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formée par: la Société dite : @OW TEMPERATURE CARBONISATION LIMITED, 3 & 4,
Clement's @nn, Strand, Londres W.O.2. Angleterre pour: "Perfectionnements à la distillation du charbon et d'autres substances carbonées solides".Priorité de la demande de brevet déposée en Angleterre le
27 avril 1937 N II.295/27.
Cette invention a trait aux cornues destinées à la distillation ou à la carbonisation des substances carbonées solides telles que le charbon.
Elle a spécialement pour but d'assurer le chauffage sensiblement uniforme et économique des parois de la cornue.
Suivant l'invention, l'installation ou batterie est munie de chambres à cornue et de chambres de combustion alternantes
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disposées en deux séries et sensiblement de même étendue, et eur d'une série de chambres à répupé:ra/ itu6es derrière les séries chambres cornue M combustion, une série de chambres cormas et de chambres de combustion, une série
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de chambres à récupérateur étant avantageusement prévue pour deux séries adjacentes et parallèles de chambres à cornue et chambres de combustion alternantes.
De plus, suivant l'invention, les chambres de combustion sont constituées par un mur central vertical massif et par deux murs latéraux parallèles disposés un de chaque côté du mur central et de façon à laisser, de chaque côté dudit mur, un espace s'étendant d'un bout à l'autre de la chambre de com- bustion et dans lequel les flammes et les gaz chauds peuvent monter*
L'invention comprend en outre les caractéristiques de construction dont il sera question plus loin.
Une construction de batterie comprenant des chambres à cornue, des chambres de combustion et des chambres à récupé- rateur établies suivant l'invention est représentée à titre d'exemple dans les dessins annexés dans lesquels:
Fig. 1 est une vue du massif, partie en élévation et par- tie en coupe verticale ;
Fig. 2 est une coupe transversale suivant 2-2 (fig. 4).
Fig. 3 est une vue, partie en élévation et partie en cou- pe verticale, suivant 3-3 (fig. 4).
Fig. 4 est une coupe horizontale suivant 4-4 (fig. 1).
Fig. 5 est un détail en coupe à plus grande échelle de la partie inférieure d'une des chambres de combustion.
Le massif comprend deux séries de chambres de combustion a, et de chambres à cornue b disposées dans chaque série de façon alternance, et une série intermédiaire de chambres à ré- cupérateur c.
Les chambres de combustion et leschambres à récupérateur communiquent de telle manière que les gaz de combustion sor- tant des premières passent dans les secondes pour se rendre ensuite à une ou plusieurs cheminées prévues à des positions
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déterminées, et de préférence à l'une des extrémités du massif que traversent finalement les gaz d'échappement sortant des cham- bres à récupérateur, les récupérateurs ayant pour rôle de pré- chauffer l'air de combustion par la chaleur résiduelle des gaz de combustion et des gaz, résiduels qui s'échappent à une tempé- rature relativement basse.
Les cornues et les chambres de combustion sont juxtaposées et alternent suivant une rangée qui est disposée entre les murs externes d du massif et deux murs intermédiaires longitudinaux parallèles e, ces deux murs e¯ étant espacés l'un de l'autre et entre-toisés par des murs transversaux e1 disposés à certains in. tervalles pour constituer les chambres à récupérateur c.
Des lu- mières ou passages c1 sont prévus aux extrémités supérieures des chambres et communiquent avec les extrémités supérieures des chambres de combustion adjacentes et opposées a, tandis que les murs transversaux el séparant les chambres à récupérateur res- pectives présentent à leur extrémité inférieure des ouvertures e2 au-dessous de voûtes servant à supporter les murs el, ce qui établit une communication entre les diverses chambres à récupé- rateur c et la cheminée par laquelle s'échappent les gaz rési- duels.
Les cornues bl, qui sont avantageusement d'une seule piè- ce comprenant chacune une série de compartiments tubulaires, sont montées dans les chambres b sur des embases métalliques b2 et les embases adjacentes b sont montées par paires sur des socles de support métalliques b3 qui sont eux-mêmes montés sur la charpente métallique du massif. Les passages à air a1 et les passages à gaz a2 des chambres de combustion sont ménagés, de la manière qui sera décrite plus loin, dans de la maçonnerie sensi- blement supportée par les socles et sont disposés entre les embases b2.
Les murs latéraux des chambres de combustion sont munis de briques a3 en forme de boîtes, c'est-à-dire présentant une cavité latérale, ces briques étant disposées de telle sorte
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que les cavités débouchent dans les chambres à cornue et que les parois minces constituant le fond des cavités sont contiguës aux chambres de combustion* Grâce à cette disposition, on obtient, entre les chambres de combustion et les chambres à cornue, des cloisons minces à travers lesquelles la chaleur peut être condui- te rapidement, ce qui évite la nécessité devoir une différence de température élevée entre les chambres de combustion et les chambres à cornue.
Les briques formant boîtes a sont avantageu- sement incorporées à certains intervalles aux murs latéraux ou externes du massif. Ces briques peuvent aussi être disposées de telle sorte que, à certains intervalles,. des ouvertures de coma munication sont constituées près des murs externes d et des murs intermédiaires a, ces ouvertures constituant des passages entre les chambres à cornue et les chambres de combustion. La chambre de combustion comprend en outre un mur central servant de réser- voir ou d'accumulateur de chaleur et comprenant des assises su- perposées de briques réfractaires a, les briques de chaque assi se étant espacées les unes des autres pour constituer des ouver- tures à travers le mur.
Le mur se termine au niveau des passages cl communiquant avec les chambres à récupérateur ± et est muni, à la tête, d'une assise de briques a5 s'étendant au voisinage de la surface des murs latéraux constitués par les briques a3. Une assise similaire de briques peut avantageusement être prévue à une position intermédiaire de la hauteur du mur,
Le mur médian de la chambre de combustion est supporté au pied par des blocs creux convenablement conformée et de section transversale rectangulaire a6, le rôle de ces blocs étant de constituer le passage d'admission de gaz de la chambre de com- bustion.
Les blocs a6 sont avantageusement prévus en plusieurs sections ou longueurs présentant respectivement, sur leurs faces extrêmes verticales opposées, des rainures et nervures permet- tant d'enclaver ou verrouiller positivement les blocs adjacents
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lorsqu'ils sont alignés dans la position voulue pour constituer un passage continu. Chaque bloc présente dans les murs latéraux un orifice d'échappement a7 par lequel le gaz peut pénétrer dans la chambre de combustion.
Le passage à gaz est prévu directement au-dessus du passage à air ménagé dans le massif, les blocs a6 par lesquels le passage à gaz est constitué étant supportés de chaque côté par des éléments en maçonnerie qui sont espacés en @ a8 pour constituer le passage à air* Le passage à air s'étend sur toute la largeur de la chambre de combustion, et des passage: a dirigés vers le haut sont méganés à certains intervalles et prolongés sous forme de passages a10 sur les côtés des parties inférieures des blocs a6, à l'endroit où ces blocs prennent ap- pui entre les éléments en maçonnerie qui supportent les murs la- téraux de la chambre de combustion. Les orifices de sortie de gaz a7 sont avantageusement disposés au vojrsinage des passages à air a10 ou entre ces passages.
La partie inférieure des espaces res- pectifs existant entre le mur médian et les murs latéraux des chambres de combustion est contractée par les blocs a6 dont est composé le passage à gaz, et le gaz et l'air montent à travers cet espace rétréci, les gaz, chauds étant dirigés, de façon à ve- nir frapper les murs latéraux, par les parties des briques a5 qui font saillie vers l'extérieur.
Comme représenté dans la fige .5, les briques formant boîtes a3 dont sont composés les murs latéraux, sent avantageusement munies, sur leurs faces supérieure et inférieure opposées, res- pectivement, de rainures et nervures assurant l'enclavement des briques. Toutefois, les briques dont sont faits les murs et le massif sont fixées les unes aux autres par un lut d'une nature réfraçtaire.
Les murs externes du massif sont préférablement composés de brique rouge! garnie de brique non conductrice fl qui est à son tour garnie de brique réfractaire f@ constituant les murs ex-
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trêmes externes des chambres de combustion et des chambres à cornue. Aux extrémités supérieures, les chambres à cornue et les chambres de combustion sont obturées par une maçonnerie ana. logue garnie de briques à enclavement f3 qui sont agencées pour embrasser les extrémités supérieures de la cornue et qui sont établies de telle manière quelles peuvent être enlevées faci- le ment.
Chaque récupérateur est composé d'une série de tuyaux par rallèles c reliés entre eux par paires à l'aide de raccords c3, les raccords situés à l'extrémité inférieure étant munis de plaques de base par lesquelles les éléments du récupérateur peuvent être supportés sur le plancher de la chambre à récupé- rateur. De cette manière, le récupérateur constitue un passage en zig-zag pour l'air de combustion qui est introduit par la tu bulure d'admission c4, lequel air arrive par un tuyau d'admis- sion d'air c5, qui peut être alimenté par un ventilateur.
L'air s'échappe du récupérateur pour pénétrer dans le passage à air a8 en passant par une tubulure d'échappement c6 qui est munie d'un orifice d'échappement de forme rectangulaire correspondant à l'ouverture prévue dans le mur a et aboutissant au passage à air. La tubulure c6 est supportée par un piédestal en maçonne- rie c7. On remarquera que chaque chambre à récupérateur contient deux jeux de tuyaux constituant le récupérateur, chaque jeu ayant pour rôle d'alimenter le passage à air de la chambre de combustion adjacente. En construisant le récupérateur de la manière décrite, les éléments dont il se compose sont mis à même de se dilater librement et, en même temps, peuvent facile- ment être visités ou remplacés.
Les chambres à récupérateur sont fermées à l'extrémité supérieure par des voûtes c8 consti- tuées par des ossatures métalliques garnies de maçonnerie, deux voûtes de ce genre étant avantageusement prévues pour obtu. rer chaque chambre à récupérateur.
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On se rend compte que la disposition précédemment décrite des chambres de combustion, des chambres à cornue et des cham- bres à récupérateur est telle que la chaleur est distribuée uniformément aux parois des cornues de part et d'autre des dites cornues et que la chaleur résiduelle des gaz, chauds est utilisée efficacement pour préchauffer l'air de combustion en raison du fait que les gaz chauds sortant desdites chambres sont conduits vers le bas à travers les chambres à récupérateur
Dans le cas des chambres de combustion situées aux extrémi- tés des massifs, on peut prévoir, en remplacement du mur médian une garniture correspondante en brique réfractaire disposée à l'intérieur de la garniture enbrique réfractaire f2 susmention.
née et située au-dessus du passage à gaz a. De cette façon, les chambres de combustion ne comportent qu'un seul espace de combustion, et le gaz et l'air ne s'échappent que d'un seul côté des passages d'admission de gaz et d'air disposés trans- versalement. L'alimentation en gaz des passages à gaz constitués par les blocs a6 est effectuée par une tuyauterie ± munie d'ob- turateurs convenables et reliée à une conduite d'alimentation en gaz g1. La partie distributirce du tuyau ± peut s'étendre jusqu'au milieu de la largeur de la chambre de combustion.
D'autres dispositions pourraient d'ailleurs être prévues pour assurer la distribution du gaz.
Les cornues bl sont obturées à l'extrémité supérieure par des dômes b4, et un tuyau de prise de gaz partant de chaque dôme , aboutitau barillet hydraulique h, tandis que les extré- mités inférieures des cornues sont obturées par des fonds @6 pouvant pivoter autour d'axes b7 dans le but de distribuer la charge traitée à l'intérieur d'un récipient clos i dans lequel la distillation peut être continuée et achevée ou dans lequel la charge peut être refroidie. La chambre'! peut être munie d'un tuyau de prise de gaz il aboutissant au barillet hydrauli- que h.
Les deux récipients opposés de chaque paire de récipients
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i ont leurs faces externes inclinées vers l'intérieur et se terminent à une tubulure d'échappement i2 fermée par un volet obturateur pivotant i3. les tubulures i2 des récipients opposés sont destinées à décharger leur contenu sur des plans inclinés qui transfèrent la charge traitée à un transporteur ou à l'intérieur de wagons en vue de son évacuât!on*
Résumé.
Cette invention vise des installations à cornues destinées à la distillation des substances carbonées solides, ces instal- lations comprenant des chambres à cornue et des chambres de com- bustion disposées de façon alternante et sensiblement sur la même étendue en deux séries et des chambres à récupérateur pla. cées entre ces séries.
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formed by: the Company called: @OW TEMPERATURE CARBONIZATION LIMITED, 3 & 4,
Clement's @nn, Strand, London W.O. 2. England for: "Improvements in the distillation of coal and other solid carbonaceous substances". Priority of the patent application filed in England on
April 27, 1937 N II.295 / 27.
This invention relates to retorts for the distillation or carbonization of solid carbonaceous substances such as coal.
It is especially intended to ensure the substantially uniform and economical heating of the walls of the retort.
According to the invention, the installation or battery is provided with retort chambers and alternating combustion chambers
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arranged in two series and substantially of the same extent, and had a series of repupé chambers: ra / itu6es behind the series retort chambers M combustion, a series of cormas chambers and combustion chambers, a series
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of recuperator chambers being advantageously provided for two adjacent and parallel series of retort chambers and alternating combustion chambers.
In addition, according to the invention, the combustion chambers are constituted by a solid vertical central wall and by two parallel side walls arranged one on each side of the central wall and so as to leave, on each side of said wall, a space s' extending throughout the combustion chamber and in which flames and hot gases can rise *
The invention further includes the construction features which will be discussed later.
A battery construction comprising retort chambers, combustion chambers and recuperator chambers established in accordance with the invention is shown by way of example in the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a view of the massif, part in elevation and part in vertical section;
Fig. 2 is a cross section taken along 2-2 (fig. 4).
Fig. 3 is a view, part in elevation and part in vertical section, taken on 3-3 (fig. 4).
Fig. 4 is a horizontal section along 4-4 (fig. 1).
Fig. 5 is a sectional detail on a larger scale of the lower part of one of the combustion chambers.
The block comprises two series of combustion chambers a, and retort chambers b arranged in each series alternately, and an intermediate series of recuperator chambers c.
The combustion chambers and the recuperator chambers communicate in such a way that the combustion gases leaving the former pass within seconds and then go to one or more chimneys provided at positions.
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determined, and preferably at one of the ends of the block through which the exhaust gases leaving the recuperator chambers finally pass, the recuperators having the role of preheating the combustion air by the residual heat of the combustion gases. combustion and residual gases which escape at a relatively low temperature.
The retorts and the combustion chambers are juxtaposed and alternate along a row which is arranged between the external walls d of the massif and two parallel longitudinal intermediate walls e, these two walls ē being spaced from one another and cross-eyed by transverse walls e1 arranged at certain in. tervalles to constitute the recuperator chambers c.
Lights or passages c1 are provided at the upper ends of the chambers and communicate with the upper ends of the adjacent and opposite combustion chambers a, while the transverse walls el separating the respective recuperator chambers have openings at their lower end. e2 below vaults serving to support the walls el, which establishes communication between the various recuperator chambers c and the chimney through which the residual gases escape.
The retorts bl, which are advantageously of a single piece each comprising a series of tubular compartments, are mounted in the chambers b on metal bases b2 and the adjacent bases b are mounted in pairs on metal support bases b3 which are themselves mounted on the metal frame of the massif. The air passages a1 and the gas passages a2 of the combustion chambers are formed, in the manner which will be described later, in masonry substantially supported by the bases and are arranged between the bases b2.
The side walls of the combustion chambers are provided with a3 box-shaped bricks, that is to say having a lateral cavity, these bricks being arranged in such a way
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that the cavities open into the retort chambers and that the thin walls constituting the bottom of the cavities are contiguous to the combustion chambers * Thanks to this arrangement, one obtains, between the combustion chambers and the retort chambers, thin partitions through which heat can be conducted quickly, avoiding the need for a high temperature difference between the combustion chambers and the retort chambers.
The a-box bricks are advantageously incorporated at certain intervals in the side or outer walls of the bed. These bricks can also be arranged so that at certain intervals. coma munication openings are formed near the outer walls d and the intermediate walls a, these openings constituting passages between the retort chambers and the combustion chambers. The combustion chamber further comprises a central wall serving as a heat reservoir or accumulator and comprising superposed layers of refractory bricks a, the bricks of each seat being spaced apart from each other to form openings. tures through the wall.
The wall ends at the level of the passages c communicating with the recuperator chambers ± and is provided, at the head, with a foundation of bricks a5 extending in the vicinity of the surface of the side walls formed by bricks a3. A similar foundation of bricks can advantageously be provided at an intermediate position of the height of the wall,
The median wall of the combustion chamber is supported at the foot by suitably shaped hollow blocks of rectangular cross section a6, the role of these blocks being to constitute the gas inlet passage of the combustion chamber.
The blocks a6 are advantageously provided in several sections or lengths having respectively, on their opposite vertical end faces, grooves and ribs making it possible to enclose or positively lock the adjacent blocks.
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when they are aligned in the desired position to form a continuous passage. Each block has in the side walls an exhaust port a7 through which gas can enter the combustion chamber.
The gas passage is provided directly above the air passage formed in the mass, the blocks a6 by which the gas passage is formed being supported on each side by masonry elements which are spaced at @ a8 to constitute the passage air * The air passage extends over the entire width of the combustion chamber, and upwardly directed passages: a are meganized at certain intervals and extended in the form of a10 passages on the sides of the lower parts of the a6 blocks , where these blocks rest between the masonry elements that support the side walls of the combustion chamber. The gas outlet orifices a7 are advantageously arranged in the vojrsinage of the air passages a10 or between these passages.
The lower part of the respective spaces existing between the median wall and the side walls of the combustion chambers is contracted by the blocks a6 of which the gas passage is composed, and gas and air rise through this narrow space, the gases, hot being directed, so as to strike the side walls, by the parts of the bricks a5 which project outwards.
As shown in Fig. 5, the box-forming bricks a3 of which the side walls are composed, are advantageously provided, on their opposite upper and lower faces, respectively, with grooves and ribs ensuring the interlocking of the bricks. However, the bricks of which the walls and the massif are made are fixed to each other by a lute of a refraçtaire nature.
The outer walls of the massif are preferably made of red brick! lined with non-conductive brick fl which is in turn lined with refractory brick f @ constituting the ex-
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very external combustion chambers and retort chambers. At the upper ends, the retort chambers and the combustion chambers are sealed with ana masonry. logue lined with interlocking bricks f3 which are arranged to embrace the upper ends of the retort and which are established in such a way that they can be easily removed.
Each recuperator is made up of a series of pipes by c linkers linked together in pairs using c3 fittings, the fittings located at the lower end being provided with base plates by which the recuperator elements can be supported on the floor of the recuperator chamber. In this way, the recuperator forms a zig-zag passage for the combustion air which is introduced through the intake pipe c4, which air arrives through an air intake pipe c5, which can be powered by a fan.
The air escapes from the recuperator to enter the air passage a8 passing through an exhaust pipe c6 which is provided with an exhaust port of rectangular shape corresponding to the opening provided in the wall a and terminating to the air passage. The c6 tubing is supported by a c7 masonry pedestal. It will be noted that each recuperator chamber contains two sets of pipes constituting the recuperator, each set having the role of supplying the air passage of the adjacent combustion chamber. By constructing the recuperator in the manner described, the parts of which it is composed are enabled to expand freely and, at the same time, can easily be visited or replaced.
The recuperator chambers are closed at the upper end by vaults c8 formed by metal frames lined with masonry, two vaults of this type being advantageously provided for obtuse. rer each chamber to recuperator.
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One realizes that the arrangement previously described of the combustion chambers, the retort chambers and the recuperator chambers is such that the heat is distributed uniformly to the walls of the retorts on either side of said retorts and that the heat residual hot gases is effectively used to preheat the combustion air due to the fact that the hot gases leaving said chambers are conducted downwardly through the recuperator chambers
In the case of combustion chambers located at the ends of the blocks, it is possible to provide, replacing the median wall, a corresponding refractory brick lining placed inside the aforementioned refractory brick lining f2.
born and located above the gas passage a. In this way, the combustion chambers have only one combustion space, and gas and air escape only on one side of the gas and air intake passages arranged transversely. . The gas supply to the gas passages formed by the blocks a6 is effected by a pipe fitted with suitable shutters and connected to a gas supply pipe g1. The distributirce part of the pipe ± can extend to the middle of the width of the combustion chamber.
Other arrangements could also be made to ensure the distribution of gas.
The retorts bl are closed at the upper end by domes b4, and a gas intake pipe from each dome leads to the hydraulic cylinder h, while the lower ends of the retorts are closed by ends @ 6 which can pivot. around axes b7 for the purpose of distributing the treated feed inside a closed vessel i in which the distillation can be continued and completed or in which the feed can be cooled. Bedroom'! can be fitted with a gas intake pipe it leading to the hydraulic cylinder h.
The two opposite containers of each pair of containers
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i have their outer faces inclined inwardly and terminate in an exhaust manifold i2 closed by a pivoting shutter i3. the pipes i2 of the opposing receptacles are intended to discharge their contents on inclined planes which transfer the treated load to a transporter or inside wagons with a view to its evacuât! on *
Summary.
This invention relates to retort installations intended for the distillation of solid carbonaceous substances, these installations comprising retort chambers and combustion chambers arranged alternately and substantially on the same area in two series and recuperator chambers. pla. between these series.
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