pipes, etc ... are shown schematically in the drawings and without heat insulating coating, but it is obvious that in places where it is desirable to prevent the loss of heat by radiation, to reduce this loss or to prevent excessive cooling of the circulation pipes, etc ...
, these pipes, the rising pipes and the communication pipes in which the gases and liquids pass may be provided with a heat-insulating coating.
In addition, the hot gases resulting from the distillation in the coke oven may be cooled to some extent before being brought into contact with the tar, provided that their temperature is still high enough to determine the desired distillation of the tar and the production of distillates and pitch using this tar.
However, it is advantageous to use the hot gases at
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their maximum temperature immediately on leaving the coke ovens, using them in the manner described.
A particular construction of a modified exhaust pipe has been described and shown, but it is obvious that, as regards the more general features of the invention, this can be realized in an otherwise constructed apparatus in which the tar or oils are distilled by the hot gases and in which the distillates are condensed separately as described.