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" PROCEDE ET INSTALLATION POUR LA DISTILLATION DE HOUILLE ET DE GOUDRON ET LA PRODUCTION DE COKE. "
La présente invention concerne la distillation d'un mélange de goudron et de houille et la conduite d'une installation de distillation de houille dans laquelle du goudron, récupéré des gaz provenant de certains, ou de la totalité, des fours ou cornues est ramené aux mêmes fours ou cornues, ou à d'autres, et soumis dans ceux-ci à une dis- tillation en mélange avec de la houille. Uinvention comprend tant le procédé que l'appareil, ou installation, pour sa mise en pratique.
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Suivant ltinvention, on mélange du goudron avec la houille chargée dans un four à coke, ou une cornue à gaz, avant que l'opération de cokéfaction dans le four ou cornue ait progressé à un degré considérable. On peut mélanger le goudron à la houille avant de charger celle-ci dans le four en cours de chargement, comme en mélangeant le goudron et la houille avant de charger celle-ci dans le wagonnet. On chargera ensuite le goudron et la houille, en même temps, dans le four au moyen du wagonnet et cette fa- çon de charger le four est particulièrement avantageuse lorsqu'on désire une distribution sensiblement uniforme du goudron dans toute la charge de houille et lorsque le goudron est sensiblement exempt de constituants à point d'ébullition relativement bas.
Le wagonnet peut être équipé avec un ou plusieurs réservoirs à goudron dont chacun peut être muni d'une conduite d'alimentation, de façon que du goudron puisse être fourni au four ou à la cornue à travers les trous de chargement, simultanément avec le chargement de la houil- le du wagonnet dans le four ou cornue. Lorsque le goudron et la houille ne sont pas mélangés avant d'être chargés dans le four, on peut, avec avantage, verser sur le fond du four ou cornue une couche de houille, par exemple, une couche de vingt à quarante centimètres d'épaisseur, et verser sur cette couche un mélange du goudron et de la houille, afin d'empêcher une décomposition excessive du gou- dron, et une trop forte production d'écume, par contact avec la sole fortement chauffée du four ou cornue.
On peut encore mélanger le goudron avec la houille après -que celle-ci a été chargée dans le four, comme en l'introduisant au moyen de lances poussées dans l'intérieur de la charge après que toute la houille a été versée dans le four et avant que la cokéfaction de la houille ait com- mencé à un grand degré. On peut introduire les lances dans le four à travers des trous ménagés dans les couvercles
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des trous de chargement, ou à travers des petits trous prévus dans les portes du four, ou à travers la porte de nivellement. En ajoutant le goudron au moyen de lances, de cette manière, on peut contrôler plus ou moins la distribution du goudron à travers la houille ; par exemple: on peut ajouter au centre de la charge de houille une quantité de goudron plus grande que celle ajoutée autour des bords de cette charge.
Cela peut être avantageux, puisque le chauffage de la charge de houille n'est pas uniforme.
En maintenant ainsi le goudron à une distance considérable, des parois extrêmement chaudes du four, on diminue une décomposition thermique des constituants du goudron et on augmente, par conséquent, le rendement en huiles. Le goudron peut, de même, être ajouté à la houille quelque temps après que celle-ci a été chargée et avant que la portion centrale de la charge de houille ait commencé à se cokéfier. On peut introduire facilement le goudron au moyen de lances qu'on fait descendre dans la houille ou que l'on enfonce, aux extrémités, à travers des ouvertures existant dans les portes du four.
On peut, selon l'invention, employer du goudron de houille provenant d'une source quelconque ; il est préférable de mélanger avec la houillelans la totalité ou une partie des fours ou cornues de la batterie, du goudron produit à la batterie même, et de l'y distiller.
De cette manière, le condensé que l'on récupère directement des gaz, et qui ne peut être mis sur le marché dans l'état dans lequel on le récupère normalement, peut être mélangé avec la houille dans une partie des fours ou cornues de la batterie et y être soumis à une distillation, avec enri- chissement simultanét-t"?'' des gaz en huile condensable, pour produire d'autres condensés et on conduit de préférence l'opération de façon qu'une partie du condensé récupéré directement des gaz enrichis puisse être mise directement sur le marché, comme en produisant directement une huile
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convenable pour une composition pour créosotage, ou des huiles propres, etc..
Le mot "goudron" tel qu'il est employé ici, est destiné à englober le goudron brut, ou le goudron déshydraté, ou le goudron débarrassé des huiles légères, par exemple : semi-poix d'où une portion des constituants plus volatils a été enlevée.
Dans la marche ordinaire d'une batterie de fours à coke, les gaz chauds, de distillation de houille, provenant d'un certain nombre des fours ou cornues sont recueillis dans un collecteur de gaz et y sont soumis à un refroidis- sement réglé. Le goudron lourd se sépare des gaz dans ce collecteur. Les gaz partiellement refroidis passent ensuite à un système de condensation où le goudron plus léger-ou les huiles goudronneuses s'en séparent. Selon l'invention, on peut mélanger à la houille du goudron total, comprenant le goudron plus lourd et le goudron plus léger; ou bien on peut ne mélanger avec la houille que le goudron plus lourd ou que le goudron plus léger et le soumettre à une distillation, ensemble avec la houille, dans un ou plusieurs des fours ou cornues.
Suivant une façon préférée de conduire une batterie de fours à coke conformément à l'invention, on mélange , le goudron plus lourd, recueilli des collecteurs de la totalité ou d'une partie de la batterie, avec la houille chargée dans une portion des fours de la batterie, comme par exemple tous les fours reliés à un des collecteurs dans une batterie ayant deux ou trois collecteurs tous reliés avecapproximativement le même nombre de fours.
On fait passer les gaz résultant de la distillation du mélan- ge de goudron et de houille dans ces fours à travers un collecteur et on les y soumet à un refroidissement partiel ; puis on les mélange avec les gaz de fours à coke ordinaires provenant de l'un ou des deux autres collecteurs de la batterie et on refroidit l'es gaz combinés pour produire une
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huile goudronneuse qui peut être convenable pour être utilisée directement comme composition pour créosotage.
On peut régler dans une certaine mesure la composition de cette huile goudronneuse en réglant la température à laquelle les gaz sont refroidis dans les collecteurs. Le refroidissement auquel les gaz sont soumis détermine la gamme de points d'ébullition du goudron plus lourd qui est rejeté dans le collecteur et éventuellement mélangé avec la houille chargée dans les fours, et il règle également la gamme de points d'ébullition des huiles auxquelles il est permis de passer, sous forme de vapeurs, du collec- teur au système de condensation. En tout cas, on doit con- duire les collecteurs de façon à empêcher l'accumulation de poix et la formation indésirable de coke dans les collecteurs.
Dans une marche de batterie de ce type, les fours dans lesquels le mélange de houille et de goudron est chargé n'ont pas nécessairement besoin d'être tous reliés qu même collecteur. Des fours quelconques peuvent être chargés d'un mélange de houille et de goudron. Dans le cas où les gaz résultant de la distillation de houille et de goudron doivent être traités différemment des autres gaz, on relie de préférence tous les fours ainsi chargés au même collecteur et lorsqu'on ne charge du goudron que dans un petit nombre de fours, on peut, dans certains cas, prévoir avec avantage, à cet effet, un court collecteur distinct.
Dans une batterie, comprenant des fours reliés avec deux ou trois collecteurs, dans laquelle du goudron est mélangé avec de la houille dans ceux des fours qui sont reliés à l'un des collecteurs, ce dernier peut être isolé de façon que les gaz et vapeurs provenant de ces fours passent au système de condensation sans être soumis au refroidissement 'emportant usuel, afin de produire dans le système de condensation un goudron contenant les huiles
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à. point dtébullition plus élevé et les constituants goudron- neux et poisseux qui se condensent ordinairement dans le collecteur, ainsi que les vapeurs et produits de décompo- sition à point d'ébullition plus élevé résultant de la distillation du goudron dans ces fours.
Le goudron obtenu des gaz résultant de la distil- lation d'un mélange de goudron et de houille diffère du goudron de houille ordinaire, puisqu'une proportion considérable des constituants du goudron, comprenant des constituants à point d'ébullition plus élevée sont décomposés au cours de la distillation et convertis en coke. Les produits de décomposition volatils et gazeux sortent du four ou cornue avec les gaz de distillation de houille et, lors du refroidissement, les constituants condensables présents dans ces produits de décomposition se séparent des gaz avec des constituants condensables résultant de la distillation de la houille.
Les constituants volatils peuvent être soumis à une décomposition en passant à travers l'espace à gaz ou à vapeurs de la chambre de cokéfaction et tout résidu carbonàcé formé, qui est entraîné avec les gaz et recueilli avec le condensé, sera ajouté au carbone insoluble et libre présent dans le goudron résultant de la distillation de houille et formera avec lui le carbone insoluble et libre du condensé mixte ainsi produit.
Des compositions pour créosotage varient quelque peu comme composition et sont ordinairement préparées conformément aux spécifications du consommateur. Les huiles goudronneuses habituellement récupérées à une installation de fours à coke contiennent beaucoup trop de carbone libre pour satisfaire aux spécifications ordihaires. En mélangeant avec ces huiles goudronneuses les huiles goudronneuses provenant des gaz produits par la distillation d'un mélange de houille et de goudron, et plus particulièrement après
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que ces gaz ont été tout d'abord soumis à un refroidisse- ment partiel dans un collecteur, on peut produire une huile goudronneuse mixte dont la teneur en carbone libre est inférieure à celle des huiles goudronneuses ordinaires et qui sera conforme aux spécifications de compositions pour créosotage.
Dans le cas où l'on désire des huiles propres à une installation de distillation de houille, on peut distiller le goudron produit par refroidissement des gaz provenant dtune portion des fours ou cornues, en mélange avec de la houille, dans d'autres fours ou cornues et on peut nettoyer à une température élevée les gaz provenant de cette distillation de houille et de goudron, de sorte qu'en refroidissant les gaz propres on obtiendra directe- ment des huiles propres. Le goudron lourd ou poix qui se sépare dans l'opération de nettoyage peut être recueilli comme un produit distinct; ou bien on peut le distiller dans un ou plusieurs des fours ou cornues, en mélange avec de la houille avec ou sans addition de goudron à celle-ci.
Pour nettoyer ces gaz, on peut prévoir un précipitateur électrique et, dans le cas où le nettoyage s'effectue à une température si élevée que le précipité tend à être cokéfié sur les électrodes collectrices par les gaz chauds, on peut laver ces électrodes avec du goudron ou de la poix, ou prévoir d'autres moyens pour tenir les électrodes propres. Au lieu d'employer un précipitateur électrique pour nettoyer les gaz, on peut nettoyer ceux-ci à haute température par une pulvérisation intense de poix chaude, dans un laveur à poix chaude.
Sur les dessins ci-joints, qui représentent une forme d'exécution à laquelle l'invention n'est d'ailleurs pas limitée:
Fig. 1 est un plan d'une installation de fours à
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coke équipée pour la mise en pratique de cette invention;
Fig. 2 est une élévation de l'appareil représenté à la fig. 1 et Fig. 3 est une de côté du wagonnet.
5, désigne une batterie de fours à coke ordinaire, équipée avec deux collecteurs 6 et 7. Chaque collecteur est relié avec à peu près la moitié du nombre des fours de la batterie par des conduites montantes 8. et des cols de cygne 9. Des dispositifs pulvérisateurs, 10 et 11, sont prévus dans les cols de cygne et les collecteurs pour pulvériser des eaux ammoniacales dans les gaz. Les gaz provenant des fours passent, par les conduites montantes et les cols de cygne, au collecteur et de là, par les boîtes centrales 12 et 13 et les conduites transversales 14 et 15, aux condenseurs 16 et 17.
Suivant la façon de procéder préférée, représentée sur les dessins, pour la mise en pratique de l'invention, on charge de la houille dans la moitié des fours de la batterie, c'est-à-dire dans les fours reliés au collecteur 7, et on charge de la houille et du goudron dans les fours reliés au collecteur 6. Les gaz chauds, de distillation de houille, provenant de ceux. des fours qui ont été chargés de houille passent, par les conduites montantes, le collecteur 7 et la conduite transversale 15, aux condenseurs 16 et 17, Dans le collecteur 7, des eaux ammoniacales sont pulvérisées dans les gaz et l'on soutire de la façon usuel- le, par la boîte centrale 13 et le décanteur 20, le goudron qui se condense, ainsi que les eaux ammoniacales non volatilisées.
Les eaux ammoniacales sont séparées dans le réservoir 21 et le goudron lourd est recueilli séparément dans le réservoir 22.
Les gaz résultant de la distillation de houille et de goudron dans l'autre moitié des fours sont soumis à une pulvérisation avec des eaux ammoniacales dans le collec-
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teur 6 et le goudron lourd ainsi que les eaux ammoniacales sont retirés de la boîte centrale 12 de ce collecteur au décanteur 23. De ce dernier, les eaux ammoniacales sont recueillies dans le réservoir 24 et le goudron est recueil- li dans le réservoir ' 25.
Le goudron lourd provenant du réservoir 22 et le goudron lourd provenant du réservoir 25 sont mélangés dans le réservoir 26 et on mélange ce goudron lourd avec la houille chargée dans les fours reliés au collecteur 6, Ce goudron peut être pompé dans une trémie pour être mélangé avec la houille provenant de celle-ci avant le chargement de cette houille dans les wagonnets ; oubien on peut le pomper dans des réservoirs installés sur ces wagonnets; ou bien encore on peut le pomper à travers des lances intro- duites dans la houille après chargement de celle-ci dans les fours ; bien, enfin, on peut mélanger le goudron avec la houille d'une manière convenable quelconque avant que l'opération de cokéfaction commence.
Suivant la disposition préférée, représentée sur les dessins, le goudron est pompé dans un ou plusieurs réservoirs situés sur le wagonnet 30. Ces wagonnets portent des trémies ouille, 31, en nombre égal à celui des trous de chargement 32 des fours. Sur les dessins, quatre trous de chargement sont représentés et quatre trémies 31 sont représentées sur le wagonnet. Les dessins représentent quatre réservoirs individuels, 33, pour contenir le goudron.
Chaque réservoir est pourvu d'un tuyau d'alimentation 34 pour admettre le goudron au trou de chargement 32, en même temps que la houille est chargée par celui-ci.
Pour charger un four, on amène en le faisant rouler sur les rails 35, le wagonnet (avec la charge voulue de houille dans les trémies et la quantité désirée de goudron lourd fournie du réservoir 26, par la tuyauterie 27, aux réservoirs plus petits 33) en position au-dessus des
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trous de chargement 32 du four à charger. On ouvre ensuite les valves ou portes 36, au fond des trémies 31, et on charge la houille dans le four. Selon la manière préférée de verser la houille et le goudron dans le four, on verse d'abord sur le fond du four une couche de houille avant d'admettre du goudron à ce four. On ouvre par conséquent d'abord les valves 36 et,on verse dans les fours une certai- ne quantité de houille avant d'ouvrir les valves 37 pour admettre du goudron, par les tuyaux 34, dans les trous de chargement 32.
Le goudron se mélange avec la houille à mesure qu'elle pénètre dans les fours et y est ainsi mélangé en telle proportion qu'il est absorbé ou adsorbé sur la surface de la houille, de façon qu'il n'en coulera pas une quantité inadmissible de la masse de houille sur la sole du four.
Les gaz chauds de distillation de la houille, après avoir quitté le collecteur 7, passent par la conduite transversale 15 aux condenseurs 16 'et 17. Les gaz de dis- tillation chauds résultant de la distillation du goudron et de la houille, après avoir subi un refroidissement par- tiel dans le collecteur 6, passent par la conduite trans- versale 14 aux mêmes condenseurs 16 et 17. On règle le re- froidissement dans les collecteurs$ en ajustant les valves
10 et 11, de façon que des constituants qu'on ne désire pas avoir dans le condensé produit dans les condenseurs
16 et 17, soient rejetés des gaz dans les collecteurs pour être chargés dans les fours, en mélange avec la houille, et y être soumis à une distillation destructive.
En réglant le refroidissement dans les condenseurs 16 et 17, on peut récupérés séparément des fractions d'huiles goudronneuses bouillant aux températures désirées. On effectue.avantageu- sement le refroidissement par pulvérisation avec des eaux ammoniacales. Les eaux ammoniacales et les huiles goudron- neuses provenant des condenseurs distincts sont soutirées dans les décanteurs d'où l'on recueille, ensemble ou sépa-
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rément, les produits d'huiles goudronneuses désirés dans les réservoirs 28 et 29, selon qu'on le désire.
Pour obte- nir une composition pour créosotage, on règle avantageuse- ment le refroidissement de façon à obtenir directement dans le réservoir 28 une huile goudronneuse du point d'ébullition désiré, et des huiles goudronneuses de points d'ébullition plus bas que ceux désirables dans une composition pour créosotage seront alors recueillies dans le réservoir 29.
L'invention envisage de mélanger du goudron avec la houille en quantité égale à deux à quatre pour cent du poids de la houille, selon la grosseur des particules de houille et leur porosité et selon la nature du goudron.
Le pourcentage de goudron ajouté peut cependant, dans bien des cas, dépasser beaucoup 4 % et atteindre par exemple jusqu'à 10 % du poids de la houille. Le goudron total récupéré des gaz d'une batterie de fours à coke qui est conduite de la façon usuelle peut monter à environ 4 %, en poids, de la charge de houille. Le goudron lourd qui est rejeté dans les collecteurs peut s'élever à environ 2 1/2 %, en poids, de la houille chargée dans les fours.
Si l'on ne mélange avec la houille dont on charge les fours que le goudron lourd provenant des collecteurs, comme c'est envisagé dans l'exemple spécifique donné en connexité avec les dessins, on peut employer moins de la moitié des fours pour la distillation du goudron en mélange avec la houille, sans ajouter à la houille une quantité de goudron %elle que cela risque de causer des ennuis du fait du coulage de goudron sur la sole du four. Si l'on charge dans les fours tout le goudron, c'est-à-dire tant le goudron lourd que le goudron léger, on doit mélanger le goudron avec de la houille dans plus que cette portion des fours.
La quantité de goudron produite par la distillation de houille varie selon la nature de la houille et la matière de la 'distillation et, par conséquent, on peut faire
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varier ces chiffres selon que les circonstances le dictent à l'homme du métier. Les chiffres donnés ici sont basés sur une opération de distillation de houille dans laquelle on obtient environ 36 litres de goudron par tonne de houille et ou environ 65 % du goudron est récupéré dans le collecteur. En réglant le degré de pulvérisation dans les collecteurs, comme en ajustant les valves 10 et 11, on peut faire varier le degré de refroidissement effectué dans les collecteurs; la quantité de goudron lourd récupé- rée des collecteurs variera en conséquence et on devra éga- lement modifier, pour se conformer à cela, la marche sus- esquissée.
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"PROCESS AND PLANT FOR COAL AND TAR DISTILLATION AND COKE PRODUCTION."
The present invention relates to the distillation of a mixture of tar and coal and to the operation of a coal distillation plant in which the tar, recovered from the gases originating from some or all of the furnaces or retorts is returned to the same furnaces or retorts, or to others, and subjected in them to a distillation in admixture with coal. The invention includes both the method and the apparatus, or plant, for its practice.
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According to the invention, tar is mixed with the coal charged in a coke oven, or a gas retort, before the coking operation in the oven or retort has progressed to a considerable degree. The tar can be mixed with the coal before loading it into the kiln being loaded, such as by mixing the tar and the coal before loading the coal into the cart. The tar and coal will then be loaded simultaneously into the kiln by means of the cart and this manner of charging the kiln is particularly advantageous when a substantially uniform distribution of the tar is desired throughout the coal charge and when the tar is substantially free of relatively low boiling point constituents.
The cart can be fitted with one or more tar tanks each of which can be provided with a feed line, so that tar can be supplied to the furnace or retort through the loading holes, simultaneously with the loading. of the oil from the cart into the furnace or retort. When the tar and coal are not mixed before being loaded into the kiln, it is advantageously possible to pour on the bottom of the kiln or retort a layer of hard coal, for example, a layer of twenty to forty centimeters of thickness, and pour on this layer a mixture of the tar and the coal, in order to prevent an excessive decomposition of the tar, and an excessive production of scum, by contact with the strongly heated hearth of the furnace or retort.
The tar can still be mixed with the coal after the latter has been loaded into the kiln, as by introducing it by means of lances pushed into the interior of the load after all the coal has been poured into the kiln. and before the coking of the coal has begun to a great extent. The lances can be introduced into the oven through holes made in the lids
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loading holes, or through small holes provided in the oven doors, or through the leveling door. By adding the tar by means of lances, in this way one can control more or less the distribution of the tar through the coal; for example: a greater quantity of tar can be added to the center of the coal charge than that added around the edges of this charge.
This can be advantageous, since the heating of the coal feed is not uniform.
By thus keeping the tar at a considerable distance from the extremely hot walls of the furnace, thermal decomposition of the constituents of the tar is reduced and, consequently, the yield of oils is increased. Tar can likewise be added to the coal some time after the latter has been charged and before the central portion of the coal charge has begun to coke. The tar can easily be introduced by means of nozzles which are lowered into the coal or which are driven at the ends through openings in the doors of the furnace.
It is possible, according to the invention, to use coal tar from any source; it is preferable to mix with the coal in all or part of the furnaces or retorts of the battery, tar produced in the battery itself, and to distill it there.
In this way, the condensate which is recovered directly from the gases, and which cannot be placed on the market in the state in which it is normally recovered, can be mixed with the coal in part of the furnaces or retorts of the battery and be subjected there to a distillation, with simultaneous enrichment of the gases in condensable oil, to produce other condensates and the operation is preferably carried out so that part of the condensate recovered directly enriched gases can be put directly on the market, such as by directly producing an oil
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suitable for a composition for creosotage, or clean oils, etc.
The word "tar" as used herein is intended to include raw tar, or dehydrated tar, or tar stripped of light oils, for example: semi-pitch hence a portion of the more volatile constituents has been removed.
In the ordinary operation of a coke oven battery, the hot coal distillation gases from a number of the ovens or retorts are collected in a gas collector and are subjected there to controlled cooling. The heavy tar separates from the gases in this collector. The partially cooled gases then pass to a condensing system where the lighter tar - or tarry oils separate. According to the invention, it is possible to mix the coal with total tar, comprising the heavier tar and the lighter tar; or else it is possible to mix with the coal only the heavier tar or the lighter tar and subject it to distillation, together with the coal, in one or more of the furnaces or retorts.
According to a preferred way of operating a battery of coke ovens in accordance with the invention, the heavier tar, collected from the collectors of all or part of the battery, is mixed with the coal charged in a portion of the ovens. of the battery, such as for example all the furnaces connected to one of the collectors in a battery having two or three collectors all connected with approximately the same number of furnaces.
The gases resulting from the distillation of the mixture of tar and coal in these furnaces are passed through a manifold and subjected therein to partial cooling; then they are mixed with the ordinary coke oven gases from one or both of the other manifolds in the battery and the combined gases are cooled to produce a
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tarry oil which may be suitable for use directly as a composition for creosotage.
The composition of this tarry oil can be controlled to some extent by controlling the temperature to which the gases are cooled in the manifolds. The cooling to which the gases are subjected determines the range of boiling points of the heavier tar which is discharged into the collector and possibly mixed with the coal charged to the furnaces, and it also regulates the range of boiling points of the oils at which it is allowed to pass, in the form of vapors, from the collector to the condensing system. In any case, the collectors must be operated in such a way as to prevent the build-up of pitch and the unwanted formation of coke in the collectors.
In a battery operation of this type, the furnaces in which the mixture of coal and tar is charged do not necessarily need to be all connected to the same manifold. Any kilns can be loaded with a mixture of coal and tar. In the case where the gases resulting from the distillation of coal and tar must be treated differently from the other gases, all the furnaces thus charged are preferably connected to the same manifold and when tar is only charged in a small number of furnaces , it is possible, in certain cases, to provide with advantage, for this purpose, a short separate collector.
In a battery, comprising furnaces connected with two or three collectors, in which tar is mixed with coal in those furnaces which are connected to one of the collectors, the latter can be isolated so that the gases and vapors from these furnaces pass to the condensation system without being subjected to the usual carrying-off cooling, in order to produce in the condensation system a tar containing the oils
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at. The higher boiling point and the tarry and sticky constituents which commonly condense in the manifold, as well as the higher boiling vapors and decomposition products resulting from the distillation of the tar in these furnaces.
The tar obtained from gases resulting from the distillation of a mixture of tar and coal differs from ordinary coal tar, since a considerable proportion of the constituents of the tar, including constituents with a higher boiling point, are decomposed in the process. during distillation and converted to coke. The volatile and gaseous decomposition products exit the furnace or retort with the coal distillation gases and, upon cooling, the condensable constituents present in these decomposition products separate from the gases with condensable constituents resulting from the coal distillation.
Volatile constituents can be subjected to decomposition by passing through the gas or vapor space of the coking chamber and any carbonaceous residue formed, which is entrained with the gases and collected with the condensate, will be added to the insoluble carbon and free present in the tar resulting from the coal distillation and will form with it the insoluble and free carbon of the mixed condensate thus produced.
Compositions for creosotage vary somewhat in composition and are ordinarily prepared according to consumer specifications. The tarry oils typically recovered from a coke oven plant contain far too much free carbon to meet ordinary specifications. By mixing with these tarry oils the tarry oils originating from the gases produced by the distillation of a mixture of coal and tar, and more particularly after
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Since these gases have first been subjected to partial cooling in a manifold, a mixed tar oil can be produced which has a lower free carbon content than ordinary tar oils and which will meet the composition specifications for creosotage.
In the event that oils suitable for a coal distillation plant are desired, the tar produced by cooling the gases originating from a portion of the furnaces or retorts, mixed with the coal, in other furnaces or retorts and the gases from this coal tar distillation can be cleaned at an elevated temperature, so that by cooling the clean gases clean oils will be obtained directly. Heavy tar or pitch which separates in the cleaning operation can be collected as a separate product; or it can be distilled in one or more of the ovens or retorts, mixed with coal with or without the addition of tar thereto.
To clean these gases, an electric precipitator can be provided and, in the case where the cleaning is carried out at a temperature so high that the precipitate tends to be coked on the collecting electrodes by the hot gases, these electrodes can be washed with water. tar or pitch, or provide other means to keep the electrodes clean. Instead of using an electric precipitator to clean the gases, they can be cleaned at high temperature by an intense spray of hot pitch in a hot pitch washer.
In the accompanying drawings, which represent an embodiment to which the invention is moreover not limited:
Fig. 1 is a plan of an installation of
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coke equipped for the practice of this invention;
Fig. 2 is an elevation of the apparatus shown in FIG. 1 and Fig. 3 is a side of the wagon.
5, denotes an ordinary coke oven battery, equipped with two manifolds 6 and 7. Each manifold is connected with approximately half the number of ovens in the battery by risers 8. and goosenecks 9. Spray devices, 10 and 11, are provided in the goosenecks and the manifolds for spraying ammoniacal water into the gases. The gases from the furnaces pass through the risers and goosenecks to the manifold and from there through the central boxes 12 and 13 and the cross pipes 14 and 15 to the condensers 16 and 17.
According to the preferred procedure, shown in the drawings, for the practice of the invention, coal is charged in half of the furnaces of the battery, that is to say in the furnaces connected to the collector 7 , and coal and tar are charged in the furnaces connected to manifold 6. The hot gases, from coal distillation, from those. furnaces which have been loaded with coal pass, through the risers, the collector 7 and the transverse pipe 15, to the condensers 16 and 17, In the collector 7, ammoniacal water is sprayed into the gases and Usually, through the central box 13 and the decanter 20, the tar which condenses, as well as the non-volatilized ammoniacal water.
The ammoniacal waters are separated in the tank 21 and the heavy tar is collected separately in the tank 22.
The gases resulting from the distillation of coal and tar in the other half of the furnaces are sprayed with ammoniacal water in the collec-
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tor 6 and the heavy tar as well as the ammoniacal water are withdrawn from the central box 12 of this collector to the decanter 23. From the latter, the ammoniacal water is collected in the tank 24 and the tar is collected in the tank 25 .
The heavy tar from the tank 22 and the heavy tar from the tank 25 are mixed in the tank 26 and this heavy tar is mixed with the coal charged in the furnaces connected to the manifold 6. This tar can be pumped into a hopper to be mixed with the coal coming from the latter before loading this coal into the wagons; Or, it can be pumped into tanks installed on these wagons; or else it can be pumped through lances introduced into the coal after loading the latter into the furnaces; well, finally, the tar can be mixed with the coal in any suitable manner before the coking operation begins.
According to the preferred arrangement, shown in the drawings, the tar is pumped into one or more tanks located on the wagon 30. These wagons carry ouille hoppers, 31, in number equal to that of the loading holes 32 of the ovens. In the drawings, four loading holes are shown and four hoppers 31 are shown on the wagon. The drawings show four individual tanks, 33, for containing the tar.
Each tank is provided with a feed pipe 34 to admit the tar to the loading hole 32, at the same time as the coal is loaded by it.
To load a kiln, the wagon (with the desired load of coal in the hoppers and the desired amount of heavy tar supplied from tank 26, through piping 27, is brought on the rails 35 to the smaller tanks 33 ) in position above the
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charging holes 32 of the oven to be loaded. The valves or doors 36 are then opened at the bottom of the hoppers 31, and the coal is loaded into the kiln. According to the preferred way of pouring the coal and the tar into the oven, a layer of coal is first poured on the bottom of the oven before admitting the tar to this oven. The valves 36 are therefore first opened and a certain quantity of coal is poured into the furnaces before the valves 37 are opened to admit the tar, through the pipes 34, into the loading holes 32.
The tar mixes with the coal as it enters the kilns and is thus mixed therein in such a proportion that it is absorbed or adsorbed on the surface of the coal so that not much of it will flow. impermissible coal mass on the bottom of the furnace.
The hot coal distillation gases, after leaving the manifold 7, pass through the transverse pipe 15 to the condensers 16 'and 17. The hot distillation gases resulting from the distillation of the tar and the coal, after having undergone partial cooling in the manifold 6, pass through the transverse pipe 14 to the same condensers 16 and 17. The cooling in the manifolds $ is adjusted by adjusting the valves
10 and 11, so that constituents that it is not desired to have in the condensate produced in the condensers
16 and 17, are rejected gases in the collectors to be charged in the furnaces, mixed with the coal, and to be subjected there to a destructive distillation.
By controlling the cooling in the condensers 16 and 17, it is possible to separately recover fractions of tarry oils boiling at the desired temperatures. The cooling by spraying with ammoniacal waters is advantageously carried out. The ammoniacal waters and the tarry oils coming from the separate condensers are withdrawn into the settling tanks from which one collects, together or separately.
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Finally, the tarry oil products desired in tanks 28 and 29, as desired.
In order to obtain a composition for creosotage, the cooling is advantageously adjusted so as to obtain directly in the tank 28 a tarry oil of the desired boiling point, and tarry oils of boiling points lower than those desirable in the tank. a composition for creosotage will then be collected in tank 29.
The invention contemplates mixing the tar with the coal in an amount equal to two to four percent of the weight of the coal, depending on the size of the coal particles and their porosity and depending on the nature of the tar.
The percentage of tar added may, however, in many cases greatly exceed 4% and reach, for example, up to 10% of the weight of the coal. The total tar recovered from the gases of a coke oven battery which is operated in the usual manner can amount to about 4%, by weight, of the coal charge. The heavy tar that is discharged to the collectors can amount to about 2 1/2%, by weight, of the coal charged to the kilns.
If only the heavy tar coming from the collectors is mixed with the coal with which the kilns are loaded, as is envisaged in the specific example given in connection with the drawings, less than half of the kilns can be used for the distillation of the tar mixed with the coal, without adding to the coal a quantity of tar% it may cause trouble because of the tar pouring on the bottom of the furnace. If all of the tar, that is, both heavy tar and light tar, are loaded into the kilns, the tar must be mixed with coal in more than this portion of the kilns.
The amount of tar produced by the distillation of hard coal varies according to the nature of the hard coal and the material of the distillation and, therefore, one can do
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vary these figures as the circumstances dictate to a person skilled in the art. The figures given here are based on a hard coal distillation operation in which about 36 liters of tar are obtained per tonne of hard coal and or about 65% of the tar is recovered in the collector. By adjusting the degree of spraying in the collectors, such as by adjusting valves 10 and 11, the degree of cooling effected in the collectors can be varied; the quantity of heavy tar recovered from the collectors will vary accordingly and the above-described course will also have to be modified to conform to this.