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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.