<Desc/Clms Page number 1>
procédé de distillation à basse température de charbons bitumineux et de lignites.
La. présente invention a pour objet un procédé de distil- lation à basse température de charbons bitumineux et de li- gnites dans le but d'obtenir des produits de qualité supérieu- re comme semi-coke (ooalite), goudrons primaires et gaz de distillation de grand pouvoir calorifique.
On sait que pour assurer l'agglomération du charbon en une masse compacte et empêcher le production et l'entraînement de poussières, la couche de charbon soumise à la distillation doit être maintenue immobile pendant toute la durée de la dis- tillation, Il faut aussi que les produits volatils soient évacués au fur et à mesure que leur production, sans être ex- posés à des températures supérieures à leur température de
<Desc/Clms Page number 2>
formation, afin d'éviter leur dissociation (cracking).
Ces conditions peuvent être réalisées dans des cornues munies intérieurement d'éléments de oaptage des gaz, et notamment dans les fours annulaires décrits dans les brevets belges n.313.198, 316.824 et 352.132 qui présentent en outre le grand avantage de permettre d'assurer dans les meilleures conditions une progressivité du chauffage.
Le problème de la distillation à basse température est toutefois extrêmement complexe et l'on a constaté que d'autres conditions doivent être remplies pour obtenir un résultat irréprochable. Il est en effet extrêmement difficile d'empê- cher le boursouflement et la désagrégation de la masse sous l'action des vapeurs et des gaz dégagés. Ce très grave incon- vénient est entièrement évité par le procédé faisant l'objet de la présente invention et suivant lequel la température de distillation est soigneusement contrôlée.
Ce procédé est basé sur l'observation qu'en raison de la très faible conductibilité calorifique du charbon, la pro- pagation de la chaleur au sein de celui-ci se fait presque uniquement par convection, c'est-à-dire par transport par les matières volatiles dégagées. suivant l'invention, la ma- tière; , en couche mince, est chauffée lentement et progressi- vement dans une cornue jusqu'à, ce que la température extérieure atteigne environ 450 C.
Cette température est alors maintenue stationnaire pendant le temps nécessaire pour assurer l'éva- cuation de tous les produits volatils dégagés, ce qui est cons- taté lorsque la température de la face opposée à la race chauf- fée a atteint pratiquement 350 C, après quoi la température extérieure peut être brusquement relevée jusqu'à, 500 ou 550 C. par exemple.
@ --
<Desc/Clms Page number 3>
La première phase, c'est-à-dire le chauffage progressif doit se faire très lentement, par exemple en élevant la tem- pérature de 25 C. tous les quarts d'heure. On obtient ainsi le cheminement à travers la masse de zones successives, de températures croissantes, de l'extérieur vers l'intérieur.Lors- que la couche extérieure atteint 100 C la vapeur d'eau commen- ce, à se dégager et cette zone de 100 chemine vers l'inté- rieur,
la vapeur d'eau se dégageant progressivement de toute la masse.La température extérieure continuant à monter cette zone est-suivie dans son cheminement vers l'intérieur par d'autres zones de plus en plus chaudes dans lesquelles les hydrocarbures se dégagent progressivement La température ex- térieure de 4500 est maintenue pendant le temps voulu pour épuiser ce dégagement dans toute la masse à distiller, c'est- à-dire jusqu'au moment où la partie la moins chaude, a atteint 350 .. La charge peut alors être défournée, après cessation des dégagements de vapeur, mais il y a avantage à élever d'abord la température jusque 500 ou 5500 afin de consolider le semi- coke et d'éviter qu'il ne colle aux parois de la cornue.
Ce chauffage peut se faire rapidement et il peut être suivi d'un refroidissement progressif, ou bien la charge peut être dé- fournée directement.
On peut employer pour le chauffage tout four à cornues permettant de régler convenablement la température. Ce réglage peut être obtenu le plus facilement et le plus économiquement dans les fours annulaires tels que ceux décrits dans les bre- vets n .313.198, 316.824 et 352.132 mentionnés ci-dessus.
Dans un four de ce type le chauffage progressif pendant la première phase peut être obtenu par la circulation des gaz de combustion utilisés pour le chauffage direct d'une ou plu-
A
<Desc/Clms Page number 4>
sieurs batteries de cornues précédentes) tandis que pendant la phase de chauffage constant les cornues sont chauffées directement,par exemple au moyen de brûleurs à gaz. Le chauf- fage peut toutefois être réalisé d'autre manière par exemple en réglant l'intensité d'un chauffage ininterrompu.
Les cornues doivent être établies de manière que les conduits d'évacuation des matières volatiles soient soustraits à l'atmosphère chauffante, Si la couche de matière n'est chauf- fée que sur une face, ces conduits se trouveront sur la face opposée, si elle est chauffée sur les deux faces, ils seront noyés dans la masse. Afin d'éviter une dépense excessive de combustible, il est essentiel que l'épaisseur de la couche de matière traitée, c'est-à-dire la distance entre la face chauf- fée et le ou les conduits d'évacuation ne dépasse pas 8 à 10 cm.
Lorsque l'opération est conduite de la manière décrite ci-dessus, on constate que l'on peut obtenir:
1.- un semi-coke (coalite) dur, compact, poreux, fa- cilement inflammable, homogène, contenant de 8 à 12% de matières volatiles et brûlant avec production de flammes cour- tes.
2.- des goudrons primaires n'ayant pas subi de cracking au cours de la distillation et entièrement exempts de poussiè- res 'de charbons.
3.- des gaz d'un pouvoir calorifique maximum, pour cha- que qualité de charbon ou de lignite distillé, ces gaz n'ayant pas subi de cracking et ne contenant aucune poussière de charbon.
<Desc / Clms Page number 1>
low temperature distillation process of bituminous coals and lignites.
The present invention relates to a process for the low temperature distillation of bituminous coals and linites with the aim of obtaining superior quality products such as semi-coke (oalite), primary tars and gas. distillation of great calorific value.
It is known that in order to ensure the agglomeration of the coal into a compact mass and to prevent the production and entrainment of dust, the layer of coal subjected to distillation must be kept immobile throughout the duration of the distillation. that the volatile products are evacuated as and when their production, without being exposed to temperatures higher than their temperature of
<Desc / Clms Page number 2>
formation, in order to avoid their dissociation (cracking).
These conditions can be achieved in retorts provided internally with gas oaptage elements, and in particular in the annular furnaces described in Belgian patents n.313,198, 316,824 and 352,132 which also have the great advantage of making it possible to ensure in the better conditions progressive heating.
The problem of low temperature distillation, however, is extremely complex and it has been found that other conditions must be met in order to obtain an irreproachable result. It is in fact extremely difficult to prevent the swelling and disintegration of the mass under the action of the vapors and gases evolved. This very serious drawback is entirely avoided by the process which is the object of the present invention and in which the distillation temperature is carefully controlled.
This process is based on the observation that due to the very low heat conductivity of coal, the propagation of heat within it takes place almost exclusively by convection, i.e. by transport. by the volatile matter released. according to the invention, the material; , in a thin layer, is heated slowly and gradually in a retort until the outside temperature reaches about 450 C.
This temperature is then kept stationary for the time necessary to ensure the evacuation of all the volatile products given off, which is noted when the temperature of the face opposite to the heated race has reached practically 350 C, after what the outside temperature can be suddenly raised up to, 500 or 550 C. for example.
@ -
<Desc / Clms Page number 3>
The first phase, that is to say the gradual heating, must be done very slowly, for example by raising the temperature by 25 C. every quarter of an hour. One thus obtains the path through the mass of successive zones, of increasing temperatures, from the outside to the inside. When the outer layer reaches 100 C, the water vapor begins to emerge and this zone of 100 goes inside,
the water vapor gradually being released from the entire mass The outside temperature continuing to rise in this zone is followed in its path towards the interior by other increasingly hot zones in which the hydrocarbons are gradually released The temperature outside 4500 is maintained for the time required to exhaust this release throughout the mass to be distilled, that is to say until the moment when the coolest part has reached 350. The load can then be discarded, after the release of steam has ceased, but it is advantageous to first raise the temperature to 500 or 5500 in order to consolidate the semicoke and prevent it from sticking to the walls of the retort.
This heating can be done quickly and it can be followed by a gradual cooling, or the load can be de-supplied directly.
Any retort furnace which allows the temperature to be properly regulated can be used for heating. This adjustment can be obtained most easily and economically in annular furnaces such as those described in the patents nos. 313.198, 316.824 and 352.132 mentioned above.
In a furnace of this type the progressive heating during the first phase can be obtained by the circulation of the combustion gases used for the direct heating of one or more.
AT
<Desc / Clms Page number 4>
previous retort batteries) while during the constant heating phase the retorts are heated directly, for example by means of gas burners. Heating can however be carried out in other ways, for example by adjusting the intensity of continuous heating.
The retorts must be established so that the evacuation ducts for volatile matter are withdrawn from the heating atmosphere. If the layer of material is heated only on one face, these ducts will be on the opposite face, if it is heated on both sides, they will be embedded in the mass. In order to avoid an excessive expenditure of fuel, it is essential that the thickness of the layer of material treated, that is to say the distance between the heated face and the exhaust duct (s) does not exceed 8 to 10 cm.
When the operation is carried out in the manner described above, it is found that it is possible to obtain:
1.- a hard, compact, porous, easily flammable, homogeneous semi-coke (coalite), containing 8 to 12% of volatile matter and burning with production of short flames.
2. Primary tars which have not undergone cracking during distillation and which are entirely free of carbon dust.
3.- gases of maximum calorific value, for each grade of coal or distilled lignite, these gases not having undergone cracking and containing no coal dust.