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"Perfectionnements aux procédés et aux appareils pour la carbonisation des combustibles"
La présente invention se rapporte à des pro- cédés et des appareils pour la carbonisation des com- bustibles et elle vise des perfectionnements dans le traitement thermique des charbons, des schistes, etc..., perfectionnements conformément auxquels des matières,
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talles,,que du charbon, sont carbonisées dans une cham- bre à parois chaudes.
La transmission de la chaleur entre les pa- rois de ladite chambre et la charge est facilitée et accélérée par le passage forcé d'un courant interne de gaz, l'opération étant habituellement conduite par 1'établissement et le maintien de plusieurs chambres de carbonisation qui sont disposées en batterie et dont les parois contiennent des carneaux. Les chambres
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sont remplies ëte carMMS - 1 1- 1-- et - y
Le chauffage primaire du système est assuré par le passage de gaz chauds autour des chambres en cours de chauffage, le chauffage secondaire étant as- suré par la circulation interne de gaz dans lesdites chambres.
L'invention se rapporte également à une bat- terie de chambres de carbonisation qui sont chauffées extérieurement et qui sont pourvues de connexions au moyen desquelles des gaz de chauffage peuvent circuler en série autour des chambres ainsi que d'autres con- nexions qui permettent de faire passer de la vapeur et des gaz à l'intérieur desdites chambres suivant un ordre voulu quelconque, ainsi qu'il sera dit plus loin.
La carbonisation économique du charbon, en même temps que le rendement le plus élevé possible, en produits de la plus grande valeur commerciale, i dans le minimum de temps et au moyen des appareils les moins coûteux et les plus simples, avec la con- sommation la plus réduite de combustibles est un pro- blème dont la solution dépend en partie de l'espèce
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de charbon traité et en partie des conditions du marché local. Au cours de la carbonisation, on peut faire va- rier beaucoup le caractère et les proportions des trois produits : le résidu solide, les produits de condensation constitués par les huiles et les goudrons condensables et, finalement, les gaz.
La présente in- vention a également pour objet un procédé de carboni- sation souple et économique que l'on peut modifier facilement pour obtenir les résultats particuliers désirés. Dans ce procédé, le chauffage interne et le chauffage externe sont combinés de manière à assurer les avantages particuliers de chacun d'eux.
Conformément à la présente invention, la carbonisation peut, à volonté, être une simple cuis- son qui produira un combustible sans fumée, relative- ment riche en matières volatiles et destiné aux foyers ouverts, ou bien, on peut pousser la carbonisation au point nécessaire pour la production de combustibles denses et durs pouvant remplacer l'anthracite. L'an- thracite a une densité égale ou supérieure à 1,3 et les nombreuses chaudières de chauffage domestique e- xistantes, ainsi que les installations de chauffage construites en vue de l'usage de l'anthracite ne fonc- tionnent pas bien avec des combustibles plus légers.
La présente invention permet, en outre, de faire varier la nature et la quantité des produits condensables en faisant varier les températures de carbonisation.
D'une manière générale, les basses tempéra- tures favorisent la production de produits aliphati- ques alors que les hautes températures favorisent la production de composés aromatiques. A des températures
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dépassant 800 à 850 , il y a une tendance/très mar- quée à la production de henzol, naphtaline, etc...
Tantôt cette production de composés aromatiques est désirable au point de vue commercial et d'autres fois elle ne l'est pas. Le présent procédé permet parfai- ' tement d'obtenir à la fois les produits de condensa- tion caractéristiques de la carbonisation à basse température et les combustibles résiduaires solides denses et durs caractéristiques de la carbonisation à haute température et, en fait, ce résultat est,ha- bituellement atteint.
Dans les procédés antérieurement en usage, de nombreux moyens ont été employée pour la distilla- tion du charbon. Certains d'entre eux impliquent l'u- sage du chauffage externe seulement tel qu'on l'ap- plique dans les cornues à gaz usuelles et dans les fours à coke, tandis que d'autres impliquent l'usage du chauffage interne comme dans beaucoup d'exemples d'installations de "distillation à basse température".
Les deux systèmes de chauffage ont leurs avantages et leurs inconvénients.
Le chauffage externe permet l'emploi d'ap- pareils peu coûteux, économiques et durables dont le fonctionnement est, dans une certaine mesure ,, sur et à l'abri de la négligence. Au cours des opérations, le fluide chauffant ne se mêle pas aux gaz contenant les goudrons ainsi que les vapeurs condensables déga- gées par le charbon et ne les dilue pas.. Ces gaz peu- vent être traités facilement et économiquement dans des systèmes de tuyaux et de condenseurs relativement petits. Mais la consommation de combustible est élevée, le combustible étant quelque peu gaspillé. Si on
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désire un travail rapide et une capacité d'appareils raisonnable, l'une des dimensions de la chambre de carbonisation doit être faible, cette dimension ne dépassant pas 45 cm, par exemple.
En mettant les choses an mieux, le chauffage externe implique l'application de températures extrê- mement élevées aux parois; et il est pratiquement né- cessaire d'installer de coûteux récupérateurs de cha- leur. Dans un appareil de chauffage externe, il est également presque impossible de réaliser un chauffage progressif et graduel du charbon et le rendement ther- mique général est diminué par le fait qu'il est prati- quement impossible de récupérer la chaleur sensible du produit chaud carbonisé.
De plus, dans les fours à chauffage externe, tels que les fours à coke ordi- naires, les goudrons et les hydro-carbures qui se dé- gagent du charbon sont crackés par suite des tempéra- tures irrégulières et non contrôlées et il en résulte que des huiles de grande valeur qu'ils contiennent sont converties en produits inférieurs tels, par exem- ple, que la paphtaline. Les produits condensables sont
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de l'espèce des "goudrons de houille". Les combusti- É'/ " ' ", $' bles résiduaires cokéfiés produits,/%it souvent -/3à4à--;+ww bles résiduaires cokéfiés souvent t/C'MM.<<<!##c--tM à' ;,!u<Ut/!1 e/,i -(/( peu de valeur marchande, en particulier,/quand on part de fines bitumineuses. La densité du coke est voisine de 0,9, ce qui l'empêche de remplacer l'anthracite dans les chaudières et appareils habituels de chauffage domestique.
Les agglomérés de charbon bitumineux dis- tillés dans des fours à chauffage externe sont gonflés et déformés à cause de l'inévitable irrégularité du chauffage, ce qui nuit à leur aspect et leurs qualités marchandes. Un autre désavantage des fours à chauffage
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externe est que le rendement thermique'du système est médiocre. Ceci est dû en premier lieu à la lenteur de la transmission de la chaleur, laquelle oblige à chauf- fer pendant très longtemps. Lorsque le charbon est distillé dans des fours à coke et transformé en une masse solide, la chaleur est principalement transmise par conduction et on doit continuer à chauffer jusqu'à ce que le milieu de la masse soit carbonisé, bien que la partie extérieure puisse être cokéfiée et prête à être retirée bien plus tôt au cours du travail.
Si de gros morceaux ou des agglomérés sont carbonisés dans des fours à chauffage externe, la chaleur est trans- mise en partie par radiation et en partie par conve- xion et par conduction. Mais, à moins que la durée du chauffage ne soit prolongée au-delà de la limite qui la rend économiquement pratique, les morceaux ou les agglomérés qui sont situés au milieu du four et loin des parois ne peuvent jamais être amenés à contenir la même faible proportion de matières volatiles que les agglomérés ou morceaux situés sur les cotés. Le produit n'est pas de'qualité uniforme. Cet inconvé- nient conduit à donner habituellement à ces fours une très faible largeur, à ne leur donner parfois que 15 à 18 centimètres de largeur.
Dans ce cas, leur capa- cité est diminuée de moitié en comparaison des fours de dimensions normales de 30 à 36 cm. Pour une instal- lation d'une capacité déterminée le prix est doublé dans le cas de fours étroits.
Les appareils à chauffago interne présentent beaucoup d'avantages, mais ceux-ci sont en partie an- nulés par certains inconvénients. Les avantages rési- dent notamment dans le fait que l'accroissement de
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température dans le système peut être rendu progressif par une disposition oonvenable des appareils en série et que le rendement thermique est bon parce que la chaleur sensible des matières traitées peut être ré- cupérée par des moyens appropriés. Dans les installa- tions à chauffage interne, le charbon peut être employé en morceaux de grosseur régulière et on peut utiliser avec avantage des agglomérés.
Aucun des morceaux de charbon ou des fragments d'agglomérés ne souffre ni d'un défaut, ni d'un excès de carbonisation parce qu'on peut faire passer le fluide chauffant réguliè- rement à travers la masse. Il en résulte l'avantage d'une carbonisation rapide et la possibilité d'utili- ser des appareils de dimensions réduites. Dans les installations à chauffage interne, le chauffage et sa progression peuvent être maintenus sous contrôle; on peut déterminer d'avance et surveiller très exactement la chaleur et la température nécessaires pour carbo- niser convenablement n'importe quelle espèce de char- bon, à n'importe quelle température.
La distillation peut être effectuée en stades distincts et relative- ment lentement avec production de ce qu'on appelle des "goudrons primaires", goudrons qui n'ont pas été dis- sociés par un chauffage trop rapide ou à une tempéra- ture trop élevée. Ces goudrons contiennent les produits de la plus haute valeur, tels que les huiles de grais- sage à base de paraffine, les huiles employées comme combustible et l'essence.
Toutefois, les installations à chauffage interne sont sujettes à certains inconvénients. Le passage d'un très grand volume de gaz de chauffage à travers la masse du combustible est nécessaire pour
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obtenir une carbonisation complète. Ces gaz se mêlent aux gaz, aux vapeurs ainsi qu'aux goudrons qui'se dé- gagent du charbon et les diluent. On ne peut récupérer les huiles et goudrons qu'en traitant le mélange dans un système coûteux et compliqué de tuyaux, de conden-; seurs et détracteurs de goudrons de grand.es dimen- sions.
On considère comme économique de construire en série les fours à chauffage interne, mais il en résul- te la nécessité de recourir à des pressions relative- ment élevées qui peuvent atteindre 0,6 à 0,8 Kg par centimètre carré. Les pressions élevées rendent néces- saire l'emploi d'un coûteux système de tuyauteries comprenant de grandes vannes et des joints très étan- ches. Dans les installations à chauffage interne, il n'est ni recommandable, ni efficace de faire passer à travers les fours les gaz produits par combustion di- recte. Un surchauffeur ou un accumulateur de chaleur sont nécessaires et ajoutent à la dépense. Les avanta- ges du chauffage interne sont nombreux et évidents ainsi que ses inconvénients.
Lorsque, pour réaliser toutes les économies possibles, on s'efforce, dans les installations de carbonisation par chauffage interne actuellement connus, de tirer avantage des nombreux perfectionnements de détail, on constate une tendance à s'écarter des systèmes courants. Chaque constructeur individuel bâtit son four suivant certains principes et il en résulte que, sous prétexte d'adopter une pré- tendue amélioration et d'obvier à certains inconvénients il s'écarte des modèles courants pour construire une pièce déterminée d'un appareil, pièce qui exige une attention et des soins spéciaux, et qui, en général, est difficile à faire fonctionner. Cette construction
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individuelle implique aussi nécessairement un prix re- lativement élevé pour chaque appareil.
La standardisa- tion constitue un avantage d'importance primordiale dans la construction d'installations de distillation de fonctionnement sûr.
En plus de leurs inconvénients particuliers, les procédés de chauffage externe et de chauffage in- terne sont sujets à des inconvénients communs. L'un des inconvénients communs aux deux types de chauffage est que les goudrons sont contenus dans un grand volume de gaz, représenté, dans le premier cas, par la totalité du gaz qui distille du charbon et, dans le second cas, par le même. gaz plus les gaz utilisés pour le chauf- fage interne qui se sont mélés au dit:, gaz.
Les goudrons ne représentant qu'une très pe- tite proportion de la masse gazeuse totale, on doit les
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7ët oondenser7!es extraire avec soin; ils ne peuvent pas s"- tre fractionnés directement pour séparer leurs divers composants. Tout le fractionnement doit être fait sépa- rément, dans des installations de distillation de gou- dron, au moyen d'une nouvelle distillation suivie d'une condensation des goudrons récupérés. Cette nouvelle dis- tillation est une cause de pertes par suite des phéno- mènes bien connus de "cracking" et de "polymérisation" de certaines huiles avec formation de produits de moin- dre valeur, principalement de brai. La double distilla- tion et la condensation de ces goudrons font monter leur teneur en brai, par exemple de 30 à 50 %, ce qui impli- que une diminution considérable de valeur marchande.
Bien que la récupération des goudrons soit plus facile dans les installations à chauffage externe en raison du fait que les gaz dégagés par le charbon ne sont pas mêlés
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aux gaz de chauffage, le volume total de gaz est trop grand pour permettre un fractionnement facile sans con- densation préalable des goudrons qu'ils contiennent et la coûteuse double distillation des goudrons reste la pratique courante. En fait, la récupération complète des produits légers très volatils, comme l'essence ou le benzol (suivant les cas) impose la dépense du la- - vage (scrubbing).
Un autre inconvénient commun aux deux procé- dés est qu'aucun d'eux n'est vraiment susceptible d'ê- tre contrôlé avec précision. Aucun des deux procédés ne permet, par exemple, d'extraire séparément du sys- tème la plus grande partie des goudrons dans un cou- rant de gaz d'une certaine nature et d'envoyer les gaz, débarrassés de goudrons, directement des fours à un gazomètre. En d'autres termes, le fractionnement du charbon n'est pas assuré scientifiquement.
La présente invention a pour objet un pro- cédé et un appareillage qui suppriment les inconvénients des fours à chauffage externe en même temps que ceux des fours à chauffage interne, qui retiennent leurs importants avantages et qui présentent certains autres avantages dont les résultats sont une carbonisation extrêmement efficace et un appareillage d'une Qonstruc- tion très peu coûteuse qui peut être standardisent dont le fonctionnement est simple et facile. Conformé- ment à l'invention, on utilise, pour chauffer le char- bon, des fours chauffés par des gaz de combustion et on fait passer ces gaz méthodiquement d'un four à l'au- tre, pour finalement les évacuer à une température simplement suffisante pour le tirage de la cheminée,.
soit par exemple à mae température dé 200 C, On réalise
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ainsi tous les avantages économiques et la simplicité des appareils à chauffage externe. Il n'est besoin ni de fortes pressions, ni d'appareils compliqués. L'ap- pareil de chauffage fonctionne par tirage naturel. Les fours individuels sont disposés en succession et cha- cun d'eux est progressivement chauffé à partir d'une basse température à une température élevée par l'or- ganisation du chauffage en série. Pour transmettre la chaleur des parois à la charge et comme moyen auxiliaire de récupération de chaleur,on'emploie un courant in- terne de gaz entièrement indépendant du précédent, en quelque sorte en série, mais, en fait, individuel pour chacun des fours en opération.
Ce gaz est composé pour partie de gaz de distillation et pour partie de vapeur.
En opérant comme il vient d'être dit, on peut assurer le chauffage progressif et régler complè- tement l'opération. En particulier, on peut diviser l'opération en plusieurs stades. Il peut y avoir trois de ces stades. Dans le premier stade au cours duquel
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la température s'élèvera jusqu'à 350" environ, il ne se îu pratiquement du charbon bitumineux ni gaz, ni vapeurs condensables. Lorsque la température passe de
350 à 500 , il y a distillation. J'est dans cet inter- valle de température que se dégage du charbon la pres- que totalité des huiles et goudrons qu'il contient tan- dis qu'il se forme peu de gaz. Au cours de ce stade de chauffage, le charbon a tendance à gonfler et à devenir plastique.
Le troisième stade de chauffage s'étend de 500 à 600 ou à 800 ou même à une température plus éle- vée (suivant la qualité et les caractéristiques du pro- duit final désiré) et, dans cet intervalle, il se dé- gage du gaz.
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Dans le dessin annexé on a représenté, à / < .M'y 4<w '<sm# titre cl e m.plë,erâins assemblages à'éléments se rapportant à la présente invention et susceptibles d'être employés pour le fonctionnement du procédé qui vient d'être exposé.
Sur ce dessin :
La figure 1 ' est une vue en plan, par en haut, d'une installation de carbonisation de douze fours marchant par paires;
La figure 2 est une perspective fragmentaire, avec coupe partielle, montrant la circulation des gaz dans le chauffage primaire et dans le chauffage secon- daire;
La figure 3 est une coupe verticale suivant la ligne III-III de la figure 1 prise dans la direc- tion des flèches et montrant l'intérieur d'un four ainsi que l'arrivée des gaz de chauffage interne; ,
La figure 4 est une vue en plan par en-des- sous de la dite installation;
La figure 5 est une coupe verticale prati- quée suivant la ligne V-V de la figure 1 et prise dans la direction des flèches, ladite coupe montrant les carneaux dans un four individuel;
La figure 6 est une coupe partielle horizon- tale suivant la ligne VI-VI de la figure 5 prise dans la direction des flèches et montrant la circulation
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interne, en série, dans quatre chambres successives; La figure 7 sst ertzs.7.s rompue le long de la ligne VII-VII de la figure 5 on regardant dans la direction des flèches;
Là figure 8 est un schéma de l'écoulement des fluides montrant .les diverses circulations;
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La figure 9 enfin montre un autre mode d'e- xécution de la présente invention dans lequel combinée le chauffage externe et le chauffage interne, mais dans l/quel les gaz appliqués au chauffage ex- terne circulent en parallèle au lieu de circuler en série.
Le système de carbonisation indiqué comprend douze chambres individuelles désignées par 1 à 12 in- clusivement, assemblées en batterie (voir figure 1) et pourvues de connexions au moyen desquelles un nom- bre pair quelconque d'unités peuvent être chauffées en série par le passage de gaz chauds autour des cham- bres. Les gaz chauds proviennent d'une source conve- nable 13 (figure 7) de flammes et de gaz de combustion.
Une chambre individuelle est montrée en coupe dans la figure 3. Cette chambre comporte un fond 14 incliné à peu près à l'angle de repos des matières à traiter et un toit 15 parallèle au fond. La chambre a une por- te postérieure 16 et une porte antérieure 17 munie de la charnière 18. Ces portes se ferment comme les por- tes ordinaires des fours à coke à récupération. Elles comportent des grilles 19 dont les barreaux sont suf- fisamment rapprochées pour empêcher le passage des matières à traiter. Un espace est réservé entre le fond de la porte et la grille de barreaux pour per- à mettre le passage des gaz d chauffage interne.
Des boulets, ou des charbons sous d'autres formes, peuvent être chargés dans la chambre ci-dessus décrite au moyen de la trémie 20 alimentée par le wagon de char- bon 21. Au milieu de la porte postérieure de chaque chambre impaire est prévu un passage 22 conduisant à deux collecteurs 23 et 24 par l'intermédiaire de
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raccords 25 et 26. Ces collecteurs amènent la vapeur et les gaz qu'on doit ;faire passer à travers la cham- bre comme décrit ci-après. A l'extrémité opposée de la chambre,la paroi comprise entre un four impair et le four pair suivant présente des orifices 40 qui sont toujours ouverts et qui permettent aux gaz de chauffage interne de passer d'une chambre à l'autre et de revenir vers la porte postérieure d'un four pair.
Celle-ci présente un passage 27, conduisant aux collecte-tirs 28 et 29, par l'intermédiaire des raccords 30 et 31. Ces collecteurs 28 et 29 servent à évacuer vers le condensateur et vers le gazomètre les ,gaz et la vapeur chargés de goudron ou des produits de réac- tion de la chambre particulière avec laquelle ils sont en communication. D.'autre part, le passage 27, d'une chambre paire peut être mis en communication avec le passage 22 de la chambre impaire suivante par l'intermédiaire d'un raccord 32 muni d'une vanne 33.
Le passage 27 de la chambre 12est raccordé à un tuyau de retour 34 muni d'une vanne 35 pour le cas où on dé- sirerait faire retourner les gaz d chauffage interne du four 12 au four 1. Les raccords 25, 26, 30 et 31 sont munis de vannes 36, 37, 38 et 39. Cet arrangement (voir figure 6) permet le passage ou la distribution de vapeur ou de gaz provenant des collecteurs 23 et 24 à travers les éléments suivants : les raccords 25 et 26; le passage 22; la porte 16 d'une chambre impai-
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re; les barreaux de grille 19; la charge de ladite cham- - 4e 3' 1-7 bre impaire la @h#l%Î# àQ les orifices 40; la grille antérieure de la chambre paire suivante;la charge de cette chambre paire; la porte 16 de la même chambre; le passage 27;
le raccord 32; le passage 22 et la porte
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16 de la chambre impaire suivante, cette organisation permettant l'acheminement de ces gaz ou de ces vapeurs vers une nouvelle charge impaire, comme l'indique la figure 6. Finalement, les gaz ou la vapeur de ohauf- fage interne sortant d'un four pair sont évacués par les collecteurs 28 ou 29. Sur la figure 2, la circula- tion des gaz interne est représentée par les lignes en traits mixtes ! terminées par des flèches.
On voit que, grâce à l'organisation décrite, les gaz arrivant par exemple par le collecteur 23 ou la vapeur arrivant par exemple par le collecteur 24 et provenant d'une source (non représentée) peuvent être admis dans n'importe quelle chambre impaire lors- qu'on dispose convenablement les vannes et que les gaz ou la vapeur peuvent être dirigés à travers ce four et à travers le four pair suivant et, de là, vers le pas- sage 27 pour être évacués par le collecteur convenable 28 ou 29. Cependant, si l'on désire envoyer ces gaz dans la chambre impaire suivante de la batterie, la vanne 33 dans le raccord 32 peut être ouverte et les vannes 38 et 39 dans les raccords 30 et 31 peuvent ê- tre fermées.
Dans ce cas, les gaz, après avoir passé par deux chambres, doivent passer encore à travers les deux chambres suivantes et ensuite se diriger, soit vers la sortie, soit vers deux nouvelles chambres sui- vantes.
Le chauffage externe des chambres est assuré par les moyens suivants (voir principalement figures 7 et 1) :
Un collecteur 41 est en communication avec
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une source de gaz de chauffage 13 Ce collecteur d'a- menée présente sept qui sont pourvues de
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vannes et qui conduisent au sommet de gauche des cham- bres impaires ainsi qu'au sommet de droite de la der- nière chambre, désignée par 12 Des raccords 43 met- tent lesdites dérivations en communication avec des carneaux 44 ménagés à l'intérieur des parois des cham- bres. Cette disposition est clairement montrée dans les figures 1, 2, 5 et 7. Chaque raccord 43 est pourvu ' d'un registre pour le réglage de l'arrivée des gaz.
On peut faire passer le gaz vers le bas à travers les carneaux verticaux 44 et puis à travers les carneaux horizontaux 45; on peut le diriger à partir de là, vers le haut, par les carneaux 44 de la paroi suivante de la batterie, chaque chambre se trouvant ainsi chauf- fée extérieurement. Si l'on désire évacuer les gaz à un point quelconque après qu'ils ont passé à travers un carneau 44, on peut les conduire à travers des' tuyaux inférieurs 46 pourvus de vannes 47, Ces tuyaux 46 conduisent aux embranchements 48 et de là au collec- teur d'exhaure 49 qui conduit lesdits gaz à la chemi- née (non représentée).
Conformément à la disposition de la figure 7, les gaz du chauffage externe qui pro- viennent du foyer 13 par!le collecteur 41, par les embranchements 42, par les raccords 43 et par les car.-- neaux 44 vont, soit vers le collecteur d'exhaure 49 et vers la cheminée, soit vers la chambre suivante de la batterie, suivant la position des vannes 47 et des papillons 50.
Pour renvoyer 'les gaz de chauffage externe à la première chambre, on relie l'embranchement 48 de la dernière chambre à l'embranchement 42 de la première chambre au moyen d'un tuyau 51 pourvu d'une vanne' 52.
Conformément à l'organisation décrite, on'
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verra qu'il est possible d'effectuer le chantage externe ainsi que le chauffage interne de n'importe quel groupe de deux chambres ou d'un nombre pair de chambres successives en série, les groupes de chambres ainsi chauffées étant changés, à mesure que l'opération s'avance. De même, au moyen des connexions déjà décrites, tant pour le chauffage interne que pour le chauffage externe, on peut grouper les dernières chambres de la batterie avec les premières.
Le schéma de circulation de la figure 8 repré- sente une installation type fonctionnant comme il a été dit plus haut et carbonisant des agglomérés de charbons
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/qg¯ , J J, bitumineux pour en tirer un produit destiné à remplacer 1:1::!::i-:;!J:;L"1.:rt:; l'anthracite et des "goudrons de basse température".Pour :t accroître sa densité et sa dureté, on finit le combustible J; .-w.#h /hl it 15 à une température dtenviron 750. dans une atmosphère de gaz de distillation contenant du méthane et dtautres hy- drocarbures lesquels forment des dépôts de carbone dur dans les pores et à la surface dudit charbon.
Au cours du stade où les vapeurs condensables se dégagent du charbon, on emploie un courant de vapeur au lieu d'un courant de gaz, ce qui facilité la distillation des produits conden- sables, évite la décomposition (cracking et polymérisation) des huiles de valeur et permet la condensation fractionnée des vapeurs condensables, avec récupération séparée des huiles lourdes et des huiles légères. Le lavage (scrubbing) pour la récupération de l'essence cesse d'être nécassaire.
Les gaz permanents résiduaires qui franchissent le conden- seur sont riches en éthylène et en propylène et peuvent ê- tre employés utilement à la fabrication des chlorhydrines, glycols, alcools, etc...
Le schéma de circulation montre le fonctionnement d'une batterie de douze fours marchant par paires dans la-
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quelle, au moment considéré, les fours 7 et 8 sont hors circuit pour déchargement et rechargement; les fours 9 et 10 sont en cours de refroidissement, les fours 11 et 12 étant chauffés à la température maxi- mum; On voit que,sur les douze fours en circuit,les gaz de combustion qui assurent(le chauffage externe circulent dans les parois de huit fours en série. La ligne supérieure porte des flèches qui montrent la circulation de çes gaz de combustion se dirigeant vers la cheminée. La ligne inférieure porte des flè- ches qui montrent le chemin parcouru par les gaz de chauffage interne au même moment.
Des gaz provenant du gazomètre passent successivement à travers les chambres 9 et 10, refroidissant leur contenu et récu- pérant de la chaleur, puis, à travers les chambres 11, 12, 1 et 2 où ils régularisent l'apport de cha- leur provenant du chauffage externe. L'opération dans ces chambres chaudes fournit un surplus de gaz de distillation qui sont envoyés au gazomètre ou brûlés directement dans le foyer 13.
Dans les quatre chambres où le charbon se trouve au stade de chauffage préalable et de dégage- ment de goudron, la circulation interne est réalisée par un courant de vapeur surchauffée passant succes- sivement à travers les fours 3, 4, 5 et 6.
Dans l'opération décrite sur le schéma, l'un des produits est un anthracite dense et dur. Lorsque l'on désire employer le procédé pour des matières tellos que des charbons non gonflants qu'on peut chauf- fer très rapidement, il n'est pas absolument néces- saire de recourir au chauffage en série. La figure 9 montre une disposition de fours où la combinaison du
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chauffage interne et du chauffage externe/est réalisée d'une manière plus simple.
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Les gaz de chauffage externe provenant du foyer 13 sont amenés par le collecteur 41 et 7¯ 42. Ils se divisent en deux courants qui chauffent respectivement les deux carneaux 44 situés à droite et à gauche du four impair. Les deux courants se réunissent
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de nouveau en un seul dans les tuyaux 46 ainsi que dans 1e et sont évacués, par le collecteur 49, vers un récupérateur de chaleur et vers la cheminée.
La température des carneaux des fours est maintenue ainsi à peu près constante et on assure la régularisa- tion voulue de cette température au moyen d'un léger courant interne de gaz entrant par le four impair et sortant par le four pair, comme précédemment. La bat- terie ainsi constituée se compose d'un nombre quelcon- que de paires de fours juxtaposés, mais indépendants les uns des autres.
Sur les figures et le schéma de circulation du dessin annexé, on a montré uns installation disposée en ligne droite, cette disposition étant désirable en raison de l'emploi des mécanismes transporteurs. La construction du nombre d'unités que l'on désire dans la disposition souhaitée est évidemment une simple question de pratique mécanique courante.
Par exemple, si l'on construit une installa- tion de cinq batteries, on peut connecter ensemble les cinq batteries, en ligne droite, les unes à côté des autres et l'individualité de chacune d'elles se fond dans le système qui apparaît, après chacune des opéra- tions de déchargement, comme si chacune des cinq batte- ries s'était déplacée de deux chambres vers la droite.
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Si l'on veut installer dix batteries, la longueur des tuyaux de retour pour les gaz de chauffa- ge devient un inconvénient. Dans ce cas, il est avanta- geux de disposer les batteries en deux groupes de cinq se faisant face leur contenu étant déchargé ;au milieu et on connecte ensemble les deux groupes, à chaque ex- trémité, de manière qu'ils fonctionnent en cycle fermé.
On peut rendre le travail automatique, ou à peu près. automatique,en reliant les différents registres et les différentes vannes par des engrenages, ou tous autres moyens appropriés, de telle sorte qu'on puisse les régler à partir d'un poste de commandement.
L'installation représentée plus particuliè- rement par le schéma de circulation du dessin annexé est établie de cette manière.
Bien qu'on ait indiqué l'emploi de gaz de combustion comme source de chauffage primaire ou ex- terne, le chauffage électrique peut y être substitué dans des circonstances spéciales et plus particuliè- rement quand on utilise d'une autre façon les gaz pro- duits par distillation dans les fours 11, 12,let 2.
Toutefois, lorsque les gaz qui se dégagent doivent être employés ailleurs, le fluide chauffant peut aussi être fourni par des combustibles solides ou liquides peu coûteux. Dans le schéma de circulation représenté, les principaux points de production de gaz distillés sont les fours 11, 12, 1 et 2. On trouve du méthane et d'autres hydrocarbures dans les gaz qui quittent les fours 1 et 2 et qui, de là, se rendent au gazo- mètre. Mais le gaz qui provient du four 12 et qu'on dirige bers les fours 1 et 2 est constitué principa- lement par de l'hydrogène en raison du fait que le
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méthane et les autres hydrocarbures sont crackés dans les chambres 11 et 12 dont la température est la plus élevée.
Si, pour une raison quelconque, on désire de l'hydrogène comme sous-produit, on peut prélever entre les fours 12 et 1 une partie des gaz qui pro- viennent de la chambre 12. Le mélange d'hydrocarbures et d'hydrogène provenant des fours 11 et 12 est ex- ceptionnellement efficace pour le refroidissement et le chauffage en raison de la présence de l'hydrogène.
Bien que, dans ce qui précède, il soit ques- tion plus particulièrement de charbon bitumineux, le présent procédé est également applicable à divers semi-anthracites, lignites, etc... Dans le cas des lignites, les chambres de chauffage préalable 5 et 6 du schéma de circulation peuvent servir pour le sé- chage. Le procédé est applicable au traitement des charbons qui ne peuvent être ni directement agglomé- rés ni traités en morceaux, soit à cause de leur fu- sibilité, soit à cause de leur gonflement. Ces char- bons peuvent être mélangés avec du semi-coke, des fi- nes d'anthracite, etc...
Lorsqu'un liant est nécessaire pour agglomé- rer des matières destinées à être traitées conformé- ment au présent procédé, on peut utiliser un liant usuel quelconque tel que le brai provenant du procédé sus-indiqué lui-même, l'asphalte, les huiles résiduai- res, etc..., ou bien des liants tels que le sulfite de cellulose.
Pour la construction des chambres de carbo- nisation qui font l'objet de la présente invention, on peut utiliser n'importe quels matériaux convenables.
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Lorsque les limites de température ne sont pas supé- rieures à celles qu'on vient d'indiquer on se sert de fonte.
Les températures indiquées sur le schéma de circulation sont lestempératures maxima atteintes dans les chambres, la température dans les carneaux étant toujours un peu plus élevée. Par exemple, lors- que la température des agglomérés atteint 700 C, la température dans les carneaux peut atteindre 750 à 800 0. La vapeur envoyée dans le système est suffi- samment surchauffée pour ne pas refroidir le charbon.
Aux températures indiquées dans le schéma de circula- tion, cette vapeur n'est pas réduite, la réaction en vertu de laquelle se produit le gaz à l'eau ne s'ac- complissant qu'à des températures plus élevées.
Toutefois, lorsqu'on distille des schistes bitumineux contenant du carbone fixe, on emploie un peu de vapeur dans les chambres de chauffage maximum, pour faciliter la récupération de l'ammoniaque et, dans ces chambres, on maintient des températures suf- fisamment élevées pour que la réaction du gaz à l'eau ait lieu, c;'est-à-dire pour que la vapeur doit réduite avec formation d'hydrogène et d'oxyde de c arbone.
Le présent appareillage et le présent pro- cédé sont parfaitement applicables au traitement des schistes bitumineux, des schistes carbonifères, des calcaires asphaltiques, etc...
On peut traiter, conformément au présent procédé, n'importe quelle matière solide dégageant des produits volatils par carbonisation.