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Nouveau four pour distiller le charbon ou lignite à haute température ou à bsse température pour l'obtention de coke ou de semi-coke calibrés et de sous-produits de plus grande valeur,
DESCRIPTION.
Un four pour distillation de charbon ou de lignite se compose d'une alternance de chambres : decombustion 0 ; de distillation D et d'aspiration des sous-produits E.
Ces chambres sont superposées et juxtaposées de telle sorte que le chauffage ne se produise que d'un seul coté, ce qui expmlse la mousse du,coke ou semi-coke, à condition que l'al- lure de chauffe soit celle demandée par la matière à traiter.
Le four peut-être en fonte, en matériaux réfractaires ou - autres .
Des brûleurs sont placés dans une avant-chambre F, de mé- lange de gaz brûlés et d'air, avant-chambre qui permet le réglage voulu de la température au moyen de papillons dans chaque chambre de combustion.
La sole de la chambre de dombustion et la voûte de la cham- bre d'aspiration peuvent être recouvertes de produits réfrac- taires qui empêchent la pyrogénation des gaz et des goudrons qui s'échappent de la matièreà traiter.
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A l'intérieur de la chambre de distillation se trouve une-, galette ou réseau de formes G ( cubiques, parallélipipédiques ou autres) en fer, fonte, acier ou en réfractaire qui sont remplies de charbon. Le charbon repose directement sur la sole Dans la galette ou les formes, le charbon peut être emprison- né au moyen d'un couvercle perforé, métallique ou autre qui permet le passage des gaz et sous-produits et empêche le boursouflement de la matière. Ce'tte tôle perforée est nécés- saire pour certains charbons, elle est inutile pour d'autres.
Pour certains autres charbons à grand foisonnement, un calage de la galette au moyen de coins faciles à placer et à enlever peut même être prévu pour empêcher la forme de remonter sous la poussée du charbon sur la tôle perforée.
La chambre de distillation est fermée par une porte à emboitement P qui peut d'ailleurs être lutée à l'argile ou autrement.
La galette contenant le charbon peut être retirée latéra- lement du four par glissement sur une table de défournement et de chargement, table réglable en hauteur de façon à faciliter la manoeuvre.
L'installation complète se compose de 6 à 10 fours sem- blables reliés par galeries à une cheminée centrale.
Ce nombre de fours peut d'ailleurs être variable. Nous supposerons huit fours pour les explications qui suivent.
Les l'ours peuvent d'ailleurs être placés soit horizontale- ment avec le grand axe disposé tangentiellement à une cir- cont'erence dont la cheminée est le centre comme dans le plan annexé; soit horizontalement avec le grand axe dirigé radia- lement et défournement par le petit coté; soit verticalement avec le petit côté dirigé radialement et détournement laté- ral ; soit avec chambres verticales, le grand côté étant diri- gé radialement et défournement par au-dessus;soit de toute autre manière,
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Entre chaque groupe de fours se trouve une avant-chambre 'munie de brûleurs au gaz, au goudron ou autres et d'ouvertures de rentrées d'air permettant de régler la température dans chaque four à volonté.
Les gaz brûlés de chaque four peuvent être évacués à la cheminée par le régistre B de la galerie ou bien passer dans l'avant-chambre du four suivant pour traverser les chambres de combustion de ce four après réglage de la température.
Une galerie latérale L permet de faire passer les gaz brûlés ou l'air chaud sortant d'un four dans l'un des suivants sans passer par celui qui le suit immédiatement en fermant les registres R et Z et en ouvrant le registre T.
FONCTIONNEMENT.
Si le charbon de la chambre I par exemple est en pleine carbo- nisation, les gaz brûlés qui viennent de la traverser passent successivement dans les fours 2, 3, 4, 5 après réglage des températures dans l'avant-chambre de chaque four.
Après passage dans le four 5, ils sont évacués à la cheminée.
Les fours 7 et 8 sont en refroidissement et le four 6 en détournement. L'air qui,servira à la combustion des gaz du four I est réchauffé par,son entrée dans les chambres de combustion du four 6 et par son passage dans les mêmes chambres des fours 7 et 8. ( Dans le cas de distillation à basse témpérature, ce réchauffage de l'air n'est pas nécéssaire, car l'économie de gaz est compensée par une plus grande production si on refroi- dit les fours plus rapidement en évacuant l'air de refroidis- sement de chaque four directement à la cheminée.)
Le four 6 est en détournement. Pour cela, on amène devant le four un.chariot roulant sur une voie circulaire de façon pouvoir servir au détournement de tous les fours.
Ce chariot comporte une table mobile sur laquelle on tire la galette ou le moule. Les briquettes peuvent être démoulées
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soit par déplacement latéral de la galette ou autrement de , façon que les produits tombent dans une trémie puis sur un transporteur circulaire roulant sur galets qui les amène à un endroit unique de chargement. Le moule vide et placé sur la table peut être rempli de charbon et ce charbon peut être pilonné mécaniquement ou à la main. Le moule, étant rempli et la couverture perforée rabattue et fixée, est alors reglis-, sé dans le compartiment de distillation qui lui est réservé.
Eventuellement on place dès coins qui empêchent le moule de remonter sous la poussée du charbon.
On délace la table pour la mettre en face d'un autre com- partir,lent du four et on procède comme ci-dessus au décharge- ment et au remplissage du moule et ainsi de suite.
Le four 6 étant rechargé et le four I étant complètement cuit, on éteint les brûleurs du four I, on allume les brûleurs du four 2 et on manoeuvre les registres de façon à mettre le four I en refroidissement, le four 2 en chauffage et à permet- tre le réchauffage de l'air dans les fours 7, 8 et I, j
Les gaz brûlés sortent du four 6 pour aller à la cheminée.
On décharge et on enfourne le four 7 pendant la cuisson com- plète du four 2, etc..........
L'airchaud ou le gaz brûlé pouvant passer par la galerie L à un suivant en sautant celui qui suit immédiatement; on peut toujours procéder à la remise en état des fours sans arrêter la marche de l'ensemble. C'est très utile, le fonctionnement devant être continu. ,
Considérons maintenant le fonctionnement d'un four.
Après chargement, ses chambres de combustion sont traversées par les gaz brûlés qui ont traversé 4 autres fours. L'eau distille. Elle peut être évacuée à l'atmosphère ou recueillie dans une bâche par l'ouverture de la soupape S et la fermeture de la soupape V. La distillation de l'eau étant terminée, nous ouvrons la soupape V après avoir fermé la soupape S..
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Le four est chauffé davantage et le goudron commence à distiller..
Sur le tuyau d'aspiration des sous-produits de chaque chambre se trouve un réfrigérant par surface qui condense le goudron et un tube en verre permet de le voir couler dans le tuyau qui le mène dans la bâche à goudron. On peut ainsi se rendre compte sans pyromètre de' 1='allure de la distillation dans chaque chambre et régler les papillons pour que le degré de cuisson de chaque chambre d'un même four reste le même.
Mais, dans les goudrons, nous avons des phénols qui distil- lent avec les huiles moyennes. Nous pouvons nous débarrasser d'une bonne partie de ces phénols en fermant la soupape X et en ouvrant la soupape Y qui envoie les goudrons phénolés dans une bâche spéciale.
Les gaz à leur sortie des bâches à goudron reprennent le circuit de l'extracteur et peuvent être emmagasinés dans un gazomètre, éventuellement après en avoir enlevé d'autres sous- produits.(Benzol, ammoniaque, hydrogène, etc............)
Nous avons supposé que l'installation comportait huit fours.
En réalité, ce nombre peut varier. Il peut être supérieur pour la distillation à haute température puisque le circuit des gaz doit être long pour les refroidir suffisamment avant de les envoyer à la cheminée. Il peut être inférieur dans la distillation à basse température puisque ce circuit peut être moins long pour arriver au même résultat.
Enfin, l'ensemble de l'installation peut comporter 2, 3 fois le nombre de fours déterminé pour une installation simple comme décrite ci-dessus et alors, pour augmenter encore la compacité, les grands axes des fours peuvent être dirigés suivant une des dispositions mentionnées plus haut. Chaque .four ne doit d'ailleurs pas tre relié directement à la cheminée, On peut réunir les galeries d'accès de façon à permettre le même fonctionnement et à réduire le nombre des
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galeries aboutissant à la cheminée à une par groupe de fours par exemple.
Les dispositions d'ensemble peuvent donc être les plus variables.
AVANTAGES.
Les essais que nous avons effectues nous ont montré que la fabrication du coke ou du semi-coke conduite dans les condi- tions qui sont réalisées dans ce four (c'est-à-dire chauffage d'un seul côté, emprisonnement du charbon dans un moule in- déformable par l'adjonction d'une couverture perforée, métal- lique ou autre , chauffage très lent entre 300 et 400 degrés) permet d'obtenir des produits magnifiques comme forme, compaci- té et homogénéité,
La disposition des trois chambres de combustion, de distil- lation et d'aspiration nous permet d'obtenir sous un minimum de volume et dans des conditions idéales de pureté, tous les sous-produits à l'abri de l'air. La présence de la tôle per- forée s'oppose au boursouflement des produits.
La distinction facile de l'eau, du goudron, du goudron phénolé est très importante au point de vue do la valorisation, des sous-produits. Le fractionnement peut facilement être poussé plus loin, puisque chaque stade de distillation d'un . four peut être séparé.
La galerie latérale L tient compte de la continuité de la ; distillation puisqu'elle nous permet la réparation des fours sans arrêter la marche de l'ensemble.
Le nombre de fours dépend de la matière à traiter, de la manière dont la distillation doit être conduite et de la production que l'on veut obtenir.
La disposition suivant le petit côté des tuyaux d'évacua- tion du gaz et des goudrons permet à celle-ci de se faire
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rapidement de sorte que le goudron ne s'amassera pas sur la tôle ni sur le charbon en distillation. C'est très utile car tout contact du goudron fait boursoufler le produit et le rend poreux.
Un autre avantage important, c'est qu'en changeant les galet tes, le même four peut servir à fournir toutes les formes de produits calibrés si forts soient-ils; il suffit que la galet- te puisse entrer et sortir du four. La durée de cuisson et - le réglage du chauffage varieront seuls.
Le rendement thermique de l'installation sera excellent.
On n'y perd même pas la chaleur contenue dans le coke formé.
Pour le semi-coke, on peut se passer de cette régénération par chauffage de l'air parce que l'intérêt est moins grand; le refroidiss.ement peut être plus rapide sans fissuration du produit et on peut augmenter la production avec un même nombre da fours puisqu'on peut les recharger plus rapidement.
L'air de refroidissement de chaque four va alors directement à la cheminée.
Un moule avarié peut être immédiatement changé; la toile métallique peut être nettoyée à tous les détournement.
Toutes les parties du four sont complètement accessibles.
Cette batterie de fours ne comporte aucune mécanique sauf pour le chariot de défournement et d'enfournement qui, étant extérieur au four peut être aussi perfectionné que l'on voudra.
Aucune rentrée d'air n'est à craindre dans le circuit des . gaz pourvu que l'emboîtement des portes soit bien fait et le lutage soigné.
Les dilatations n'ont d'importance que par élément de four, c'est-à-dire sont limitées par la longueur de chacun de ces éléments. Elles ne seront pas nuisibles pourvu que les joints 'entre les fours'et l'avant-chambre soient bien établis à recouvrement. A ce point de vue, il vaut mieux augmenter-le
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nombre de fours et diminuer leur longueur.
L'installation permet de produire des tonnages de semi- coke calibré tout-à-fait extraordinaires comparativement aux autres fours.
Chalue four peut être défourné 3 à 5 fois par jour. Par exemple une installation de 8 fours de 5 m de Long sur I m de large et 0,10 m d'épaisseur de galettes à 8 étages de distillation permet de traiter 120 T en 24 heures à raison de 4 défournements par jour.
Pour le coke, comme le temps de cuisson doit être plus long, ce tonnage, dans les mêmes conditions, tombe à 75 T.
En augmentant les 3 dimensions des chambres, longueur, largeur et hauteur, le nombre de chambres par four et le nombre de fours, om peut:arriver à fabriquer du coke(ou du semi-coke) en quantité considérable tout en ayant la latitude de faire simultanément des calibres différents et avec un minimum de personnel.
Le four permet l'emploi de mélanges de charbons pourvu que le pouvoir agglomérant de l'ensemble soit suffisant: gras et maigres, gras et cendres de coke, schlamms, etc......
L'emploi des lignites pour obtenir du semi coke est ici tout désigné puisque le pouvoir collant n'est plus une gêne , pendant la cuisson.
Enfin, pour la fabrication du coke, même du coke métallur- gique, sans déchet, l'emploi de charbons à haute teneur en matières volatiles est possible. La progressivité du chauf- fage, l'emprisonnement du charbon dans la forme et le pilon- nage préalable sont causes que ces charbons inutilisables aux fours à coke ordinaires donnent dans ce four de beaux produits.
Remarque importante: cette distillation à haute tempéra- ture donne outre le gaz tous les sous-produits de la distil- lation à basse température, D'où valorisation très importan- te de ces sous-produits.