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"PROCEDE ET APPAREIL POUR LA DISTILLATION DU GOUDRON".
Cette invention a trait à des perfectionnements à la distillation des goudrons et à la production de brais et d'huiles distillées en partant de ces goudrons, et elle a pour objet un procédé de distillation du goudron et de production du brai et un procédé perfectionné pour la mise en pratique de ce procédé , L'invention concerne plus particulièrement l'obtention de produits désirables des installations de carbonisation du charbon et de production de gaz telles que, par exemple, les cokeries à sous-produits- les cornues à gaz d'éclairage, etc..,L'invention sera décri.. te plus particulièrement en se référant au fonctionnement des cokeries à sous-produits.
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Dans les fonctionnements ordinaire des cokeries à sous-produits ,les gaz produits par lacokéfaction et sortant des fours individuels se rendent à travers des tu- yaux d'échappement montants et des colsde cygne à un collecteur principal, ou barillet, commun à une batterie de fours. Les gaz de four à coke sortant des fours à une température élevée sont refroidis dans le barillet et dans des condenseurs reliés au barillet en vue d'en séparer les éléments de goudron. Dans beaucoup de cas, les gaz sont aussi sensiblement refroidis dans les cols de cygne par des jets de liqueur ammoniacale. Le goudron de houille séparé est ordinairement expédié ou transporté aux usines de distillation du goudron pour y être distillé en vue de- produire des brais et divers autres produits.
En raison de la température élevée des gaz sor- tant des fours à coke, et plus particulièrement à cause de la quantité de chaleur énorme que contiennent ces gaz, le fonctionnement satisfaisant du barillet alimenté par ces fours a toujours été un problème séri eux. La chaleur que renferment les gaz sortant des fours à une température de plus de 7000 C, est vingt à trente cinq fois celle re- quise pour la distillation de tout le goudron que contien- nent les gaz.
Il se sépare dans le barillet une certaine quantité de goudron lourd ou de brai, qui est soumis à l'effet de distillation des gaz à haute température, et il en résulte la formation, dans le barillet, d'un brai dur et solide qui, dans certains cas, ne peut être enlevé qu'en interrompant la marche de l'installation et en extra- yant le brai à l'aide -de racloirs ou d'autres outils. Il est usuel de nettoyer le barillet en y faisant passer un courant de liqueur ammoniacale , le cas échéant mélangé avec du goudron, mais ceci ne permet pas toujours d'éviter la difficulté susmentionnée.
En fait, l'emploi d'eau ou de
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liqueur ammoniacale aggrave quelquefois la situation parce que les brais qui se forment dans le barillet sont inso- lubles dans l'eau ou la liqueur ammoniacale et ne peuvent par suite être évacués qu'à l'aide d'une quantité de li- queur extrêmement grande.
L'emploi d'une grande quantité de liqueur ammo- niacale pour nettoyer le barillet est la cause d'une nou- velle difficulté due à l'abaissement qui en résulte de la température des gaz. Ainsi, en injectant une quantité suffisante de liqueur ammoniacale dans le barillet pour empêcher le brai de s'y accumuler, on peut diminuer la température des gaz jusqu'à un degré tel qu'il se condense une proportion considérable des éléments d'huile de valeur que contiennent les gaz et que ces éléments deviennent in- corporés au goudron ene peuvent en être séparés que par une distillation ultérieure.
Laprésente invention a pour objet un procédé et un appareil perfectionnés permettant de distiller directe- ment le goudron à l'usine de carbonisation du charbon, par exemple à une cokerie à sous-produits, et spécialement un perfectionnement apporté au fonctionnement du ou des barillets se rapportant à une cokerie à sous-produits, perfectionnement grâce auquel on tire parti de la chaleur des gaz de four à coke pour distiller le goudron et les produits volatils distincts de ce goudron, de telle sorte que ces produits peuvent être obtenus indépendamment du brai, qui constitue alors un produit distinct du procédé .
Suivant l'invention, les gaz chauds sortant des fours à coke dans l'état dans lequel ils se trouvent à leur sortie des fours sont utilisés pour distiller le goudron et en séparer les huiles vaporisables qu' il con- tient, et ceci s'obtient en amenant le goudron en contact intime avec les gaz chauds arrivant des fours à coke dans @
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le barillet, alors que ces gaz ont encore une température assez élevée pour effectuer la distillation désirée; et l'on empêche le brai de s'accumuler dans le barillet en faisant passer dans ce barillet une quantité de goudron ou brai chaud supérieure à celle distillée par les gaz chauds.
La grande quantité de goudron ou de brai qu'on fait circuler à travers le barillet est retirée d'une façon continue ou intermittente sous forme de brai et peut être en partie remise en circulation dans le barillet avec une nouvelle quantité de goudron ou de brai à distiller; on peut aussi la retirer sous forme d'un produit fini, ou encore la soumettre à une nouvelle distillation par un traitement séparé. Lorsqu'on fait usage d'une série de barilletsde faible longueur comme il sera décrit plus loin, on peut faire passer le goudron ou brai successivement à travers plusieurs des barillets pour le distiller progres- sivement. On peut obtenir des brais possédant diverses propriétés et caractéristiques suivant la façon dont on règle la distillation .
Le contact intime du goudron avec les gaz chauds des fours à coke a pour effet de refroidir partiellement ces gaz dont la température, à leur sortie normale du four, est voisine de 600 à 7000 C., et quelquefois beaucoup plus haute dans certains cas. La température de ces gaz et le volume des gaz non condensables sont suffisamment élevés pour que la distillation effective du goudron puisse être effectuée de la manière indiquée. La quantité de goudron fournie et l'intimité et la durée du contact des particules du goudron avec les gaz, et par conséquent la nature et le volume des huiles distillées du goudron, peuvent être modi- fiés.
Une distillation efficace peut être effectuée en sou- mettant les gaz traversant le barillet à une chute de tempé- rature de 100 C., par exemple, mais si l'on augmente la
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quantité de goudron ou l'intimité et la durée du contact, on peut obtenir une chute de température plus grande et obtenir une quantité plus grande d'huile à titre de dis- tillato
Le goudron sera à son tour chauffé par les gaz chauds et sa température pourra s'élever considérablement.
Toutefois une partie de la chaleur vaporisé les éléments liquides du goudron sans augmenter leur température de façon correspondante, de sorte que la température maximum du goudron et du brai résultant peut, dans certains cas, être considérablement inférieure à celle des gaz. Pour éviter l'engorgement-du barillet par du brai, il est important que le courant de goudron employé pour laver le barillet et celui circulant dans le barillet soient maintenus chauds, de façon qu'ils soient très fluides et que le brai susceptible de se former s'y dissolve et se mélange avec eux. Si le brai est maintenu suffisamment chaud, il restera trè s fluide et l'on pourra le maintenir dans cet état en supprimant l'effet réfrigérant de quan- tités excessivement grandes de liqueur ammoniacale .
La distillation du goudron dans le barillet peut être réalisée de façons très diverses impliquant le con- tact intime du goudron avec les gaz dans le barillet. De préférence, on évite l'introduction de liqueur ammonia- cale dans le barillet ,si ce n'est de la façon qui sera décrite plus loin et, au lieu d'effectuer cette introduc- tion, on lave le barillet à l'aide d'une quantité suffisan- te de goudron ou (et) d'huile pour empêcher toute accumu- lation de brai lourd dans le barillet.
Ce but est facile à réaliser si l'on fournit une quantité suffisante de l'agent de lavage et maintient la température élevée, parce que le brai lourd, s'il prend naissance, est soluble
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dans le goudron chaud ou l'huile chaude employés, de sorte que s'il s'en dépose, il se dissoudra et sera entraîné par le courant de goudron chaudcirculant dans le barillet.
Le goudron, l'huile ou leurs mélanges peuvent être intro- duits à l'une des extrémités du barill et et évacués à 1-$au- tre extrémité, ou peuvent être introduits et évacués en des points intermédiaires. Il est avantageux d'introduire la totalité ou une partie du goudron par des tuyères d;injec- tion prévues à cet effet dans le barillet et dans les cols de cygne y reliés.
Toutefois, il est important de satis- faire aux deux conditions suivantes : 1 Il convient que le goudron se mélange intimement avec les gaz sortant desfours à une température élevée pour effectuer la dis- tillation désirée; 2 Les surfaces du barillet doivent ê- tre continuellement nettoyées par un grand excès de gou- dron, d'huile ou de leurs mélanges à l'état chaud pour empêcher qu'il s'accumule du brai lourd sur ces surfaces.
L'un et l'autre de ces desiderata peuvent aussi être réa- lisés en prévoyant des dispositifs agitateurs mécaniques convenables dans le barillet et en actionnant ces dispo- sitifs de façon à maintenir une agitation constante et violente du goudron passant dans le barillet, afin que le goudron soit projeté dans le courant de gaz de four à coke et sur les surfaces exposées du barillet, que des tuyères d'injection etc.. soient ou non employées pour injecter directement le goudron sur les surfaces du barillet.
L'agitation désirable peut être réalisée à l'aide d'un arbre rotatif s'étendant le long du barillet ou à l'aide d'une série d'arbres rotatifs s'étendant en tra- vers du barillet et munis de palettes convenable ou encore d'arbres verticaux munis de palettes analogues. Des cônes rotatifs ou d'autres organes agitateurs et organes de pro
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jection peuvent être disposés dans le barillet et actionnés de façon à projeter du goudron dans le courant de gaz et sur les surfaces exposées du barillet. Le même but pourrait être réalisé à l'aide de disques, plaques ou saillies portés par des arbres rotatifs.
L'agitation nécessaire peut aussi être réalisée en introduisant des gaz comprimés tels que, par exemple, des gaz de foyer ou de four à coke ou de la vapeur d'eau, par un tuyau distributeur con- venable immergé dans le goudron; on peut encore disposer des raccords d'aspiration du type à T (du type des éjec- teurs McDaniel) dans le barillet, les extrémités d'aspira- tion de ces raccords étant placées au-dessous du niveau du goudron que renferme le barillet. Si l'on fait en sorte que les tuyères des éjecteurs fassent saillie au-dessus de la surface du goudron, un jet de goudron sera projeté dans le gaz. Si les tuyères sont noyées dans le goudron ou brai que renferme le barillet, le goudron circulera mais ne sera pas projeté dans les gaz dans une mesure importante.
L'effet du ou des dispositifs agitateurs mé- caniques mentionnés peut être augmenté en prévoyant dans le barillet et le col de cygne des tuyères d'injection convenables permettant d'injecter du goudron dans le cou- rant de gaz passant dans le barillet .
Il faut éviter de refroidir les gaz dans le baril- let en procédant d'une manière quelconque comme on le faisait jusqu'à ce jour, mais il peut être désirable d'in- troduire de l'eau ou de la liqueur ammoniacale avec le goudron qu'on injecte dans le barillet, de façon à refroidir les gaz dans une mesure prédéterminée et réglée. Le réglage de l'effet réfrigérant peut être réalisé plus facilement avec de l'eau, en raison du fait que l'eau possède une chaleur spécifique et une chaleur latente plus élevées
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que celles du goudron et des huiles. Il est possible, par conséquent, d'ajouter de l'eau ou de la liqueur ammonia- cale dans la proportion requise pour absorber toute la chaleur à l'exception de celle nécessaire pour distiller le goudron.
Lorsqu'on désire du brai dur, on peut dimi- nuer la quantité d'eau introduite ou n'en pas introduire .
On peut aussi refroidir les gaz dans une mesure plus ou moins grande en y ajoutant des gaz froids tels que des gaz de foyer, des gaz de four à coke refroidis, etc..
Au lieu d'effectuer un refroidissement, on peut utiliser un supplément de chaleur, lorsque cela est désirable, en faisant passer des gaz de ce genre sur la surface incan- descente du coke que renferment les fours et, de là, par les tuyaux d'échappement, dans le barillet.
La capacité de distillation des gaz sortant d'une seule batterie de four à coke est de beaucoup supérieure à celle nécessaire pour distiller la quantité de goudron produite par cette batterie, de sorte qu'on peut distiller le goudron provenant d'un nombre considérable de batteries par les gaz chauds dérivés d'une seule batterie. Par con- séquent, il est ordinairement nécessaire , pour maintenir le fonctionnement comme il a été décrit précédemment, soit de prévoir une quantité de goudron de beaucoup supérieure à celle produite par la batterie unique qu'on fait travailler de dette façon, soit de réduire le volume desgaz employés à celui que peut distiller le goudron dont on dispose, par exemple en employant Ces gaz dans un petit barillet distinct .
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Lorsque, dans une même usine, plusieurs batteries de fours à coke ,par exemple vingt batteries, sont en fonctionnement, on peut distiller dans une seule batterie le goudron dérivé de plusieurs batteries ou de toutes en appliquant le procédé suivant l'invention. S'il n'existe qu'une seule batterie ou un petit nombre de batteries, le goudron peut être recueilli en service normal, par exemple à l'aide de liqueur ammoniacale injectée dans le barillet et, lorsqu'il s'en est accumulé une quantité suffisante, on peut alors la distiller dans le barillet en travaillant un ou plusieurs jours de la manière décrite.
Si le traitement continu avec une quantité relativement faible de goudron est désirable, l'huile légère ou lourde provenant des condenseurs peut être réintroduite dans le barillet en proportion convenable par rapport au goudron qui y circule. Ce mode de travail peut être désirable lorsqu'il n'existe pas de moyens permettant d'accumuler de grandes quantités de goudron.
Au lieu de réaliser la distillation dans le baril- let qui est commun à tous les fours de la batterie ,on peut prévoir un petit barillet et ne relier ce barillet qu'à un petit nombre de fours de façon qu'il en reçoive les gaz,les gaz des fours restants passant dans le barillet principal. Les fours reliés au petit barillet peuvent aussi être reliésau grand barillet, et des robinets ou obtura- teurs convenables peuvent être prévus pour permettre de di- riger les gaz à volonté à travers l'un ou l'autre des ba- rillets, suivant qu'il peut être désirable. Le petit ba-
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rillet peut être disposé convenablement au-dessous, au- dessus ou le long du barillet principal, ou bien il peut être placé sur le côté opposé de la batterie.
Il est avan- tageux de le disposer à l'arrière des fours et de le re- lier à ceux-ci par des tuyaux- montants distincts. Les mêmes fours peuvent être reliés aussi au barillet usuel, et l'on peut prévoir des robinets ou obturateurs dans les tuyaux montants et des conduits de communication pour permettre l'introduction des gaz de four à coke dans l'un ou l'autre des barillet s, suivant qu'on ledésire. Au lieu de prévoir un barillet de grande longueur et un barillet de faible longueur, on peut prévoir une série de petits barillets reliés chacun à plusieurs fours de la batterie de façon à en recevoir les gaz.
Quelle que soit la dispo- si tion adopt.ée, les petits barillets peuvent être munis de dispositifs agitateurs mécaniques pour assurer le con- tact intime du goudron ou de l'huile avec les gaz de four à coke chauds passant dans les barillets. On peut augmen- ter l'effet de l'agitation mécanique en injectant du goudron dans le barillet et les cols de cygne y reliés, ou en employant des tuyères d'injection sans agitateurs mécaniques. Lorsqu'on prévoit des petits barillets distincts de la façon précédemment décrite, les gaz quittant le ou les petits barillets peuvent être conduits soit à un appareil de condensation distinct, soit à la conduite collectrice transversale, soit encore directement à l'appa- reil de condensation recevant les gaz du grand barillet .
De cette façon, tous les produits volatils peuvent être condensés ensemble, ou bien on peut obtenir différents pro-
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duits par la condensation indépendante desproduits vola- tilsdérivés du ou des petits barillets. On peut effectuer la condensation directement ou indirectement et appliquer la condensation fractionnée pour obtenir plusieurs produits différents à l'aide des vapeurs dérivées d'une distilla- tion unique. L'appareil de condensation employé peut être du type direct ou du type indirect et peut être établi pour permettre la condensation fractionnée des éléments condensables que renferment les gaz.
Le goudron distillé suivant l'invention peut être du goudron produit à la marne cokerie ou du goudron produit à une autre cokerie. Ce goudron peut être du goudron lourd, du goudron léger ou des éléments de goudrons lourd ou légers qu'on désire distiller pour obtenir des huiles.
- D'autres goudrons tels que le goudron de gaz d'éclairage , le goudron de four à cornues verticales, le goudron de gaz à l'eau, etc. peuvent aussi être distillés, et l'en peut aussi distiller du goudron léger ou des huiles goudronneuses etc. Lorsqu'on désire soit des brais mélan- gés ou composés, soit des distillats mélangés ou composés, on peut distiller deux ou plus de deux sortes différentes de goudron séparément à l'usine, ou bien on peut mélanger ces sortes dans des proportions convenables et les distil- ler ensemble pour obtenir directement un produit de brai composé. Lorsqu'on distille des goudrons différents, les brais qui en résultent peuvent être mélangés pour donner un produit composé, et les distillats peuvent également être mélangés si on le désire.
Par exemple, on peut ni.élan- ger un goudron de cornues à gaz horizontales de teneur
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élevée en carbone libre avec un goudron de four à coke et distiller le mélange pour obtenir, d'une part un brai composé plus riche en carbone libre que le brai du gou- dron de four à coke, et Vautre part, à titre de distillat, une huile composée. Le goudron distillé peut contenir toutes ou pratiquement toutes les huiles condensables, ou bien il peut être un goudron lourd ne contenant qu'une partie des huiles. Lorsqu'on distille des goudrons mélan- gés, les condensats seront d'une nature composée. Lors- qu'on distille séparément différents goudrons, les gaz et les vapeurs qui résultent de ces distillations séparées peuvent être condensés soit séparément, soit ensemble.
Tel qu'il est habituellement produit et recueil- li aux cokeries, le goudron est mélangé avec une quantité d'eau ou de liqueur ammoniacale plus ou moins grande. Ce goudron peut être employé directement et déshydraté aussi bien que distillé, ou bien il peut être déshydraté par- tiellement ou complètement avant d'être soumis à la dis- tillation. Le goudron peut aussi être soumisà un chauf- fage préalable en vue de le réduire à un état très fluide facilitant son agitation mécanique et assurant son contact intime avec les gaz chauds du four à coke.
Toute- fois, les gaz de four à coke chauds contiennent une quan- tité de chaleur si grande qu'on peut effectuer facilement la déshydratation effective en même temps qu'une distilla- tion effective, de sorte que le préchauffage du goudron par un dispositif de préchauffage distinct ne sera usuelle- ment pas nécessaire .
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Dans la mise en pratique du procédé , on peut n'a- mener le goudron qu'une seule fois au contaot des saz chauds ou le faire circuler de nouveau pour le ramener au contact des gaz chauds en vue d'une nouvelle distillation et en vue de la production de brais plus durs ou même de brais dont la nature est modifiée comme ceux ayant une teneur plus grande en carbone libre.. Cette distillation complé- mentaire peut être effectuée en faisant recirculer le goudron ou brai soit dans le même barillet ,soit dans un ou plu- sieurs autres aystèmes,par exemple en le faisant circuler successivement à travers une série de petits barillets de façon à obtenir dans. des installations différentes soit des distillats et brais du même genre ou de genres analo- gues, soit des distillats et brais de genres différents.
En réglant l'agitation du goudron et en redistillant lorsque cela est nécessaire ,il est possible de régler la dureté des brais produits et d'obtenir des brais plus nous ou plus durs ,suivant qu'on le désire. La distillation complémentaire du brai produit en premier lieu en vue d'en extraire une nouvelle quantité d'huile peut être-réalisée dans le barillet ou dans un autre appareil de distillation.
En prévoyant des barillets distincts reliés chacun à une série de fours il est possible de produire simultanément des distillats et brais possédant des caractéristiques dif- férentes ; et en faisant travailler des appareils de con- densation distincts avec des appareils de distillation distincts de ce genre , on peut produire simultanément des condensais de différentes propriétés.
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Ia présente invention comprend non seulement la distillation du goudron en vue d'en obtenir des huiles à titre de distillat mais aussi la production de brais de propriétés et caractéristiques variables. En limitant la durée du contact du goudron avec les gaz chauds et la température à laquelle le goudron est élevé pendant la distillation , on peut produire des brais de faible teneur en carbone et des huiles de-caractéristiques définies comme il a été décrit précédemmnet. Toutefois ,lorsqu'on fait recirculer le brai produit en premier lieu sa température subit une nouvelle augmentation et peut atteindre une valeur telle qu'il s'effectue une décomposition plus ou moins grande donnant naissance à des matières habituellement comprises sous 1'appellation de '!carbone libre" , ce qui augmente la teneur en carbone libre du brai.
Il est ainsi possible ,en faisant recirculer le brai et en réglant l'agitation du goudron dans le barillet de façon que le brai soit maintenu en contact avec les gaz chauds pendant un temps suffisant pour porter sa température au point de décomposition, de décomposer ou cracker une quantité plus ou moins grande du brai et (ou) des éléments d'huile et d'obtenir dans le produit une quantité correspondante de carbone libres
Indépendamment de la production de brais de propriétés et caractéristiques différentes , le présent procédé permet d'obtenir des distillats à l'aide de gou- dron ,de fractions de goudron ou d'huiles de goudron.
Ce procédé peut par conséquent être appliqué à la distillation d'une huile sale ,ou d'une huile contaminée par du goudron ou du brai , en vue d'en obtenir une huile plus propre à titre de distillat et un brai résiduelo Dans les appareils dans lesquels des petits barillets distincts sont reliés à des appareils de condensation distincts
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chaque appareil peut être alimenté à l'aide d'une matière différente ,
par exemple l'un d'eux pourra distiller du goudron de la manière décrite et un autre pourra distiller un mélange d'huiles en vue d'en séparer les différents é- lémentso
Les gaz s'échappant d'un barillet travaillant de la manière précédemment décrite contiennent des quantités considérables de vapeurs ou d'huiles dérivées de la dis- tillation du goudron en même temps que les gaz fixes usuelso
Comme ces gaz possèdent encore une température relativement élevée ,on peut ,pour maintenir les huiles à l'état de va- peur et les séparer ainsi du goudron , soumettre ces gaz à tout traitement ultérieur désirable en vue de séparer l'huile en plusieurs, fractions..
De préférence les huiles seront retirées de la botte médiane du barillet indépendam- ment du brai qui y circule et seront amenées par une con- duite transversale à l'appareil de séparation. Si l'on désire refroidir rapidement les gaz à la température qui convient pour la séparation d'un ou plusieurs des éléments volatils les plus lourds , on peut injecter dans les gaz de la conduite transversale de la liqueur ammoniacale, de l'huile ou des mélanges de ces liquides et conduire le liquide résultant à un dispositif de décantation dans le but de séparer la liqueur ammoniacale du goudron con- densé ou des huiles goudronneuses.
Au lieu de refroidir les gaz et vapeurs rapi- dement , on peut les refroidirprogressivement de façon à effectuer une condensation fractionnée des vapeurs et obtenir des fractions d'une nature définieo Le fait que la teneur des gaz en vapeurs condensables est augmentée par la dis- tillation du goudron a corme résultat la production d'une quantité plus grande de goudron léger et de produits huileux ,tandis que l'effet de lavage et d'épuration
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du goudron sur les gaz donne des produits huileux plus propres que ceux qui peuvent être obtenus normalement à l'aide des appareils de condensation ordinaires à sous- produits.
La présente invention peut être appliquée d'une façon plus ou moins générale à la distillation du goudron et des huiles et à la production de distillats tant du point de vue du procédé que du point de vue de l'appareil.
L'invention est basée sur le principe consistant à utiliser les gaz de four à coke chauds pour la distillation du gou- dron ou de l'huile en amenant le goudron ou l'huile en contact direct avec ces gaz.
L'invention sera décrite ci-après d'une façon plus détaillée en se référant aux dessins annexés qui ontrent un appareil établi suivant l'invention et agencé pour réaliser le procédé étant bien entendu toutefois que l'invention n'est pas limitée aux détails de la construction décrite et représentée.
Fig. 1 est un plan d'une partie d'un four à coke et représente l'application de l'invention à ce four.
Fig. 2 est une vue en bout avec coupe verticale partielle de la construction de Fige 1.
Fig. 2 est une coupe de la boîte médiane suivant 2a-2a (Fig. 1).
Fig. 3 est une coupe à plus grande échelle re- présentant l'agitateur disposé dans le barillet.
Figo 4 est une coupe représentant une autre construction d'agitateur.
Fig. 5 est une vue analogue d'une troisième forme de dispositif agitateur.
Fig. 6 est une coupe représentant l'applica- tion du raccord aspirateur en T dans le barillet.
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Figo 7 est un plan de la batterie de fours à coke et d'un petit barilleto
Fig. 8 est un plan représentant l'application de plusieurs petits barillets à la. batterie.
Fig. 9 représente une autre disposition.
Dans les Figs. 1 et 2 , 5 désigne une batterie de fours à coke comportant des tuyaux d'échappement, ou tuyaux montants ,individuels et des cols de cygne 6 reliant les fours, à un barillet ou conduite collectrice principale 7. Ce barillet est destiné à recevoir tous les gaz des fours à coke individuels, et à les délivrer par l'intermédiaire d'une boîte médiane modifiée 8 à une conduite transversale 9 qui est reliée à l'appareil de condensation qui sera décrit plus loin. La boîte médiane est construite et disposée de telle sorte qu'une hauteur assez grande de goudron ou de brai soit maintenue danspette boite et dans le barillet comme représenté dans la fig. 2a , dans laquelle on voit que ladite boîte est plus grande que d'ordinaire pour qu'elle puisse contenir un volume considérable de goudron ou de brai.
Cette boite peut être munie de dispositifs calorifuges (non représentés).
Le barillet est muni de tuyères d'injection 15 et 16 à l'aide desquelles le goudron à distiller peut être introduit dans ce barillet et amené au contact intime des gaz qu'il renferme pour effectuer la distillation rapide du goudron. Ces tuyères peuvent être employées seules pour projeter le goudron ou le brai à l'état pulvérisé dans les gaz ,
ou bien on peut les remplacer ou les compléter par des dispositifs d'agitation mécaniques ser- vant à délivrer le goudron ou le brai à l'état pulvérisé dans les gaz du barilleto
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Le barillet est muni d'un arbre longitudinal 10 comportant une série de palettes ou bras 11 distribués d'un bout à l'autre de sa longueurs L*arbre 10 reçoit sa com- mande d'une source de force motrice convenable. Un tuyau
12 est relié au barillet ,par exemple à l'une de ses ex- trémités ,et une pompe 13 refoule le goudron ou le brai d'un récipient 14 dans le barillet.
Si on le désire , le goudron ou brai peut être introduit en plusieurs points de la longueur du barillet par des tuyaux convenables prévus à cet effet ou bien,si on le désire , on peut l'introduire par des tuyères d'injection 15 et 16 reliées à des tuyaux de ce genre d'une manière propre à effectuer l'injection dudit goudron dans le barillet. Le brai qui s'accumule au fond du barillet est retiré soit d'une façon continue , soit d'une façon intermittente par un tuyau 17 et peut être remis en circulation à l'aide d'une pompe 18 et des tuyaux précédemment décrits , ou bien il peut être évacué par un tuyau 19 et délivré à un récipient 20.
Ainsi qu'il a été décrit précédemment , le fonc- tionnement du barillet implique le maintien et la circu- lation , dans ce barillet ,d'une quantité de goudron ou de brai suffisante pour empêcher qu'il s'accumule du brai dur au fond et sur les surfaces exposées du barillet. Le brai est évacué d'une façon continue ou intermittente par les tuyaux d'échappement et est soit ramené , soit en partie ramené et en partie remplacé par du goudron ou du brai pro- venant d'autres sources. L'effet de l'agitateur dans le barillet est de projeter le goudron ou brai à l'état fine- ment divisé dans le courant de gaz qui y passe et de le soumettre, en raison de sa subdivision ,au contact intime des gaz chauds*.
Ce contact intime effectue une distilla- tion importante du goudron ou du brai ,ce qui a come ré- sultat de produire un brai plus dur qui est toutefois
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entraîné par le courant de goudron et de brai se mouvant au fond du barillet et est ainsi empêché de s'accumuler et d'engorger le barillet. Le goudron ou brai est également projeté à l'état finement divisé sur les surfaces exposées du barillet ,ce qui nettoie les dites surfaces et empê- che qu'il s'y dépose du brai dur.
Par suite de l'effet de distillation des gaz chauds de four à coke , ces gaz se chargent d'une pro- portion considérable d'huiles volatiles distillées du goudron ou du brai ,et ces huiles volatiles restent dans les gaz à la température à laquelle le bari-llet travaille , par exemple une température de 100 à 200 C. inférieure à celle des gaz sortant des fours à coke. Le contact intime entre ces gaz et le goudron ou brai du barillet joue un autre rôle important en ce sens qu'il sépare des gaz par lavage les éléments de goudron les plus condensables qu'ils contiennent .tout en laissant dans ces gaz une pro- portion considérable des éléments volatils normaux.. Ce contact intime a en outre pour effet de séparer des gaz une proportion plus ou moins grande des matières solides en- traînées telles que le carbone libre ,etc...
De ce fait les. gaz sont non seulement enrichis en éléments plus vo- latils ,mais sont débarrassés dans une certaine mesure des matières entraînées insolubles et relativement lourdes.
Ainsi qu'il a été indiqué précédemment , l'effet de l'agitateur mécanique dans le barillet peut être remplacé ou augmenté par l'introduction de tout le goudron ou d'une partie du goudron sous forme d'un jet pulvérisé , à l'aide de tuyères d'injection prévues à cet effet. Ces tuyères assurent la subdivision du goudron en particu.les très pe-
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tites et facilitent par conséquent le contact entre les gaz chauds de four à coke et les particules de goudron , ce qui , améliore l'effet de distillation.
Les gaz qui s'échappent de la boîte médiane 8 et pénétrent dans la conduite transversale 9 entraînent une grande proportion des éléments volatils du goudron qui pénètre dans le barillet et sont.débarrassés dans une mesure considérable non seulement des éléments de goudron lourds qui ne sont pas volatils à la température de travail du barillet mais aussi de la matière entraînée insoluble. Ces gaz peuvent être soumis dans la conduite transversale au contact de liqueur a moniacale introduite dans celte conduite par une série de tuyères d'injection 21 alimentées par un tuyau 22 provenant d'une source quelconque de liqueur ammoniacale de l'installation.
En quittant la conduite transversale , le liquide suscepti- ble de contenir des éléments de goudron ou d'huile con- jointement avec la liqueur ammoniacale est délivré par un tuyau 23 à un dispositif de décantation 24 dans laquel la liqueur ammoniacale peut être séparée pour être ramenée, par exemple , par l'intermédiaire d'un récipient±µ , d'une pompe 26 et d'un tuyau 22 , à la conduite transversaleo Le goudron ou l'huile du dispositif de décantation est délivré par un tuyau 27 à un récipient 28. Une pompe 29 et un tuyau 30 délivrent le goudron ou l'huile au tuyau 22 et le goudron peut être mélangé avec la liqueur ammo- niacale employée comme agent réfrigérant dans la conduite transversaleo Un tuyau 31 fait communiquer le récipient 24 avec le récipient à goudron.
Du ouaron provenant d'une autre source quelconque peut être délivré au réci- pient 14 par un tuyau 14'.
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Le reste des gaz ,qui contiennent encore des éléments d'huile , est délivré à des condensateurs 32 dans lesquels les produits huileux sont séparés ,ces produits pouvant être conduits à un dispositif de décantation 33 en vu.e d'en séparer la liqueur ammoniacale qu'ils contien- nento- Les gaz s'échappant des condenseurs 32 sont aspirés 'par un ventilateur 34 assurant leur mouvement à travers le système.
Ainsi qu'il a été dit précédemment, l'objet principal de la présente in vention est la distillation du goudron et la récupération des éléments volatils qu'il renferme à la cokerie, et l'utilisation de la chaleur des gaz qui s'échappent des fours à coke. Un avantage de l'in- vention est que , pour effectuer la distillation , le ba- rillet usuel est utilisé sans être modifié d'une façon importante, et qu'on évite la difficulté éprouvée jus- qu'à ce jour pour protéger le barillet contre l'accumu- lation de brai dur.
Dans la forme de réalisation repré- sentée ,on emploie un seul barillet , mais il est bien entendu qu'on peut , pour réaliser l'invention ,prévoir un ou plusieurs petits barillets , reliés chacun à une série de fours à coke , et un ou plusieurs appareils de condensation , lorsque cela est nécessaire ou désirable pour réaliser le but vise.
Dans la fig. 4 est représentée une disposition un peu différente de l'agitateur mécanique prévu dans le barillet. Dans ce cas , une série d'arbres verticaux 35 sont disposés dans le barillet 36, chacun d'eux portant une série de cônes 37. Ces arbrea sont destinés à être actionnés par toute source de force motrice convenable telle qu'un petit moteur électrique. Lorsqu'ils reçoivent un mouvement ,de rotation ,les cônes immergés dans le
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courant de goudron à la partie inférieure du barillet pro- jettent le goudron vers le haut et à un état finement divi- sé dans les gaz. chauds de four à coke passant de la batte- rie 39 dans le barillet.
Il va de soi qu'un volume impor- tant de gouaron ou de brai est maintenu dans le barillet comme dans la forme de réalisation précédente.
Dans la fig. 5 , 40 désigne un arbre s'étendant le long et à l'intérieur du barillet 41 et portant une sé- rie de disques 40'. Cet arbre peut être actionné de toute manière propre à faire tourner les disques 40' dans la usasse de goudron ou de brai que renferme le barillet et dans laquelle il plonge. La rotation des disques a pour effet de projeter le goudron ou brai dans le courant de gaz chaud de four à coke passant de la batterie 43 dans le barillet par les tuyaux d'échappement 42. Cette dis- position assu=e le mélange intime du eouaron ou brai avea les gaz de four à coke à haute température en vue d'effec- tuer la distillation du goudron de la manière précédemment décrite.
Bien entendu , le niveau du goudron ou du brai du barillet peut être maintenu de la façon précédez:ment décrite.
Couse représenté dans la fig. 6 ,on peut relier une série d'injecteurs 44 à un tuyau 45 s'étendant longi- /au baril)et gudinalement l'intériuer /et alimenté tout gaz conve- /au barillet tudinalement l'intérieur/et alimente de tout gaz conve- nable (gaz. de foyer , gaz de four à coke, vapeur d'eau etc...) sous une pression suffisante pour produire un effet d'aspiration et d'injecteur convenable quand le.*-- Gaz Inverse les injecteurs 44.
Le cote d'aspiration des injecteurs peut être immergé dans le goudron ou brai qui se trouve à la partie inférieure du barillet comme re- présenté , et lorsqu'un gaz sous pression sera introduit
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de la manière décrite ,le gouaron ou brai sera entrainé vers -le haut sous forme d'un jet pulvérisé qui remplira sensiblement tout l'espace qui se trouve au-dessus du goudron ou brai que renferme le barillet 46 ,ce goudron ou brai étant ainsi amené au contact intime des gaz de four à coke chauds arrivant de la batterie 48 par les tuyaux d'échappement 470 Le gouaron ou brai peut être maintenu au niveau convenable dans le barillet de la manière précé- demment décrite.
Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, l'in- vention peut être réalisée soit dans le barillet usuel , soit dans un petit barillet. Ainsi ,si la.quantité de goudron à distiller est relativement limitée ilkpeut ête préférable d'utiliser un petit barillet tel que celui re- présenté dans la fig. 7. Dans cette forme de réalisation de l'invention la batterie de fours à coke 50 est munie des tuyaux montants et cols de cygne usuels 51 qui com- muniquent avec le barillet 52 muni u.'une boîte médiane 53, de laquelle les gaz .,et le condensat passent à une conduite transversale 54 aboutissant à l'appareil de condensation usuel composé de condenseurs 55. Les gaz. sont aspirés à travers le système par un ventilateur 56.
Le goudron séparé et la liqueur ammoniacale peuvent être évacués par l'intermédiaire de dispositifs de décantation (non représentés) comme dans la pratique usuelle. La cons- truction décrite jusqu'ici constitue la disposition ordi- naire et , au cours du fonctionnement de cet appareil , on peut introduire unequantité convenable de liqueur am- moniacale dans le barillet pour refroidir les gaz qui y circulent.
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Pour réaliser l'invention de la façon précédem- ment décrite , on peut disposer un barillet de faible longueur 57 le long du barillet usuel au-dessus de lui- ou dans toute autre position convenable par rapport à lui. De préférence . on le disposera à l'arrière des fours et on le reliera à plusieurs fours par des tuyaux montants 58. Des robinets peuvent être prévus pour per- mettre de diriger les gaz sortant des fours vers l'un ou l'autre des barillets.. Le barillet de faible longueur ou auxiliaire est établi pour distiller le goudron de la manière précédemment décrite et est par conséquent muni d'un agitateur comme représenté ,par exemple, dans la fig. 3. L'agitateur peut être de l'un quelcon- que des types susmentionnés ou de leurs équivalents.
L'agitation du goudron ou du brai a pour effet de le projeter sous forme d'un jet pulvérisé à l'intérieur des az de four à coke chauds admis par les tuyaux d'é- chappement, et se trouve ainsi distillé. Le goudron et le brai résultant peuvent être mis en circulation comme dans le fonctionnement analogue du barillet usuel.
Le goudron ou brai peut être évacué d'une façon continue ou intermittente par un tuyau 61 et peut être ramené au barillet par une pompe 62 et un tuyau 63 , ou bien il peut être délivré par un tuyau 64' à un récipient 54.
Du goudron ou brai frais peut être introduit par un tuyau 59.
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. Les gaz sortant du petit barillet, ou barillet auxiliaire, sont évacués par une conduite 65 et amenés à des condenseurs: 66. Ces condenseurs peuvent être disposés en série et peuvent être des condenseura de fractionnement soit du type direct, soit du type indirect pour permettre d'extraire deux ou plus de deux produits huileux ou huiles goudronneuses des gaz sortant du petit barillet, Les condensats sont évacués et délivrés à des récipients con- venables. Les gaz restants peuvent alors être conduits par un tuyau 67 au ventilateur 56 qui,maintient l'équilibre de pression convenable dans le système.
La. fig. 8 représente une autre disposition dans laquelle une série de petits barillets remplacent le baril- let usuel, chacun d'eux étant relié à plusieurs tuyaux d'échappement, ce qui permet d'utiliser les gaz d'un nom- bre choisi de fours pour la distillation du goudron. On obtient ainsi une souplesse plus grande dans le pouvoir de distillation du goudron de l'installation ou usine, étant donné, qu'on peut utiliser un ou plusieurs des petits barillets à cet effet pendant qu'on fait travailler de la manière usuelle les barillets restants.
Comme représenté, la batterie 70 est munie des. tuyaux montants et cols de cygne usuels 71 qui communiquent @ avec une série de petits barillets 72 comportant chacun une boîte médiane 73 de laquelle les gaz passent à une con- duite transversale 74 aboutissant à l'appareil de condensation usuel composé des condenseurs 75. Les gaz sont aspirés a travers le système par un ventilateur 76. Le goudron séparé et la liqueur ammoniacale peuvent être évacués par l'intermédiaire de dispositifs de décantation comme dans la pratique usuelle, La construction décrite jusqu'ici permet /
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de travailler de la. manière usuelle.
Toutefois, ainsi qu'il a été indiqué précédem- ment, l'appareil est établi pour permettre de distiller du goudron dans un ou plusieurs des petits barillets, et cha- cun d'eux peut à cet effet être muni d'un dispositif agi- tateur convenable, tel que celui précédemment décrit relativement à la fig. 3, par exemple, qui consiste en un arbre longitudinal muni de palettes qui agitent le goudron ou le brai que renferme le barillet et le projettent dans le courant de gaz chaud de four à coke passant dans le barillet.
De plus, chacun des barillets peut être muni d'un tuyau de circulation 80 et d'une pompe 82 permettant de faire recirculer le goudron ou le brai dans ce barillet, ainsi que de tuyaux d'admission 84 permettant l'introduc- tion de la quantité supplémentaire de goudron ou de brai qui peut être nécessaire pour permettre le maintien du traitement envisagé.
On prévoit des tuyaux d'échappement 81 à l'aide desquels des quantités, réglées de goudron et de brai peuvent être retiréea ou amenées à circuler dans le barillet suivant, selon le réglage des robinets. Les tuyaux 81 reliant entre eux lea petits barillets permet- tent de refouler le brai produit dans un barillet situé à l'une des extrémités dans le barillet suivant et de ce- lui-ci au troisième, d'une manière continue, tandis que le goudron ou brai peut être remis en circulation dans une mesure plus ou moins grande dans les barillets individuels.
De cette façon, on peut effectuer Une distillation progres- sive du goudron et du brai en enlevant des vapeurs de plus en plus lourdes. et produisant des brais de plus en plus lourds* On peut retirer tout ou partie du brai produit dans les barillets individuels sous forme de distillais..
Si l'on n'introduit du goudron que dans le petit barillet situé à l'une des extrémités de la batterie, et si l'on
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fait circuler et qu'on distille le goudron dans ce barillet, qu'on transfère ensuite le brai au second barillet pour l'y faire circuler et l'y distiller, qu'on transfère en- suite le résidu au troisième' barillet pour le soumettre à une nouvelle circulation et à une nouvelle distillation, le brai le plus dur sera celui produit par.le dernier barillet, et les vapeurs évacuées seront de densités pro- gressivement croissantes.' Toutefois, la disposition de fig. 8 permet de faire travailler les petits barillets in- dividuels séparément sans faire passer le goudron ou brai d'un barillet au suivant.
Dans ce cas, des produits possè- dant les mêmes propriétés ou des propriétés différentes peuvent être obtenus dans les différents barillets, selon la quantité et la nature du goudron délivré et selon le degré de circulation et de distillation de ce goudron.. On peut en outre modifier la nature du traitement effectué dans les différents, barillets en fournissant une quantité supplémentaire de goudron ou de brai aux barillets indi- viduels à l'aide des tuyaux 84.
Chacun des barillets de fig. 8 peut être muni d'un système de condensation distinct, comme par exemple d'une série de condenseurs 83 établis pour séparer dif- férentes fractions d'huile des gaz de four à coke et va= peurs résultant de la distillation du goudron ou brai. Il va de soi que des robinets ou obturateurs convenables seront prévus pour permettre de diriger les gaz soit vers l'appareil de condensation distinct, soit vers l'appareil de condensation principal de la batterie, suivant qu'il peut être désirable.
En prévoyant une série d'appareils de condensation distincts, il est possible de produire des huiles de propriétés différentes à l'aide des gaz. et vapeurs mélangés provenant des différents barillets auxiliaires, en particulier lorsqu'on fait travailler ces. barillets en
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série ou dans des conditions différentes, de telle sorte que des brais de caractéristiques différentes sont produits. dans ces barillets et que les caractéristiques des vapeura distillées diffèrent également. En réglant la distilla- tion et la condensation, il est possible d'obtenir, di- rectement par condensation, une série de produits condensés de propriétés et caractéristiques différentes.
Une disposition modifiée est représentée dans la fig. 9 qui montre en élévation la partie supérieure d'un. fragment d'un des c8tés d'une batterie, avec trois petits collecteurs 85 disposés à des niveaux variant progressive- ment, chacun d'eux étant relié à une série de quatre tuyaux d'échappement 88 et comportant une boite médiane indivi- duelle 86 et une conduite transversale individuelle 87, chacun d'eux contenant en outre des agitateurs 89 servant à projeter le goudron ou brai à l'état pulvérisé dans les gaz passant dans le barillet.
Des tuyaux d'alimentation individuels 90 sont pré- vus pour chacun des barillets individuels, de sorte que le goudron ou brai peut être délivré à tous les barillets, si on le désire. Chaque barillet est en outre muni de tuyaux de circulation 91, 93 et 94. d'une pompe de circulation 92.et d'un tuyau 95 servant à évacuer le résidu de brai du barillet. Les petits barillets sont reliés à des tuyaux de trop-plein 96 à. l'aide desquels on peut permettre au brai de se déverser d'un petit barillet au suivant situé à un niveau plus bas, et de celui,-ci au troisième barillet, duquel on peut également permettre au brai de se déverser par le tuyau. 97.
A l'aide des tuyaux de trop-plein 96 et de leurs robinets, il est possible de permettre la passage d'une quantité plus ou moins grande de brai d'un barillet au suivant, de sorte que le brai d'un barillet peut être transféré en tout ou en partie au suivant et que le résidu
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du second peut être transféré en tout ou en partie au premier, etc.., ce qui rend possible de produire et de re- tirer différents genres de brai des petits barillets dis- tincts, ainsi que de produire des distillats relativement lourds dans ces barillets distincts.
Un supplément de goudron peut être introduit dans les petits barillets res- pectifs, si on le désira, pour modifier le traitement et la nature des produits, qu bien on peut introduire tout le goudron dans un barillet et faire passer progressivement le résidu à travers les autres barillets. Les appareils de condensation individuels, du genre de ceux représentés dans la fig. 8, ne sont pas représentés dans la fig. 9.
La. disposition décrite permet de faire travailler les fours à coke de la manière usuelle et d'utiliser une partie de la chaleur des gaz chauds. de four à coke pour distiller le goudron dérivé des gaz sortant des autres fours de la batterie ou un goudron pro.venant d'autres sources.
Comme dans la distillation précédemment décrite du goudron dans le barillet usuel, il est essentiel de laver le ou /petits les barillets à l'aide d'une quantité de goudron ou brai chaud suffisante pour empêcher l'accumulation. de brai dur dans le ou les barillets. Ainsi qu'il a été décrit, l'appa- reil comprenant un ou plusieurs- barillets de faible lon- gueur es.t en particulier avantageusement applicable lors- que la quantité de goudron à distiller est relativement limitée et insuffisante pour permettre d'effectuer un lavage convenable du grand barillet usuel, Cet appareil peut par conséquent être utilisé. aux cokeries isolées dans lesquelles on ne fait travailler qu'une seule batterie de- 'fours, à coke et dans lesquelles. la quantité de goudron qui peut être dérivée d'autres sources est relativement limitée.
Il permet de produire un brai possédant les caractéristiques désirées- et d'extraire des huiles précieuses du goudron
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d'une manière simple, efficace et économique.
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"METHOD AND APPARATUS FOR THE DISTILLATION OF TAR".
This invention relates to improvements in the distillation of tar and the production of pitches and distilled oils from such tars, and it relates to a process for the distillation of tar and the production of pitch and to an improved process for In practice, the invention relates more particularly to obtaining desirable products from coal carbonization and gas production plants such as, for example, by-product coking plants - gas retorts. lighting, etc. .. The invention will be described more particularly with reference to the operation of by-product coking plants.
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In the ordinary operation of by-product coking plants, the gases produced by the firing and leaving the individual ovens pass through rising exhaust pipes and goosenecks to a main manifold, or barrel, common to a battery of ovens. Coke oven gases leaving the ovens at a high temperature are cooled in the barrel and in condensers connected to the barrel to separate the tar elements therefrom. In many cases, the gases are also substantially cooled in the goosenecks by jets of ammoniacal liquor. The separated coal tar is ordinarily shipped or transported to tar distillation plants for distillation to produce pitches and various other products.
Due to the high temperature of the gases leaving the coke ovens, and more particularly because of the enormous amount of heat contained in these gases, the satisfactory operation of the barrel fed by these ovens has always been a serious problem. The heat contained in the gases leaving the furnaces at a temperature of over 7000 C is twenty to thirty-five times that required for the distillation of all the tar contained in the gases.
A certain quantity of heavy tar or pitch separates in the barrel, which is subjected to the effect of gas distillation at high temperature, and this results in the formation, in the barrel, of a hard and solid pitch which , in some cases, can only be removed by interrupting the operation of the installation and removing the pitch using scrapers or other tools. It is customary to clean the barrel by passing a stream of ammoniacal liquor through it, if necessary mixed with tar, but this does not always make it possible to avoid the above-mentioned difficulty.
In fact, the use of water or
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ammoniacal liquor sometimes worsens the situation because the pitches which form in the barrel are insoluble in water or ammoniacal liquor and can therefore only be discharged with the aid of an extremely large quantity of liquor. big.
The use of a large quantity of ammoniacal liquor to clean the barrel causes a further difficulty due to the resulting lowering of the temperature of the gases. Thus, by injecting a sufficient quantity of ammoniacal liquor into the barrel to prevent pitch from accumulating therein, the temperature of the gases can be reduced to such a degree that a considerable proportion of the oil elements of the gas condense. value which the gases contain and which these elements become incorporated into the tar can only be separated from it by subsequent distillation.
The present invention relates to an improved method and apparatus for directly distilling the tar at the coal carbonization plant, for example at a by-product coking plant, and especially an improvement in the operation of the barrel or barrels. relating to a by-product coking plant, an improvement by which the heat of the coke oven gases is used to distill the tar and the volatile products distinct from this tar, so that these products can be obtained independently of the pitch, which then constitutes a product distinct from the process.
According to the invention, the hot gases leaving the coke ovens in the state in which they are on leaving the ovens are used for distilling the tar and separating therefrom the vaporizable oils which it contains, and this is true. obtains by bringing the tar into intimate contact with the hot gases arriving from the coke ovens in @
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the barrel, while these gases still have a sufficiently high temperature to effect the desired distillation; and the pitch is prevented from accumulating in the barrel by passing through this barrel a quantity of tar or hot pitch greater than that distilled by the hot gases.
The large quantity of tar or pitch which is circulated through the barrel is withdrawn continuously or intermittently in the form of pitch and can be partly recirculated in the barrel with a new amount of tar or pitch to distill; it can also be removed in the form of a finished product, or it can also be subjected to a further distillation by a separate treatment. When a series of short length barrels are used as will be described later, the tar or pitch can be passed successively through several of the barrels to gradually distill it. Pitches with various properties and characteristics can be obtained depending on how the distillation is controlled.
The intimate contact of the tar with the hot gases from the coke ovens has the effect of partially cooling these gases, the temperature of which, at their normal exit from the oven, is close to 600 to 7000 C., and sometimes much higher in certain cases. The temperature of these gases and the volume of the non-condensable gases are high enough that the actual distillation of the tar can be carried out as indicated. The amount of tar supplied and the privacy and duration of contact of the tar particles with the gases, and therefore the nature and volume of the oils distilled from the tar, can be varied.
Efficient distillation can be achieved by subjecting the gases passing through the barrel to a temperature drop of 100 C., for example, but increasing the temperature.
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quantity of tar or the intimacy and duration of contact, it is possible to obtain a greater temperature drop and to obtain a greater quantity of oil as distillato
The tar will in turn be heated by the hot gases and its temperature may rise considerably.
However, some of the heat vaporizes the liquid elements of the tar without increasing their temperature correspondingly, so that the maximum temperature of the tar and the resulting pitch may in some cases be considerably lower than that of the gases. To avoid clogging of the barrel by pitch, it is important that the current of tar used to wash the barrel and that circulating in the barrel are kept hot, so that they are very fluid and that the pitch likely to settle. form dissolves in them and mixes with them. If the pitch is kept hot enough it will remain very fluid and can be maintained in this condition by suppressing the cooling effect of excessively large amounts of ammonia liquor.
The distillation of the tar in the barrel can be carried out in a wide variety of ways involving the intimate contact of the tar with the gases in the barrel. Preferably, the introduction of ammonia liquor into the barrel is avoided, except in the manner which will be described later and, instead of carrying out this introduction, the barrel is washed using sufficient tar or (and) oil to prevent heavy pitch build-up in the barrel.
This object is easily achieved if a sufficient quantity of the washing agent is supplied and the temperature is maintained high, because the heavy pitch, if it arises, is soluble.
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in the hot tar or hot oil employed, so that if it settles, it will dissolve and be carried away by the stream of hot tar circulating in the barrel.
Tar, oil or mixtures thereof can be introduced at one end of the barrel and and discharged at 1- $ at the other end, or can be introduced and discharged at intermediate points. It is advantageous to introduce all or part of the tar through injection nozzles provided for this purpose in the barrel and in the goosenecks connected thereto.
However, it is important to satisfy the following two conditions: 1 The tar should be intimately mixed with the gases leaving the ovens at a high temperature to achieve the desired distillation; 2 The surfaces of the barrel must be continually cleaned with a large excess of tar, oil or their mixtures in the hot state to prevent the accumulation of heavy pitch on these surfaces.
Either of these desiderata can also be achieved by providing suitable mechanical stirring devices in the barrel and operating these devices so as to maintain constant and violent agitation of the tar passing through the barrel, in order to whether the tar is projected into the coke oven gas stream and onto the exposed barrel surfaces, whether or not injection nozzles, etc. are employed to directly inject the tar onto the barrel surfaces.
Desirable agitation can be achieved by a rotating shaft extending along the barrel or by a series of rotating shafts extending through the barrel and fitted with suitable paddles. or else vertical shafts fitted with similar pallets. Rotating cones or other agitator and pro
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jection can be disposed in the barrel and actuated to project tar into the gas stream and onto exposed surfaces of the barrel. The same object could be achieved with the aid of discs, plates or projections carried by rotating shafts.
The necessary stirring can also be achieved by introducing compressed gases such as, for example, hearth or coke oven gases or steam, through a suitable distributor pipe immersed in the tar; T-type suction fittings (of the McDaniel ejector type) may also be disposed in the barrel, the suction ends of these connectors being placed below the level of the tar contained in the barrel. If the nozzles of the ejectors are made to protrude above the surface of the tar, a jet of tar will be projected into the gas. If the nozzles are embedded in the tar or pitch contained in the barrel, the tar will circulate but will not be thrown into the gases to a significant extent.
The effect of the mechanical stirring device (s) mentioned can be increased by providing suitable injection nozzles in the barrel and the gooseneck for injecting tar into the gas stream passing through the barrel.
Cooling the gases in the barrel should be avoided by proceeding in any way as hitherto done, but it may be desirable to introduce water or ammoniacal liquor with the gas. tar that is injected into the barrel, so as to cool the gases to a predetermined and regulated extent. The adjustment of the cooling effect can be achieved more easily with water, due to the fact that water has higher specific heat and latent heat.
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than those of tar and oils. It is possible, therefore, to add water or ammonia liquor in the amount required to absorb all the heat except that required to distill the tar.
When hard pitch is desired, the amount of water introduced or none can be reduced.
The gases can also be cooled to a greater or lesser extent by adding to them cold gases such as hearth gases, cooled coke oven gases, etc.
Instead of cooling, additional heat can be used, when desired, by passing such gases over the glowing coke surface of the furnaces and thence through the pipes. 'exhaust, in the barrel.
The gas distillation capacity from a single coke oven battery is much greater than that required to distill the amount of tar produced by that battery, so that tar from a considerable number of cells can be distilled. batteries by hot gases derived from a single battery. Consequently, it is ordinarily necessary, in order to maintain operation as has been previously described, either to provide a quantity of tar much greater than that produced by the single battery which is made to work in such a manner, or to reduce the volume of gas used to that which can distill the tar available, for example by using these gases in a small separate barrel.
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When, in the same plant, several batteries of coke ovens, for example twenty batteries, are in operation, the tar derived from several batteries or from all can be distilled in a single battery by applying the process according to the invention. If there is only one battery or a small number of batteries, the tar can be collected in normal service, for example by using ammoniacal liquor injected into the barrel and, when it has accumulated a sufficient quantity, it can then be distilled in the barrel, working one or more days in the manner described.
If continuous treatment with a relatively small amount of tar is desirable, light or heavy oil from the condensers can be reintroduced into the barrel in the proper proportion to the tar flowing therein. This method of working may be desirable when there are no means for accumulating large quantities of tar.
Instead of carrying out the distillation in the barrel which is common to all the furnaces of the battery, it is possible to provide a small barrel and only connect this barrel to a small number of furnaces so that it receives the gases. , the remaining furnace gases passing through the main barrel. The ovens connected to the small barrel can also be connected to the large barrel, and suitable taps or shutters can be provided to allow the gases to be directed at will through one or the other of the barrels, depending on whether 'it may be desirable. The little ba-
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The rillet can be conveniently arranged below, above, or along the main barrel, or it can be placed on the opposite side of the battery.
It is advantageous to place it behind the ovens and to connect it to them by separate upright pipes. The same ovens can also be connected to the usual barrel, and it is possible to provide taps or shutters in the rising pipes and communication ducts to allow the introduction of the coke oven gases into one or the other of the pipes. barrel s, as desired. Instead of providing a barrel of great length and a barrel of short length, it is possible to provide a series of small barrels each connected to several ovens of the battery so as to receive the gases therefrom.
Whichever arrangement is adopted, the small barrels may be fitted with mechanical stirring devices to ensure intimate contact of the tar or oil with the hot coke oven gases passing through the barrels. The effect of mechanical agitation can be increased by injecting tar into the barrel and the goosenecks connected thereto, or by using injection nozzles without mechanical agitators. When separate small barrels are provided in the manner previously described, the gases leaving the small barrel (s) can be conducted either to a separate condensing device, or to the transverse manifold, or even directly to the condensing device. condensation receiving the gases from the large barrel.
In this way, all the volatiles can be condensed together, or one can obtain different pro-
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produced by the independent condensation of the volatile products derived from the small barrel (s). The condensation can be carried out directly or indirectly and the fractional condensation applied to obtain several different products using the vapors derived from a single distillation. The condensing apparatus employed may be of the direct type or of the indirect type and may be set up to allow fractional condensation of the condensable elements contained in the gases.
The tar distilled according to the invention can be tar produced in a coking plant or tar produced in another coking plant. This tar can be heavy tar, light tar or elements of heavy or light tar which it is desired to distill in order to obtain oils.
- Other tars such as lighting gas tar, vertical retort furnace tar, water gas tar, etc. can also be distilled, and it can also distill light tar or tarry oils etc. When either mixed or compound pitches or mixed or compound distillates are desired, two or more different kinds of tar can be distilled separately at the plant, or they can be mixed in suitable proportions and Distill them together to directly obtain a compound pitch product. When distilling different tars, the resulting pitches can be mixed to give a compound product, and the distillates can also be mixed if desired.
For example, a tar from horizontal gas retorts with a content of
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high in free carbon with a coke oven tar and distill the mixture to obtain, on the one hand, a compound pitch richer in free carbon than the pitch of the coke oven tar, and on the other hand, as a distillate , a compound oil. Distilled tar can contain all or almost all of the condensable oils, or it can be a heavy tar containing only a portion of the oils. When distilling mixed tars, the condensate will be of a compound nature. When different tars are separately distilled, the gases and vapors which result from these separate distillations can be condensed either separately or together.
As is usually produced and collected in coking plants, the tar is mixed with a greater or lesser quantity 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 distillation. The tar can also be subjected to preliminary heating in order to reduce it to a very fluid state, facilitating its mechanical agitation and ensuring its intimate contact with the hot gases from the coke oven.
However, hot coke oven gases contain such a large amount of heat that the effective dehydration together with effective distillation can easily be carried out, so that the preheating of the tar by a device a separate preheating will usually not be necessary.
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In the practice of the process, it is possible to bring the tar only once to the contact of the hot saz or to circulate it again to bring it back into contact with the hot gases for a further distillation and view of the production of harder pitches or even of pitches whose nature is modified such as those having a greater free carbon content. This additional distillation can be carried out by recirculating the tar or pitch either in the same barrel, or in one or more other aystems, for example by making it circulate successively through a series of small barrels so as to obtain in. different installations, either distillates and pitches of the same or similar kinds, or distillates and pitches of different kinds.
By adjusting the agitation of the tar and redistilling when necessary, it is possible to adjust the hardness of the pitches produced and to obtain more usable or harder pitches, depending on what is desired. The additional 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 barrel or in another distillation apparatus.
By providing separate barrels, each connected to a series of ovens, it is possible to simultaneously produce distillates and pitches having different characteristics; and by operating separate condensers with separate distillation apparatuses of this kind, condensates of different properties can be produced simultaneously.
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The present invention includes not only the distillation of tar in order to obtain oils therefrom as a distillate but also the production of pitches of varying properties and characteristics. By limiting the duration of contact of the tar with the hot gases and the temperature at which the tar is raised during distillation, low carbon pitches and oils of defined characteristics can be produced as described above. However, when the pitch produced in the first place is recirculated, its temperature undergoes a further increase and may reach a value such that a greater or lesser decomposition takes place, giving rise to materials usually included under the name of ' ! free carbon ", which increases the free carbon content of the pitch.
It is thus possible, by recirculating the pitch and adjusting the agitation of the tar in the barrel so that the pitch is kept in contact with the hot gases for a time sufficient to bring its temperature to the point of decomposition, to decompose or crack a greater or lesser amount of pitch and (or) oil elements and obtain in the product a corresponding amount of free carbon
Independently of the production of pitches of different properties and characteristics, the present process allows distillates to be obtained using tar, tar fractions or tar oils.
This process can therefore be applied to the distillation of a dirty oil, or of an oil contaminated with tar or pitch, in order to obtain a cleaner oil as a distillate and a residual pitch. in which separate small barrels are connected to separate condensing devices
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each device can be supplied with a different material,
for example one of them could distill tar in the manner described and another could distill a mixture of oils with a view to separating the different elements.
The gases escaping from a barrel working in the manner previously described contain considerable quantities of vapors or oils derived from the distillation of the tar together with the usual fixed gases.
As these gases still have a relatively high temperature, it is possible, in order to keep the oils in a vapor state and thus separate them from the tar, to subject these gases to any desirable subsequent treatment in order to separate the oil into several. fractions ..
Preferably, the oils will be withdrawn from the middle boot of the barrel independently of the pitch which circulates therein and will be conveyed by a transverse pipe to the separation apparatus. If it is desired to rapidly cool the gases to the temperature suitable for the separation of one or more of the heavier volatile elements, ammoniacal liquor, oil or gas can be injected into the gases in the cross pipe. mixtures of these liquids and conducting the resulting liquid to a settling device for the purpose of separating the ammoniacal liquor from the condensed tar or tarry oils.
Instead of cooling the gases and vapors rapidly, they can be cooled gradually so as to effect fractional condensation of the vapors and obtain fractions of a defined nature. The fact that the content of the gases in condensable vapors is increased by the dis- As the tar tends to result in the production of a greater amount of light tar and oily products, the washing and scrubbing effect
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tar on the gases results in cleaner oily products than can normally be obtained with ordinary by-product condensers.
The present invention can be applied more or less generally to the distillation of tar and oils and to the production of distillates both from the point of view of the process and from the point of view of the apparatus.
The invention is based on the principle of using the hot coke oven gases for the distillation of tar or oil by bringing the tar or oil into direct contact with these gases.
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 method, it being understood, however, that the invention is not limited to the details. of the construction described and shown.
Fig. 1 is a plan of part of a coke oven and shows the application of the invention to this oven.
Fig. 2 is an end view with partial vertical section of the construction of Fig. 1.
Fig. 2 is a section of the middle box along 2a-2a (Fig. 1).
Fig. 3 is a section on a larger scale showing the agitator arranged in the barrel.
Figo 4 is a section showing another construction of stirrer.
Fig. 5 is a similar view of a third form of agitator device.
Fig. 6 is a sectional view showing the application of the vacuum T-fitting in the barrel.
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Figo 7 is a plan of the battery of coke ovens and a small barrel
Fig. 8 is a plan showing the application of several small barrels to the. drums.
Fig. 9 represents another arrangement.
In Figs. 1 and 2, 5 designates a battery of coke ovens comprising individual exhaust pipes, or upright pipes, and goosenecks 6 connecting the ovens, to a barrel or main manifold 7. This barrel is intended to receive all gases from the individual coke ovens, and to deliver them via a modified middle box 8 to a cross pipe 9 which is connected to the condensing apparatus which will be described later. The middle box is constructed and arranged such that a fairly large height of tar or pitch is maintained in this box and in the barrel as shown in fig. 2a, in which it is seen that said box is larger than usual so that it can contain a considerable volume of tar or pitch.
This box can be fitted with heat-insulating devices (not shown).
The barrel is provided with injection nozzles 15 and 16 by means of which the tar to be distilled can be introduced into this barrel and brought into intimate contact with the gases which it contains in order to effect the rapid distillation of the tar. These nozzles can be used on their own to project the tar or the pitch in the atomized state into the gases,
or they can be replaced or supplemented by mechanical stirring devices serving to deliver the tar or pitch in the pulverized state into the gas in the barrel.
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The barrel is provided with a longitudinal shaft 10 comprising a series of vanes or arms 11 distributed throughout its length. The shaft 10 receives its control from a suitable source of motive force. A pipe
12 is connected to the barrel, for example to one of its ends, and a pump 13 delivers the tar or pitch from a container 14 into the barrel.
If desired, the tar or pitch can be introduced at several points along the length of the barrel through suitable pipes provided for this purpose or, if desired, it can be introduced through injection nozzles 15 and 16 connected to pipes of this kind in a manner suitable for effecting the injection of said tar into the barrel. The pitch which accumulates at the bottom of the barrel is withdrawn either continuously or intermittently by a pipe 17 and can be recirculated using a pump 18 and the pipes described above, or it can be evacuated through a pipe 19 and delivered to a container 20.
As has been described previously, the operation of the barrel involves maintaining and circulating, in this barrel, a quantity of tar or pitch sufficient to prevent the accumulation of hard pitch. bottom and exposed surfaces of the barrel. The pitch is discharged continuously or intermittently through the exhaust pipes and is either returned or partially returned and partially replaced by tar or pitch from other sources. The effect of the agitator in the barrel is to project the tar or pitch in a finely divided state into the gas stream passing through it and to subject it, by virtue of its subdivision, to intimate contact with hot gases. *.
This intimate contact results in a significant distillation of the tar or pitch, which has the result of producing a harder pitch which is however.
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driven by the current of tar and pitch moving at the bottom of the barrel and is thus prevented from building up and clogging the barrel. The tar or pitch is also sprayed in a finely divided state onto the exposed surfaces of the barrel, which cleans said surfaces and prevents hard pitch from depositing thereon.
As a result of the distillation effect of the hot coke oven gases, these gases become charged with a considerable proportion of volatile oils distilled from tar or pitch, and these volatile oils remain in the gases at the temperature at which the bari-llet works, for example a temperature of 100 to 200 C. lower than that of the gases leaving the coke ovens. The intimate contact between these gases and the tar or pitch of the barrel plays another important role in that it separates from the gases by washing the most condensable elements of tar which they contain, while leaving in these gases a pro- considerable portion of the normal volatile elements. This intimate contact also has the effect of separating from the gases a greater or lesser proportion of the entrained solids such as free carbon, etc.
Hence the. The gases are not only enriched with more volatile elements, but are freed to some extent of insoluble and relatively heavy entrained matter.
As indicated above, the effect of the mechanical agitator in the barrel can be replaced or increased by the introduction of all the tar or part of the tar in the form of a spray jet, at the same time. 'using injection nozzles provided for this purpose. These nozzles ensure the subdivision of the tar into very thin particles.
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tites and therefore facilitate contact between the hot coke oven gases and the tar particles, thereby improving the distillation effect.
The gases which escape from the middle box 8 and enter the cross pipe 9 entrain a large proportion of the volatile elements of the tar which enter the barrel and are freed to a considerable extent not only from heavy tar elements which are not not volatile at the working temperature of the barrel but also of the insoluble entrained matter. These gases can be subjected in the transverse pipe in contact with moniacal liquor introduced into this pipe by a series of injection nozzles 21 supplied by a pipe 22 coming from any source of ammoniacal liquor in the installation.
On leaving the cross pipe, the liquid which may contain tar or oil elements together with the ammoniacal liquor is delivered through a pipe 23 to a settling device 24 where the ammoniacal liquor can be separated to be separated. returned, for example, by means of a ± µ vessel, a pump 26 and a pipe 22, to the transverse pipe o The tar or the oil of the settling device is delivered by a pipe 27 to a container 28. A pump 29 and a pipe 30 deliver the tar or oil to the pipe 22 and the tar can be mixed with the ammoniacal liquor employed as a refrigerant in the cross pipe. A pipe 31 communicates the vessel 24 with the gas. tar container.
Ouaron from any other source may be delivered to container 14 through pipe 14 '.
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The rest of the gases, which still contain oil elements, is delivered to condensers 32 in which the oily products are separated, these products being able to be led to a settling device 33 in view of separating the ammoniacal liquor therefrom. The gases escaping from condensers 32 are sucked in by a fan 34 ensuring their movement through the system.
As has been said previously, the main object of the present invention is the distillation of the tar and the recovery of the volatile elements which it contains in the coking plant, and the use of the heat of the gases which escape. coke ovens. An advantage of the invention is that, in order to carry out the distillation, the usual bar is used without being modified in a substantial way, and that the difficulty experienced to date to protect the product is avoided. barrel against the accumulation of hard pitch.
In the embodiment shown, a single barrel is employed, but it is understood that one can, in order to carry out the invention, provide one or more small barrels, each connected to a series of coke ovens, and a or more condensing devices, when necessary or desirable to achieve the intended purpose.
In fig. 4 is shown a slightly different arrangement of the mechanical stirrer provided in the barrel. In this case, a series of vertical shafts 35 are arranged in the barrel 36, each of them carrying a series of cones 37. These trees are intended to be actuated by any suitable source of motive force such as a small electric motor. . When they receive a movement, of rotation, the cones submerged in the
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Tar streams at the bottom of the barrel project the tar upward and in a finely divided state in the gases. hot from the coke oven passing from battery 39 into the barrel.
It goes without saying that a large volume of gouaron or pitch is maintained in the barrel as in the previous embodiment.
In fig. 5, 40 designates a shaft extending along and inside the barrel 41 and carrying a series of discs 40 '. This shaft can be actuated in any manner suitable for rotating the discs 40 'in the tar or pitch slab which the barrel contains and into which it plunges. The rotation of the discs has the effect of projecting the tar or pitch into the stream of hot coke oven gas passing from the coil 43 into the barrel through the exhaust pipes 42. This arrangement assures the intimate mixing of the gas. Weep or pitch with the high temperature coke oven gases for the purpose of distilling the tar in the manner previously described.
Of course, the level of tar or pitch of the barrel can be maintained in the way described above.
Couse shown in fig. 6, we can connect a series of injectors 44 to a pipe 45 extending long- / to the barrel) and gudinally the interior / and supplied with any suitable gas- / to the barrel tudinally the interior / and supplied with any suitable gas - nable (fireplace gas, coke oven gas, water vapor, etc.) under sufficient pressure to produce a suitable suction and injector effect when the. * - Gas Reverses the injectors 44 .
The suction side of the injectors can be submerged in the tar or pitch which is at the bottom of the barrel as shown, and when a pressurized gas will be introduced.
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in the manner described, the tar or pitch will be entrained upwards in the form of a spray which will fill substantially all the space which is located above the tar or pitch which the barrel 46 contains, this tar or pitch being thus brought into intimate contact with hot coke oven gases arriving from battery 48 through exhaust pipes 470. The gouaron or pitch can be maintained at the proper level in the barrel in the manner previously described.
As indicated previously, the invention can be implemented either in the usual barrel or in a small barrel. Thus, if the amount of tar to be distilled is relatively small it may be preferable to use a small barrel such as that shown in FIG. 7. In this embodiment of the invention the battery of coke ovens 50 is provided with the usual risers and goosenecks 51 which communicate with the barrel 52 provided with a middle box 53, from which the gases ., and the condensate pass to a transverse pipe 54 leading to the usual condensing apparatus composed of condensers 55. The gases. are drawn through the system by a fan 56.
The separated tar and the ammoniacal liquor can be discharged through settling devices (not shown) as in usual practice. The construction described heretofore is the usual arrangement and during the operation of this apparatus a suitable amount of ammoniacal liquor can be introduced into the barrel to cool the gases flowing therein.
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To carry out the invention in the manner previously described, it is possible to place a short barrel 57 along the usual barrel above it or in any other suitable position relative to it. Preferably. it will be placed behind the ovens and it will be connected to several ovens by upright pipes 58. Taps can be provided to allow the gases leaving the ovens to be directed towards one or the other of the barrels. The short or auxiliary barrel is set up to distill tar in the manner previously described and is therefore provided with a stirrer as shown, for example, in FIG. 3. The agitator can be any of the above types or their equivalents.
The agitation of the tar or pitch has the effect of projecting it in the form of a spray jet inside the hot coke oven gases admitted through the exhaust pipes, and is thus distilled. The tar and the resulting pitch can be circulated as in the analogous operation of the conventional barrel.
The tar or pitch can be discharged continuously or intermittently through a pipe 61 and can be returned to the barrel by a pump 62 and a pipe 63, or it can be delivered through a pipe 64 'to a container 54.
Fresh tar or pitch can be introduced through pipe 59.
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. The gases leaving the small barrel, or auxiliary barrel, are evacuated by a pipe 65 and brought to condensers: 66. These condensers can be arranged in series and can be fractionation condensers either of the direct type or of the indirect type to allow to extract two or more oily products or tarry oils from the gases leaving the small barrel, The condensates are evacuated and delivered to suitable receptacles. The remaining gases can then be conducted through a pipe 67 to the blower 56 which maintains the proper pressure balance in the system.
Fig. 8 shows another arrangement in which a series of small barrels replace the usual barrel, each of them being connected to several exhaust pipes, which makes it possible to use the gases of a selected number of furnaces for the distillation of tar. This gives greater flexibility in the power of distillation of the plant or plant tar, given that one or more of the small barrels can be used for this purpose while the barrels are operated in the usual way. remaining.
As shown, battery 70 is provided with. customary upright pipes and goosenecks 71 which communicate with a series of small barrels 72 each comprising a middle box 73 from which the gases pass to a transverse duct 74 ending in the usual condensing apparatus composed of condensers 75. The gases are drawn through the system by a blower 76. The separated tar and ammoniacal liquor can be discharged through settling devices as in usual practice. The construction described so far allows.
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to work from the. usual way.
However, as indicated above, the apparatus is set up to allow tar to be distilled in one or more of the small barrels, and each of them can be provided for this purpose with a suitable device. - suitable agent, such as that previously described in relation to FIG. 3, for example, which consists of a longitudinal shaft provided with paddles which agitate the tar or pitch contained in the barrel and project it into the stream of hot coke oven gas passing through the barrel.
In addition, each of the barrels can be provided with a circulation pipe 80 and a pump 82 allowing the tar or pitch to be recirculated in this barrel, as well as inlet pipes 84 allowing the introduction of the additional amount of tar or pitch that may be necessary to maintain the intended treatment.
Exhaust pipes 81 are provided by means of which controlled quantities of tar and pitch can be withdrawn or caused to circulate in the next barrel, depending on the setting of the taps. The pipes 81 interconnecting the small barrels make it possible to push back the pitch produced in a barrel located at one end in the next barrel and from the latter to the third, in a continuous manner, while the tar or pitch can be recirculated to a greater or lesser extent in the individual barrels.
In this way, a gradual distillation of the tar and pitch can be effected, removing increasingly heavy vapors. and producing increasingly heavy pitches * All or part of the pitch produced in the individual barrels can be removed in the form of distillates.
If we only introduce tar into the small barrel located at one end of the battery, and if we
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circulate and distill the tar in this barrel, then transfer the pitch to the second barrel to circulate and distill it, and then transfer the residue to the third barrel for the subject to further circulation and further distillation, the harder pitch will be that produced by the last barrel, and the vapors discharged will be of progressively increasing densities. However, the arrangement of FIG. 8 allows the individual small barrels to work separately without passing the tar or pitch from one barrel to the next.
In this case, products having the same properties or different properties can be obtained in the different barrels, depending on the quantity and nature of the tar delivered and depending on the degree of circulation and distillation of this tar. besides modifying the nature of the treatment carried out in the different barrels by supplying an additional quantity of tar or pitch to the individual barrels using the pipes 84.
Each of the barrels of FIG. 8 can be fitted with a separate condensing system, such as for example a series of condensers 83 established to separate different fractions of oil from the coke oven gases and va = fears resulting from the distillation of the tar or pitch . It goes without saying that suitable taps or shutters will be provided to allow the gases to be directed either to the separate condensing apparatus or to the main condensing apparatus of the coil, as may be desirable.
By providing a series of separate condensing devices, it is possible to produce oils of different properties using the gases. and mixed vapors from the various auxiliary barrels, especially when these are operated. barrels
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series or under different conditions, so that pitches of different characteristics are produced. in these barrels and that the characteristics of the distilled steams also differ. By controlling the distillation and the condensation, it is possible to obtain, directly by condensation, a series of condensed products with different properties and characteristics.
A modified arrangement is shown in fig. 9 which shows in elevation the upper part of a. fragment of one of the sides of a battery, with three small manifolds 85 arranged at gradually varying levels, each of them being connected to a series of four exhaust pipes 88 and comprising an individual middle box 86 and an individual transverse pipe 87, each of them further containing agitators 89 for projecting the tar or pitch in the atomized state into the gases passing through the barrel.
Individual feed pipes 90 are provided for each of the individual barrels, so that the tar or pitch can be delivered to all of the barrels, if desired. Each barrel is further provided with circulation pipes 91, 93 and 94. a circulation pump 92. and a pipe 95 serving to evacuate the pitch residue from the barrel. The small barrels are connected to overflow pipes 96 to. with the help of which the pitch can be allowed to flow from one small barrel to the next one located at a lower level, and from that, here at the third barrel, from which the pitch can also be allowed to flow through the pipe. 97.
Using the overflow pipes 96 and their valves, it is possible to allow the passage of a greater or lesser quantity of pitch from one barrel to the next, so that the pitch of one barrel can be transferred in whole or in part to the next one and that the residue
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of the second can be transferred in whole or in part to the first, etc., which makes it possible to produce and remove different kinds of pitch from the separate small barrels, as well as to produce relatively heavy distillates in these barrels distinct.
A supplement of tar can be introduced into the respective small barrels, if desired, to modify the treatment and the nature of the products, although all the tar can be introduced into a barrel and the residue gradually passed through the other barrels. Individual condensing devices, of the kind shown in fig. 8, are not shown in FIG. 9.
The arrangement described makes it possible to operate the coke ovens in the usual manner and to use part of the heat of the hot gases. coke oven to distill tar derived from gases leaving other ovens in the battery or tar from other sources.
As in the previously described distillation of tar in the conventional barrel, it is essential to wash the barrel (s) with a sufficient quantity of hot tar or pitch to prevent build-up. of hard pitch in the barrel (s). As has been described, the apparatus comprising one or more barrels of short length is in particular advantageously applicable when the quantity of tar to be distilled is relatively limited and insufficient to allow proper washing of the usual large barrel. This apparatus can therefore be used. to isolated coking plants in which only one coke oven battery is operated and in which. the amount of tar that can be derived from other sources is relatively limited.
It produces a pitch with the desired characteristics - and extracts valuable oils from the tar
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in a simple, efficient and economical way.