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"Chauffage de fours à ooke horizontaux."
On tend de plus en plus à augmenter la production des fours à coke et la quantité de charbon traité dans l'unité de temps.
On peut obtenir ce résultat en majeure partie par une augmenta- tion de la capacité des chambres, c'est-à-dire en augmentant la la hauteur et la longueur des chambres des fours. Il est impos- sible d'augmenter la largeur d'une chambre de four, parce que la durée de cokéifioation du charbon introduit augmente très considérablement avec la largeur de la chambre. Quant à l'aug- mentation de la longueur des chambres de four, elle est limitée par la puissance des machines de service. Dans presque tous les fours à coke exclusivement, dont les flammes sont dirigées
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verticalement, la hauteur des chambres est limitée par la lon- gueur de la flamme qui en résulte. Ainsi qu'on l'a reconnu en pratique, on peut obtenir dans les carneaux une flamme d'une longueur de deux mètres qui suffit tout au plus pour une chambre d'une hauteur de trois mètres.
Lorsque les chambres ont une hau- teur supérieure, le charbon des parties supérieures des chambres n'est donc plus distillé en même temps que le charbon qui se trou- ve dans les parties inférieures. En outre le chauffage ainsi ob- tenu produit à la base de chaque carneau des températures très élevées provoquant fréquemment la destruction de la matière ré- fractaire des parois et la décomposition des gaz de la distilla- tion dans les chambres du four.
On a essayé d'obtenir un chauffage uniforme des chambres sur toute leur hauteur en introduisant les gaz de chauffage en plu- sieurs couches à des hauteurs différentes dans les carneaux de chauffage. Toutefois cette disposition n'est possible que dans les fours fonctionnant à des températures très basses. Dans les fours modernes de grande puissance les températures des carneaux de chauffage sont tellement élevées que les canaux d'arrivée qui dé- bouchent dans les carneaux de chauffage sont engorgés par des dé- pôts de carbone dûs à la décomposition des gaz de chauffage, dé- composition produite par les hautes températures.
On a essayé en outre d'obtenir une flamme aussi longue que possible en mélangeant des gaz, par exemple des gaz de chaleur perdue, aux gaz chauds avant de faire arriver ceux-ci dans les canaux de distribution. Mais ce moyen ne permet également que de produire une flamme de hauteur restreinte.
On a aussi construit un grand nombre de fours à coke dans lesquels on a cherché à obtenir une distillation simultanée du charbon sur toute la hauteur de la chambre du four en rétrécis- sant convenablement la paroi des parties supérieures de la chambre de façon que la quantité de charbon contenue dans ces parties
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supérieures soit plus petite/que celle des parties inférieures.
Mais cette mesure ne permet pas non plus d'éviter les inconvé- nients inhérents à l'introduction des gaz de chauffage à un seul endroit, à la base de carneau de chauffage.
Suivant la présente invention on utilise du gaz riche et on mélange à ce gaz une quantité partielle d'air destinée à le di- luer et . servant en partie à la combustion, avant de l'intro- duire dans la chambre de chauffage pour le brûler avec l'air se- condaire.
Par suite de l'introduction de la première quantité partiel- le d'air la composition du gaz de chauffage est modifiée et il se produit un nouveau gaz ayant un pouvoir calorifique plus petit, gaz qui ne se décompose plus que très peu ou pas du tout, même lorsqu'il est chauffé jusqu'à plus de 1000 0. On peut donc faire passer ce gaz à travers les carneaux de crauffage chauds et le faire sortir à des hauteurs quelconques, où la combustion a lieu ensuite avec la deuxième quantité d'air partielle qui entre sépa- rément par rapport au premier courant d'air à la base de chaque carneau de chauffage.
Le nouveau procédé permet de chauffer des fours à coke jus- qu'aux hauteurs les plus grandes réalisables en pratique, très uniformément dans toutes les hauteurs de la ohambre à coke. Un autre/avantage du nouveau procédé, c'est que les canaux ou tuyaux d'arrivée des gaz des fours à récupération sont également tra- versés par la chaleur perdue dans les carneaux de chauffage non chauffés au moment envisagé. Comme la chaleur perdue contient encore toujours un petit excès d'oxygène, les dépôts qui auraient pu se produire sont constamment brûlés, eux aussi.
Le dessin représente à titre dxemple un four à coke conve- nant bien pour la réalisation du nouveau procédé.
La figure 1 est une coupe verticale longitudinale d'un car- neau de chauffage par la ligne A,B de la figure 2 ;
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La figure 2 est une coupe transversale verticale du car- neau de chauffage par la ligne C,D de la figure 1. l'exemple représenté par le dessin montre un four à coke à récupération dont les carneaux de chauffage sont divisés en deux parties de même longueur. L'une de ces parties est ohauf- fée, de façon connue, tandis que la chaleur d'échappement tombe dans l'autre partie. Le chauffage a lieu de bas en haut.
Le gaz de ohauffage nécessaire est amené aux différents fours pendant la durée de la période de chauffage envisagée, par le conduit a ou a1, et lorsque c'est la moitié de gauche qui est chauffée (fig.l) il entre par exemple par les tuyaux de raccord b dans le canal de distribution c qui se trouve sous chaque moitié de pa- roi de chauffage. A cet endroit le gaz se répartit sur les di- vers ajutages d, chaque oarneau de chauffage oomportant un aju- tage.
L'air de combustion nécessaire est pris dans les récupéra- teurs et h qui se trouve sous la chambre de four f. L'air sor- tant du récupérateur ± par les canaux 1 rencontre d'abord dans les chambres de mélange h le courant de gaz sortant des ajutagee d, de sorte qu'il se produit un mélange et une combustion par- tielle. Les gaz produits par la combustion et encore capables de chauffer entrent dans les tuyaux distributeurs 1 montés ver- ticalement dans chaque carneau de chauffage et comportant des ouvertures latérales m.
Les gaz entrent par ces couvertures m à des hauteurs différentes dans l'espace libre des carneaux de chauffage, ou. il se produit petit à petit une combustion com- plète jusqu'au sommet des carneaux de chauffage grâce à l'air sortant du récupérateur h et entrant par les canaux n dans cha- que carneau de chauffage.
Les gaz d'échappement produits par la combustion dans cha- que moitié de paroi chauffante s'accumulent dans le collecteur supérieur c et entrant dans les récupérateurs de l'autre moitié
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de paroi chauffante par les carneaux de chauffage el, les canaux ou tuyaux 1 1 et les canaux de communication il et m1. Ils y eè- dent leur chaleur au cloisonnage et s'échappent au dehors par les canaux d'échappement et la cheminée.
Après une demi-heure de combustion environ dans la moitié de gauche de la paroi de chauffage on transporte la combustion à l'autre moitié de la pa- roi de chauffage en renversant le tirage, après quoi les gaz de chauffage, l'air de combustion et la chaleur perdue traversent les divers récupérateurs, canaux, etc... dans le même ordre que ci-dessus, mais en sens inverse, en commençant par la moitié droite de la paroi de chauffage.
Lorsque les fours sont chauffés au gaz de gazogène ou de haut-fourneau, on fait passer alternativement ce gaz au lieu d'air dans les récupérateurs g, l'arrivée du gaz de four à coke par les conduites de communication b et b1 étant interrompue.
Le gaz pauvre est amené au réoupérateur g par les conduites r et r1 et les tuyaux s, s1.
Le gaz pauvre s'échauffe fortement sur le cloisonnage des récupérateurs et il entre par les canaux qui se trouvent au-des- sus de la chambre de mélange k dans les tuyaux distributeurs 1, 11, cù il se répartit par les ouvertures m, ml sur toute la hau- teur des carneaux de chauffage pour brûler ensuite avec l'air réchauffé dans les récupérateurs h et entrant par les canaux n dans les carneaux de chauffage, ce qui produit un chauffage uni- forme de la chambre de four sur toute sa hauteur. L'invention peut être appliquée à des fours comportant ou non un dispositif de réchauffage de l'air.
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"Heating of horizontal ooke ovens."
There is a growing tendency to increase the output of coke ovens and the amount of coal processed per unit of time.
This can be achieved mainly by increasing the capacity of the chambers, that is, by increasing the height and length of the chambers of the furnaces. It is impossible to increase the width of a furnace chamber, because the duration of coking of the introduced coal increases very considerably with the width of the chamber. As for the increase in the length of the furnace chambers, this is limited by the power of the service machines. In almost all coke ovens exclusively, the flames of which are directed
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vertically, the height of the chambers is limited by the length of the resulting flame. As has been recognized in practice, it is possible to obtain in the flues a flame with a length of two meters which is sufficient at most for a chamber with a height of three meters.
When the chambers have a higher height, the coal in the upper parts of the chambers is therefore no longer distilled at the same time as the coal which is in the lower parts. Furthermore, the heating thus obtained produces very high temperatures at the base of each flue, frequently causing the destruction of the refractory material of the walls and the decomposition of the distillation gases in the chambers of the furnace.
An attempt has been made to achieve uniform heating of the chambers over their entire height by introducing the heating gases in several layers at different heights into the heating flues. However, this arrangement is only possible in ovens operating at very low temperatures. In modern high-power furnaces the temperatures of the heating flues are so high that the inlet channels which open into the heating flues are clogged with carbon deposits due to the decomposition of the heating gases. - composition produced by high temperatures.
In addition, attempts have been made to obtain as long a flame as possible by mixing gases, for example waste heat gases, with the hot gases before they are brought into the distribution channels. But this means also only makes it possible to produce a flame of restricted height.
A large number of coke ovens have also been built in which attempts have been made to obtain simultaneous distillation of the coal over the entire height of the furnace chamber by suitably narrowing the wall of the upper parts of the chamber so that the quantity of coal contained in these parts
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upper is smaller / than that of the lower parts.
However, this measure also does not make it possible to avoid the drawbacks inherent in introducing the heating gases to a single location, at the base of the heating flue.
According to the present invention, rich gas is used and a partial quantity of air intended to dilute it and is mixed with this gas. used in part for combustion, before introducing it into the heating chamber to burn it with the secondary air.
As a result of the introduction of the first partial quantity of air, the composition of the heating gas is changed and a new gas is produced having a lower calorific value, which gas does not decompose very little or not at all. everything, even when heated to more than 1000 0. This gas can therefore be passed through the hot cracking flues and brought out to any heights, where combustion then takes place with the second quantity of d Partial air entering separately from the first air stream at the base of each heating flue.
The new process makes it possible to heat coke ovens to the highest practically achievable heights, very uniformly across all heights of the coke chamber. Another / advantage of the new process is that the gas inlet channels or pipes of the recovery furnaces are also traversed by the waste heat in the heating flues which were not heated at the time envisaged. As the waste heat still always contains a small excess of oxygen, any deposits that might have occurred are constantly burned, too.
The drawing shows by way of example a coke oven suitable for carrying out the new process.
FIG. 1 is a longitudinal vertical section of a heating stove taken along line A, B of FIG. 2;
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Figure 2 is a vertical cross section of the heating flue taken along the line C, D of figure 1. The example shown by the drawing shows a recovery coke oven the heating flues of which are divided into two parts. same length. One of these parts is heated, in a known manner, while the exhaust heat falls into the other part. Heating takes place from the bottom up.
The necessary heating gas is supplied to the various ovens during the duration of the heating period envisaged, through line a or a1, and when it is the left half which is heated (fig. 1) it enters for example through the connecting pipes b in the distribution channel c which is located under each half of the heating wall. At this point the gas is distributed over the various nozzles d, each heating coil having an nozzle.
The necessary combustion air is taken from the recuperators and h which is located under the furnace chamber f. The air leaving the recuperator ± through the channels 1 first encounters in the mixing chambers h the gas stream exiting the nozzles d, so that mixing and partial combustion take place. The gases produced by combustion and still capable of heating enter the distributor pipes 1 mounted vertically in each heating flue and comprising side openings m.
The gases enter through these covers m at different heights into the free space of the heating flues, or. Little by little, complete combustion takes place up to the top of the heating flues thanks to the air leaving the recuperator h and entering through the channels n into each heating flue.
The exhaust gases produced by combustion in each half of the heating wall accumulate in the upper manifold c and enter the recuperators of the other half.
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heating wall through the heating flues el, the channels or pipes 1 1 and the communication channels il and m1. They drain their heat from the partitions and escape outside through the exhaust channels and the chimney.
After about half an hour of combustion in the left half of the heating wall the combustion is transported to the other half of the heating wall by reversing the draft, after which the heating gases, the exhaust air. combustion and waste heat pass through the various recuperators, channels, etc ... in the same order as above, but in reverse order, starting with the right half of the heating wall.
When the ovens are heated with gasifier or blast furnace gas, this gas is alternately passed instead of air through the recuperators g, the supply of coke oven gas via the communication lines b and b1 being interrupted. .
The lean gas is brought to the reouperator g through lines r and r1 and pipes s, s1.
The lean gas heats up strongly on the partitioning of the recuperators and it enters through the channels located above the mixing chamber k in the distributing pipes 1, 11, where it is distributed through the openings m, ml over the entire height of the heating flues to then burn with the air reheated in the recuperators h and entering through the channels n into the heating flues, which produces uniform heating of the furnace chamber over its entire length. height. The invention can be applied to ovens including or not having an air heating device.
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