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Dispositif tubulaire pour l'évacuation de gaz et de vapeurs de l'intérieur de la masse de combustible des fours à distillation.,
Dans les fours pour la distillation des combustibles solides, par exemple dans les fours à coke, dans les cornues de gazogènes? etc,,.,, les dis= positifs, qui sont destinés à conduire les gaz., les 5- vapeurs et autres produits volatils de distillation, de l'intérieur de la masse de somibustible vers l'exté- rieur, provoquent,lors du fonctionnement des fours,,
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des difficultés botables à divers points de vue.
ces difficultés proviennent principalement de ce qua, d'une part, ces dispositifs, aux endroits oû ils ont à conduire les gaz et les vapeurs à l'extérieur, doivent avoir for- cément une liaison quelconque avec les éléments cons tructifsimmobiles et........extérieurs du four, et que, d'autre part les pièces de ces dispositifs qui pénètrent à l'in- térieur de la masse de combustible gênent et troublent les changements de place de la masse de combustible qui font partie de l'exploitation des fours, et en particu¯ lier le chargement et la vidange de oes fours,
Le dispositif conforme à la présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients inhérents aux dispositifs du même genre utilisés jusqu'ici,
et d'élimi¯ ner les difficultés qui sont liées à ces dispositifs lors du fonctionnement des fours.
Aux dessins annexés on a représenté à titre d' exemple un mode d'exécution du dispositif, dans son application à un fouracok e horizontal.
La figure 1 est une coupe longitudinale verti- cale par le milieu d'une chambre de four à coke; de cette chambre on a représenté seulement une partie comportant l'extrémité frontale.
La figure 2 est une coupe verticale transversale qui intéresse deux chambres voisines.
La figure 3 montre une coupe axiale verticale à plus grande échelle, exécutée par la partie supérieure du dispositif,
La chambre i du four, qui, comme de coutume, est chauffée des deux côtés par des parois chauffantes 2 (figure 2), et qui est fermée à àes extrémités frontales
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par des portes 3, présente, dans le ciel 4 du tour, les orifices de chargement 6 habituels pour introduire le charbon, ainsi qu'un orifice diévacuation de gaz 6, qui, par l'intermédiaire d'un tube ascendant 5, est relié à un barillet 8 de gaz et de goudron.
Le bâti qui soutient ce barillet porte une conduite collectrice de gaz 9 qui s'étend sur toute la longueur de la batterie. Comme d'habitude on remplit la chambre du our 1 de houille à coke, jusqu'à une hauteur telle qu'il reste au-dessus un espace libre il collecteur de gaz ; cependant, dans le cas présent, du fait que la quantité de gaz qui passe est moindre, cet espace peut être plus pas que d'habitude,
Dans le ciel , entre les orifices 5 et 6, on a inséré un certain nombre de caisses de fer 12 (Six, dix, ou plus encore sur toute la longueur de la chambre), ayant la construction indiquée d'une manière plus détaillée en figure 3.
Ces caisses sont destinées à porter les dispositifs tubulaires qui font 1?objet de la présente invention et qui conduisent le gaz et les vapeurs de l'intérieur de la masse 10 de combustible vers l'extérieur, Ces caisses 12 constituent en même temps des caisses collectrices ,pour les gazp les vapeurs et leurs condensats à évacuero C'est pourquoi elles sont fermées en dessus par un couvercle 13 avec obturation hydraulique 14 qui les rend tanches aux gaz. L'eau d'obturation pour le dispositif 14 est amenée par une tubulure 15 de tuyaux 16 qui sont placés au¯ dessus du ciel du four.
Pour évacuer les gaz, les va¯ peurs et leurs condensats, de la caisse 12, on se sert des tubulures latérales 17 Les tubulures 17 aboutissent
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(voir figure 2) avec interposition de robinets d'arrêt 18, à une conduite collectrice 19, qui est commune à toute les caisses 12 ou àotous les dispositifs d'éva¯ cuation de gaz de deux chambres voisines, et qui s'étend par suite notablement au-delà de la longueur totale de la chambre du four.(voir figure 1). A l'extrémité fron¯ tale du four cette conduite collectrice 19 sort à l'air libre, et elle est reliée par un coude 20 à la conduite collectrice de gaz 9, qui se trouve au-dessus.
Les condensats qui ont passé dans la conduite collectrice 19 sont extraits au point le plus bas du coude 20 grâce aune vidange 21, Le fond de la caisse 12 porte (voir en particulier figure 3) un morceau de tube 22 qui s'é¯ lève à l'intérieur de la caisse, ainsi qu'un morceau de tube 23, qui le prolonge, et qui a le même diamètre.
Ces morseaux de tubes 22 et 23 servent à guider et à maintenir un tube concentrique 24 enfilé à l'intérieur des précédents et 'formant l'élément tubulaire supérieur du dispositif d'évacuation des gaz conforme à la pré- sente invention. Ce tube 24 porte à son extrémité su périeure une cloche 25 ainsi que deux oeils 26, dia mètralement opposés. La cloche 25 qui repose par des pieds 27 sur le fond de la caisse 12, constitue avec la paroi de la caisse 12 et le morceau de tube interne 22 une obturation hydraulique, grâce à laquelle la face interne du tube d'évacuation 24 se trouve Isolée de sa face externe. Le liquide obturateur de ce dispositif provient en partie du trop plein de l'obturateur hydrau- lique 14 du couvercle 13, en partie des condensats des gaz évacués.
Les liquides en excès s'écoulent par las tubulure latérale17 dans la.conduite collectrice 19.
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Cependant on peut se dispenser de la cloche et remplacer l'obturation hydraulique par un lut/.age. par exempleo
Concentriquement à 'intérieur de l'élément tubulaire supérieur 24 pour l'évacuation des gaz. se trouve un élément tubulaire inférieur 28, Tandis que le tube 24, comme le montrent les figures 1 et 2, ne fait que traverser l'espace collecteur de gaz Il de la chambre 1, et pénétrer à une profondeur relativement faible en dessous de la surface de la masse 10 de com. butible' le tube inférieur 28, dans la position de fonctionnement montrée aux figures 1 et 2, parvient jusqu'au voisinage du fond de la chambre 1. On voit 2 qu'avec cette disposition et ses longuers des tubes 24 et 28, le joint de liaison entre les deux éléments de tube., est environné par la masse de combustible 10.
Sur la partie principale de la longueur sur laquelle il est entouré par la masse de combustible, le tube 28 présente à sa périphérie des fentes 29 dont la largeur augmente de l'extrémité fixée du tube vers son extrémité libre; ces fentes servent au passage des gaz et des vapeurs à évacuer, et, comme le montre la figure 2, elles sont placées de préférence uniquement ou principa lement dans le plan longitudinal médian de la chambre du four. A l'extrémité supérieure du tube 28, on a prévu une traverse 30, sous laquelle peut venir s'accrocher le crochet 31 d'une tringle 32o Cette tringle porte à sa partie supérieure un oeil 33 et une saillie latérale 34, qui peut venir reposer sur la tranche su¯ périeure du tube d'évacuation 24.
La position,représentée en figure 3 en traits pleinsde la partie supérieure du tube 28, où la traverse 30 est prise par le crochet 31, représente une position plus basse que celle qui est
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montrée en pointillé en dessus, cette dernière posi¯ tion correspondant à la position de fonctionnement, telle qu'elle a été supposée aux figures 1 et 2.
Avant que l'on commence charger une chambre de four, et tant que cette chambre est encore vide, tous les tubes d'évacuation de gaz 24 et 28 se trou- vent en dehors de la chambre du four. D'abord, tandis que les caisses 12 sont ouvertes par l'enlèvement des couvercles 13, et sont isolées par les robinets d'ar¯ rêt 18 de la conduite collectrice 19, on introduit de haut on bas tous les éléments tubulaires supé¯ rieurs 24, en les fixant au moyen des oeils 26 au crochet de charge d'un palan ou d'un appareil du même genre, qui est fixé à un pont roulant circulant au dessus du four, et en les laissant descendre.
Ensuite, au moyen du même palan et des tringles à crochet 32, on fait descendre les éléments tubulaires 28 à l'in- térieur des éléments tubulaires 24, dans la chambre encore vide, jusqu'il ce que ces éléments tubulaires viennent rencontrer le fond de la chambre 1. on a alors la position des tubes 28 représentés en traits pleins sur lâ figure 3.
La tringle à crochet-38 de chacun des tubes 28 est soutenue provisoirement, com- me le montre la figure 3, par sa saillie latérale 34, ce qui l'empêche de tomber; son oeil 30 est détaché du palan de portage, afin de permettre d'assurer avec ce palan le service des autres dispositifs. Unefois que tous les tubes 24 et 28 ont été introduits, on charge de houille
EMI6.1
procède =as e=nsr'g'enE6H't=a la chambre dù four aa1 moyen r kM41:
3e, par les orifices su Etantdonné que les éléments tublaires
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inférieurs 28 reposent sur la sole de la chambre., ils sont suffisamment maintenus pour que la chute du char bon que 1'on charge ne les dérange pas de leur posi¯ tion verticale,Aussitôt que les tubes 28 sont maintenus de faon à ne pouvoir bouger par la masse elle-même du charbon,on les soulève d'une assez faible quantité, par exemple 100 m/m en agissant sur la tringle 32 que l'on saisit par son oeil 33 au moyen du plan, Il en résulte que les extrémités inférieures de cen éléments tubulaires s'ouvrent librement à une certaine distance au-dessus de la sole de la chambre.
Etant donné que, bien entendu, le charbon s'éooule immédiatement en- dessous des extrémités de ces éléments tubulaires, ils demeurent dans leur position soulevée, lorsqu'on abaisse les crochets 31 des tringles 32, et qu'on détache ces crochets des traverses 30, afin d'enlever les tringles 32 tout,., entiérespar le haut Aussitôt que l'on a placé les couvercles 13 sur les caisses 12,et que l'on a ouvert les robinets d'arrêt 18 vers la conduite collectrice 19, les tubes 24 et 28 se trouvent en état de fonctionnement,, de façon à servirconformément à leur destination à évacuer'les gaz et les vapeurs de l'intérieur de la masse de combustible 10.
Inexistence de 1'obturation hydraulique dube 24 constitué par la cloche 25 permet (d'une part) d'évacuer- des parties internes de la massé de combusti, ble les gaz et les vapeurs grâce aux tubes 28 et 24p et, (d'autre part,séparément)d'évacuer des parties externes, voisines des parois chauffazntes,dans la masse de combustible, les gaz, grâce à l'espace collée teur 11 et aux orifices 6 du ciel de la chambre, En effet, pour chacune de ces deux évacuations, on peut
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utiliser, indépendamment de l'autre,.la dépression d'as- piration la plus favorable* Les gaz et les vapeurs des parties internes parviennent, par la conduite collectrice 19 dans lé conduit collecteur de gaz 19,
et les gaz et les vapeurs des parties externes parviennent par le tube ascendant 7 dans le barillet de gaz et de goudron 8.
En autre on a la possibilité de régler la dépres- sion que l'on doit appliquer à la caisse 12, par rapport à celle qui règne dans l'orifice 6, de façon à évacuer par les tubes 28, en dehors des gaz et vapeurs qui se dégagent à l'intérieur de la masse combustible, et qui sont relativement froids, une partie des gaz qui se dé- gagent en dehors des deux couches bitumineuses limitant les portions cokéfiées et qui sont rendus très chauds, par le voisinage des parois chauffantes, Ces gaz chauds pénètrent dans l'intérieur de la masse de combustible, et provoquent une dessiccation et un chauffage préalable du charbon, et accélèrent par conséquent le processus de distillation,de sorte que,finalement,la durée de dis- tillation est abrégée.
De plus on peut obtenir une certaine variation de la dépression pour chaque eaisse particulière 12,en utilisant les robinets d'arrêt 18 comme dispositifs de réglage, ou en les remplaçant par des dispositifs de réglage spéciaux,par exemple par des disques obturateurs, présentant des ouvertures ayant des dimensions déterminées, ces dispositifs obturateurs étant utilisés en plus des ro- binetse De cette façon il est possible de procéder à des aspirations inégalement énergiques au moyen des divers tubes 28-24 qui sont répartis sur toute la longueur du four.
En combinant par exemple cette mesure avec la mesure
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ci-dessus indiqua d'après laquelle on entraîne par l'intérieur de la masse de combustible une partie des gaz chauds externes, on peut tirer profit de 1'accolée ratioh locale que l'on peut imprimer ainsi au procesus de distillation pour compenser, sur toute la durée de la distillation, les influences exercées par la différence d'épaisseur de la couche de combustible provenant de la conicité longitudinale habituelle des fours à cocke hori- zontaux.
De même on a ainsi la possibilité d'accélérer la distillation pès de la tte des fours, et d'éviter ainsi d'avoir des têtes de fours non distilléoq,
Lorsque la masse de combustible a achevé sa distillation dans la chambre 1, c'est-à-dire lorsqu'elle a été transformée en coke, on isole de la conduite collectrice 19 les caisses 12, grâce aurobinets d'arrêt 18, et on enlève le couvercle 13. On commence alors par enlever de bas en haut les éléments tubulaires supérieurs 24 d'évacuation des gaz.
Etant donné que ces éléments ne pénètrent que peu profondément dans la masse cokéfiée de combustible, leur extraction n'offre aucune difficultéo Ensuite, une fois que les portes de fermeture 5 ont été enlevées de la chambre du tour, l'ensemble du saumon= de coke peut être extrait à la manière habituelle en di- rection horizontale, de la chambre 1 par refoulement. Les tubes 28 qui sont demeurés dans le saumon de coke, n'of- frent aucun obstacle, puisqu'ils sont libérés de leur liaison avec les pièces fixes du ciel du four, et qu'en bas ils ne touchent pas la sole de la chambreo Ils parviennent donc à l'extérieur avec le coke refoulé,
et une fois qu'on a étalé le coke sur l'emplacement approprié on les recueille et on les tient prêts pour les enmoyer à nouveau lors du chargement suivante
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La construction décrite ci-dessus des tubes d'évacuation des gaz 24,38, offre aussi la possibilité de les enlever totalement de la masse de combustible avant la fin du processus de distillation, si bien que l'on peut alors renoncer à enlever les tubes 28 de la chambre en même temps que le saumon de coke lorsqu'on refoule celui- ci* En général ce mode d'exploitation exigera que 1'-on enlève les tubes 28 au moins avant que les couches bitumi- neuses qui progressent depuis les parois chauffantes de la chambre vers le milieu de la charge, aient atteint la périphérie des tubes 28;
parce que ces couches représen- tent les zones dans lesquelles le bitume du charbon entre en fusion; il y aurait agglomération de la masse avec les tubes, si on laissait cette zone atteindre ces tubes,, A ce stade le rendement en produits volatils de distillation, dont l'obtention nécessite une évacuation directe à partir de l'intérieur de la masse de aombusti¯ ble, est si faible qu'il n'y a plus d'intérêt à prolonger ce genre d'évacuation des'gaz. Par conséquent l'enlèvement des tubes d'évacuation'des gaz de l'intérieur du combusti- ble n'a plus d'inconvénient.
Lorsqu'on enlève ainsi avant la fin de la distillation les tubes inférieurs 28, on peut, à volonté, enlever en même temps les tubes supérieurs 24, ou les laisser en place jusqu'à la fin de la distillation, ainsi qu'on l'a indiqué ci-dessus, et les extraire'seule- ment ensuite*
La mise en place des tubes 24 et 28 dans la chambre vide, avant chargement par le charbon, ainsi qu'on l'a décrite à titre d'exemple, nest aucunement une condition indispensable. Quand le charbon s'entasse d'une manière assez peu compacte, il est possible d'in- troduire de haut en bas les tubes 24 et 28 dans le charbon
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qui garnit déjà la. chambrea lecas échéant après avoir percé provisoirement dans ce charbon des trous au moyen de mandrins spéciaux.
Ceci présente lavantage de facili- ter le chargement de la chambre et l'opération de répala¯ ge dans cette chambre, tant que les tubes ne sont pas encore introduitso
Un autre avantage de ce mode d'exploitation consis¯ te en ce que les gaz qui affluent dans l'espace collec- teur 11 pendant le chargement et l'opération de répalage peuvent être évacués par les caisses 12 et par la conduite collectrice 19.
Dans les fours de grandes dimensions, où la lon- gueur des tubes 28 devrait être excessive, il peut être avantageux, de subdiviser encore ces tubes suivant leur longueur, en plusieurs parties détachables les unes des autres.
Aux figures 4,5 et 6, on a montré un mode d'exé- cution de la présente invention dans lequel les tubes en plusieurs parties sont introduits par l'extérieur dans la masse de combustible garnissant déjà la chambre du four.
Le dispositif utilisé dans ce cas est représenté en figure 4 en coupe axiale verticale? tandis que les figures 5 et 6 sont des coupes horizontales suivant les lignes A-B et C¯D de la figure 4.
35-36 désignent les faces supérieure et inférieure e du ciel du four, 37 la surface de la masse de combus tible qui garnit la chambre du four. La caisse 38 insérée dans le ciel du four, porte intérieurement un morceau de tube cylindrique 39 qui s'élève à l'inté- rieur de la caisse,et un morceau de tube 40,de même diamètre,qui prolonge le précédent, et qui fait saillie en-dessous.
Ces tubes 39 et 40 ne servent pas seulement
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us dispositif de retenue, mais ils constituent surtout un guidage droit pour tous les éléments de tubes qui, réunis, forment le dispositif d'évacation des gaz confor¯ me à la présente invention. L'élément tubulaire supérieur 41, qui porte, à sa partie supérieure, une cloche d'ob- turation hydraulique 42 et un étrier de levage 43, pénè- tre d'une certaine quantité dans la masse de combustible en dessus de la surface 37, L'élément tubulaire infé- rieur constitué lui-même par deux tubes 44 et 45, est Zormé conformément à la présente invention, de façon aavoir partout la même section extérieure que l'élément tubulaire 41; il orient buter contrecet élément tubulaire.
Les joints 46 entre les deux éléments successifs sont, de préférence, comme le montre la figure 4, en forme de coins, ou quand les tubes sont prismatiques,en forme de puramide, Le tube inférieur 45 porte à son extrémité externe, une pointe complètement fermée 47. Pour le passage des gaz on a prévu, dans tous les éléments de tubes 41, 44 et 45, soit des fentes longitudinales ééroi- tes 48 (voir figure 5), soit des trous plus grands et plus larges 49 (voir figure 6). pas derniers trous 49 sont protégés par'un raccord 50 adaptéà l'initérieur du tuba, de façon que,, pour le passage du gaz, il existe un canal annulaire 51, qui est ouvert en haut. Le rac cord 50 est vissé dans l'extrémité inférieure du tube 44 ou 45.
Son prolongement inférieur constitue pour le tube 44, le joint conique 46, et pour lé tube 45, la pointe 47.
Lorsqu' on veut utiliser ce dispositif, une fois que la chambre .dû four a été garnie, c'est-à-dire lorsque la masse de combustible a été entassée jusqu'auniveau 37.
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on fait descendes, à travers le tube de guidage 39-40, d'abord le tubeinférieur 45, dont la pointe 47 pénètre dans là masse de combustible,, Du fait de son propre poids, oe tube s'avance d'une certaine quantité. On place alors le second élément tubulaire 44 sur l'élément tubulaire 45, et enfin, par dessus Isolément tubulaire 44, l'élément tubulaire 41 qui est suspendu à un palan par son étrier 43.
Si l'on abaisse alors le crochet de charge du palan, les trois, tubes 44,45 et 41 s'enfoncent sous l'action de leur propre poids de plus eh plus profondément dans la masse de combustible, jusqu'à ce que, finalement l'élement tubulaire supérieur 41 vienne reposer par la bride de sa cloche 42 sur la tranche supérieure du tube 59. Lors de cette introduc- tion des tubes 44,45 et 4 dans la chambre du four et dans la masse de combustible, les éléments tubulaires 39 et 40 de la caisse 38 servent de guidage droit , et leur rôle est d'assurer une position correcte des tubes à la place prévue dans la masse de combustible, afin que l'on obtienne une aspiration régulière à lerpéri- phérie.
Cette aspiration se fait en partie par les fentes 48 et en partie par les trous 490 Pour les fentes 48, la forme étroite de ces fentes,, dont la largeur est au maximum de 2 millimètres, empêche les particules de charbon de pénétrer à l'intérieur du tube, Pour les ouvertures 48 et 49 qui sont protégées par les raccords 50, Les canaux annulaires 51 da passage du gaz ont pour effet que les particules deccharbon pénétrant par les ouvertures viennent reposer dans le fond des canaux 52 et ne sont pas entraînées dans l'intérieur du four.
Quand la distillation de la charge de combustibe
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qui se trouve dans la chambre du four est achevée, on extrait les éléments tublaires 41 par le haut, Les éléments tubulaires 44 et 45 demeurent dans le résidu de coke et sont refoules avec ce résidu hors de la chambre, ils sont recueillis à l'extérieur et remis de nouveau en place comme on l'a décrit ci-dessous. Les tubes d'évacuation de gaz 41,44 et 45, au lieu d'être cylindriques, comme on l'a supposé aux dessins, peuvent également âtre prismatiques, par exemple avoir une sec- tion rectangulaire.
Le guidage droit constitué par les morceaux de tubes 39 et 40 de la caisse 38,n'a pas besoin de constituer Un tube fermé; en particulier dans le cas de tubes prismatiques, il peut être remplacé par d'autres'dispositifs de guidage constitués différem- ment,
Le dispositif conforme à la présente invention, convient également bien à l'exploitation des fours à coske qui distillent une masse de charbon pilonée ou comprimée. Dans ce cas on peut incorporer les éléments tubulaires qui doivent être maintenus par la masse de charbon, dans la masse pilonmée ou comprimée, avant d'introduire celle-ci dans la chambre du¯four;l'opé- ration se fait donc en dehors du four, soit pendant, soit après le pil-onnage ou la compression.
Lorsque la masse de charbon se trouve dans la chambre du four, les éléments tubulaires supérieurs sont introduits à travers le ciel du four de façon à venir se joindre aux éléments tubulaires inférieurs incorporés à la maisse Etant données les conditions, il n'y a pas besoin, danè cette région de jonctioné,d'une liaison étanche des tubes entre eux. @
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La présente invention n'est aucunement limitée au mode d'exécution décrit dans lequel les tubes d'évacuation des gaz pénètrent verticalement de haut en bas dans la, chambre de distillation.
On pourrait tout aussi bien envisager d'autres dispositions dans l'espace des éléments tubulaires zinsi que de ces éléments par rapport au four, de même que des élé- ments tubulaires détachables les uns des autres, et qui sont au nombre de deux. Par exemple les tubes pourraient %tre horizontaux? et les tubes extérieurs fixés aux parois latérales du fouro Au lieu des chambres de distillation horizontales prévues aux dessins, on pourrait également avoir des chambres ou des cornues verticales? et en particulier des chambres ou des cornues avec évacuation du résidu de distilla.. tion par le dessus;
l'invention n'en serait pas moins applicable,
Un avantage particulier du dispositif décrit consiste encore en ce qu'il permet d'aspirer les pro- duits de distillation sous une dépression plus grande que d'habitude. En opérant conformément à la présente invention, on peut sans précautions spéciales employer des dépressions multiples des dépressions très faibles employées jusqu' ici, qui allaient au maximum à 2 m.m.
d'eau, bans nuire au fonctionnement du four et de l'appa- reillage d'aspiration on peut employer des dépressions qui, pour les charbons riches en gaz, vont jusqu'à 100 et 200 m/m et même plus Cet emploi de dépressions plus , grandes entraine les avantages supplémentaires d'une accélération notable du processus de distillation,d'un rendement supérieur et d'une amélioration qualitative des produits accessoires et en particulier des hydrocarbures obtenus.
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Tubular device for the evacuation of gases and vapors from the interior of the fuel mass of distillation furnaces.,
In furnaces for the distillation of solid fuels, for example in coke ovens, in gasifier retorts? etc ,,. ,, the devices, which are intended to conduct the gases., the vapors and other volatile products of distillation, from the interior of the mass of somibustible to the exterior, cause, when the operation of the ovens,
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botable difficulties from various points of view.
these difficulties arise mainly from the fact that, on the one hand, these devices, at the places where they have to lead the gases and vapors to the outside, must necessarily have some connection with the immobile building elements and ... ..... exterior of the furnace, and that, on the other hand, the parts of these devices which penetrate inside the mass of fuel hamper and disturb the changes of position of the mass of fuel which are part of the the operation of ovens, and in particular the loading and emptying of ovens,
The object of the device according to the present invention is to avoid the drawbacks inherent in devices of the same type used hitherto,
and to eliminate the difficulties which are associated with these devices during the operation of the ovens.
In the accompanying drawings, an embodiment of the device has been shown by way of example, in its application to a horizontal oven.
Figure 1 is a vertical longitudinal section through the middle of a coke oven chamber; of this chamber is shown only a part comprising the front end.
FIG. 2 is a transverse vertical section which involves two neighboring chambers.
Figure 3 shows a vertical axial section on a larger scale, taken by the upper part of the device,
The chamber i of the oven, which, as usual, is heated on both sides by heating walls 2 (figure 2), and which is closed at its front ends
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by doors 3, present, in the sky 4 of the tower, the usual loading orifices 6 for introducing the coal, as well as a gas discharge orifice 6, which, via an ascending tube 5, is connected to a barrel 8 of gas and tar.
The frame which supports this barrel carries a gas collecting pipe 9 which extends over the entire length of the battery. As usual, the chamber of our 1 is filled with coking coal, up to a height such that there remains above a free space for the gas collector; however, in the present case, because the amount of gas passing is less, this space may not be more than usual,
In the sky, between orifices 5 and 6, a number of iron boxes 12 (Six, ten, or more along the entire length of the chamber) have been inserted, having the construction shown in more detail in figure 3.
These boxes are intended to carry the tubular devices which are the object of the present invention and which conduct the gas and vapors from the interior of the fuel mass 10 to the outside. These boxes 12 at the same time constitute boxes. collectors, for gases, vapors and their condensates to be evacuated. This is why they are closed above by a cover 13 with hydraulic shut-off 14 which makes them gas-tight. The sealing water for the device 14 is brought through a tubing 15 of pipes 16 which are placed above the oven ceiling.
To evacuate the gases, the vapors and their condensates, from the body 12, one uses the side pipes 17 The pipes 17 end
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(see figure 2) with the interposition of stop cocks 18, to a collecting pipe 19, which is common to all the boxes 12 or to all the gas evacuation devices from two neighboring chambers, and which extends through continued significantly beyond the total length of the oven chamber (see Figure 1). At the front end of the furnace, this collecting pipe 19 exits into the open air, and it is connected by an elbow 20 to the gas collecting pipe 9, which is located above.
The condensates which have passed into the collecting pipe 19 are extracted at the lowest point of the elbow 20 thanks to a drain 21, The bottom of the box 12 carries (see in particular figure 3) a piece of tube 22 which rises inside the body, as well as a piece of tube 23, which extends it, and which has the same diameter.
These tube jaws 22 and 23 serve to guide and hold a concentric tube 24 threaded inside the previous ones and forming the upper tubular element of the gas discharge device according to the present invention. This tube 24 carries at its upper end a bell 25 as well as two eyes 26, dia meterally opposite. The bell 25 which rests by feet 27 on the bottom of the body 12, together with the wall of the body 12 and the piece of internal tube 22 constitutes a hydraulic seal, thanks to which the internal face of the discharge tube 24 is located. Isolated from its external face. The sealing liquid of this device comes partly from the overflow of the hydraulic shutter 14 of the cover 13, partly from the condensates of the evacuated gases.
Excess liquids flow through the side tubing 17 into the header 19.
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However, the bell can be dispensed with and the hydraulic shutter replaced by a lut / .age. for example
Concentrically inside the upper tubular member 24 for gas discharge. There is a lower tubular member 28, While the tube 24, as shown in Figures 1 and 2, only passes through the gas collecting space II of the chamber 1, and penetrates to a relatively shallow depth below the surface of the mass 10 of com. butible 'the lower tube 28, in the operating position shown in Figures 1 and 2, reaches the vicinity of the bottom of the chamber 1. It can be seen 2 that with this arrangement and its lengths of the tubes 24 and 28, the seal connection between the two tube elements., is surrounded by the mass of fuel 10.
Over the main part of the length over which it is surrounded by the mass of fuel, the tube 28 has slots 29 at its periphery, the width of which increases from the fixed end of the tube towards its free end; these slots serve for the passage of the gases and vapors to be evacuated, and, as shown in FIG. 2, they are preferably placed only or mainly in the median longitudinal plane of the oven chamber. At the upper end of the tube 28, there is provided a cross member 30, under which the hook 31 of a rod 32 ° can be hooked. This rod carries at its upper part an eye 33 and a lateral projection 34, which can come rest on the upper edge of the discharge tube 24.
The position, shown in Figure 3 in solid lines of the upper part of the tube 28, where the cross member 30 is taken by the hook 31, represents a lower position than that which is
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shown in dotted lines above, the latter position corresponding to the operating position, as assumed in Figures 1 and 2.
Before a furnace chamber is started to be charged, and while that chamber is still empty, all of the gas discharge tubes 24 and 28 are outside the furnace chamber. First, while the boxes 12 are opened by removing the lids 13, and are isolated by the stop cocks 18 of the collecting pipe 19, all the upper tubular elements are introduced from top to bottom. 24, by fixing them by means of the eyes 26 to the load hook of a hoist or the like, which is attached to a traveling crane running above the oven, and letting them descend.
Then, by means of the same hoist and hook rods 32, the tubular elements 28 are lowered inside the tubular elements 24, into the still empty chamber, until these tubular elements come to meet the bottom. of chamber 1, we then have the position of the tubes 28 shown in solid lines in FIG. 3.
The hook rod-38 of each of the tubes 28 is temporarily supported, as shown in FIG. 3, by its lateral projection 34, which prevents it from falling; its eye 30 is detached from the carrying hoist, in order to enable the service of the other devices with this hoist. Once all the tubes 24 and 28 have been introduced, we load with coal
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proceed = as e = nsr'g'enE6H't = a the oven chamber aa1 medium r kM41:
3rd, through the orifices in Since the tublar elements
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lower 28 rest on the floor of the chamber., they are sufficiently maintained so that the fall of the tank, without being loaded, does not disturb them from their vertical position, As soon as the tubes 28 are held in such a way that they cannot move by the mass itself of the coal, they are lifted by a fairly small amount, for example 100 m / m by acting on the rod 32 which is grasped by its eye 33 by means of the plane, It follows that the lower ends of these tubular elements open freely at a distance above the bottom of the chamber.
Since, of course, the charcoal flows immediately below the ends of these tubular elements, they remain in their raised position, when the hooks 31 of the rods 32 are lowered, and these hooks are detached from the crosspieces. 30, in order to remove the rods 32 all,., Whole from the top As soon as the lids 13 have been placed on the boxes 12, and that the stop cocks 18 towards the collecting pipe 19 have been opened, the tubes 24 and 28 are in working order, so as to serve in accordance with their destination to evacuate the gases and vapors from the interior of the mass of fuel 10.
Non-existence of the hydraulic shut-off dube 24 constituted by the bell 25 allows (on the one hand) to evacuate the internal parts of the mass of fuel, ble gases and vapors thanks to the tubes 28 and 24p and, (d ' on the other hand, separately) to evacuate the external parts, close to the heating walls, in the mass of fuel, the gases, thanks to the glued space 11 and to the orifices 6 of the top of the chamber, Indeed, for each of these two evacuations, we can
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use, independently of the other, the most favorable suction depression * The gases and vapors from the internal parts flow through the collecting pipe 19 into the gas collecting pipe 19,
and the gases and vapors from the external parts pass through the riser tube 7 into the gas and tar barrel 8.
In addition, it is possible to adjust the negative pressure that must be applied to the body 12, relative to that which prevails in the orifice 6, so as to evacuate through the tubes 28, apart from the gases and vapors. which are released inside the fuel mass, and which are relatively cold, part of the gases which are released outside the two bituminous layers limiting the coked portions and which are made very hot, by the vicinity of the heating walls These hot gases enter the interior of the mass of fuel, and cause desiccation and preheating of the coal, and consequently accelerate the distillation process, so that ultimately the distillation time is shortened.
In addition, a certain variation of the negative pressure can be obtained for each particular water 12, by using the stop cocks 18 as adjustment devices, or by replacing them with special adjustment devices, for example by shut-off discs, having openings having determined dimensions, these obturating devices being used in addition to the valves. In this way it is possible to carry out unevenly energetic aspirations by means of the various tubes 28-24 which are distributed over the entire length of the oven.
By combining for example this measurement with the measurement
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above indicated according to which part of the external hot gases is entrained by the interior of the mass of fuel, it is possible to take advantage of the local joint ratioh which can thus be imprinted on the distillation process to compensate, over the entire duration of the distillation, the influences exerted by the difference in thickness of the fuel layer resulting from the usual longitudinal taper of horizontal cocke kilns.
Likewise, we have the possibility of accelerating the distillation weighing the head of the furnaces, and thus avoiding having non-distilled furnace heads,
When the mass of fuel has completed its distillation in chamber 1, that is to say when it has been transformed into coke, the boxes 12 are isolated from the collecting pipe 19 by means of the stop valves 18, and the cover 13 is removed. The first step is then to remove from the bottom up the upper tubular elements 24 for evacuating the gases.
As these elements penetrate only shallowly into the coked mass of fuel, their extraction presents no difficulty o Then, once the closing doors 5 have been removed from the lathe chamber, all of the salmon = de coke can be extracted in the usual way in a horizontal direction, from chamber 1 by discharge. The tubes 28 which have remained in the coke salmon, do not present any obstacle, since they are freed from their connection with the fixed parts of the furnace ceiling, and that below they do not touch the bottom of the chambreo They thus arrive outside with the repressed coke,
and once the coke has been spread over the appropriate location collect them and keep them ready for re-embedding during the next load
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The construction described above of the gas discharge tubes 24, 38, also offers the possibility of completely removing them from the mass of fuel before the end of the distillation process, so that it is then possible to dispense with removing the gases. tubes 28 from the chamber at the same time as the coke salmon when discharging it * In general this mode of operation will require that the tubes 28 be removed at least before the bituminous layers which progress from it. the heating walls of the chamber towards the middle of the load, have reached the periphery of the tubes 28;
because these layers represent the zones in which the bitumen of the coal melts; there would be agglomeration of the mass with the tubes, if this zone were allowed to reach these tubes, At this stage the yield of volatile distillation products, the production of which requires direct evacuation from the interior of the mass of fuel, is so low that there is no longer any point in prolonging this kind of gas evacuation. Therefore, the removal of the gas discharge tubes from the interior of the fuel is no longer inconvenient.
When the lower tubes 28 are thus removed before the end of the distillation, it is possible, at will, to remove the upper tubes 24 at the same time, or to leave them in place until the end of the distillation, as described above. 'indicated above, and extract them only then *
The positioning of the tubes 24 and 28 in the empty chamber, before loading with the coal, as has been described by way of example, is by no means an essential condition. When the charcoal accumulates in a relatively loose manner, it is possible to insert tubes 24 and 28 from top to bottom in the charcoal.
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which already adorns the. chamber if necessary after having temporarily drilled holes in this carbon using special mandrels.
This has the advantage of facilitating the loading of the chamber and the repackaging operation in this chamber, as long as the tubes have not yet been introduced.
Another advantage of this mode of operation consists in that the gases which flow into the collector space 11 during the loading and the repackaging operation can be evacuated by the boxes 12 and by the collector pipe 19.
In ovens of large dimensions, where the length of the tubes 28 should be excessive, it may be advantageous to further subdivide these tubes, along their length, into several parts which can be detached from one another.
In FIGS. 4, 5 and 6, an embodiment of the present invention has been shown in which the tubes in several parts are introduced from the outside into the mass of fuel already lining the furnace chamber.
The device used in this case is shown in Figure 4 in vertical axial section? while figures 5 and 6 are horizontal sections taken along lines A-B and C¯D in figure 4.
35-36 denote the upper and lower faces of the furnace top, 37 the surface of the mass of fuel which lines the furnace chamber. The box 38 inserted in the roof of the oven, carries internally a piece of cylindrical tube 39 which rises inside the box, and a piece of tube 40, of the same diameter, which extends the previous one, and which protrudes below.
These tubes 39 and 40 are not only used
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us retaining device, but above all they constitute a straight guide for all the tube elements which, together, form the gas evacuation device according to the present invention. The upper tubular element 41, which carries, at its upper part, a hydraulic shut-off bell 42 and a lifting yoke 43, penetrates a certain quantity into the mass of fuel above the surface 37 The lower tubular element, itself constituted by two tubes 44 and 45, is formed in accordance with the present invention, so as to have everywhere the same outer section as the tubular element 41; it orientates against this tubular element.
The joints 46 between the two successive elements are preferably, as shown in Figure 4, in the form of wedges, or when the tubes are prismatic, in the form of puramide, The lower tube 45 carries at its outer end, a point completely closed 47. For the passage of gases, all the tube elements 41, 44 and 45 have been provided with either erect longitudinal slots 48 (see figure 5) or larger and wider holes 49 (see figure 6). no last holes 49 are protected by a fitting 50 adapted to the inside of the snorkel, so that, for the passage of gas, there is an annular channel 51, which is open at the top. The connector 50 is screwed into the lower end of the tube 44 or 45.
Its lower extension constitutes for the tube 44, the conical seal 46, and for the tube 45, the point 47.
When it is desired to use this device, once the furnace chamber has been filled, that is to say when the mass of fuel has been piled up to level 37.
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through guide tube 39-40, first the lower tube 45, the point 47 of which penetrates into the mass of fuel, is lowered, owing to its own weight, this tube advances a certain amount . The second tubular element 44 is then placed on the tubular element 45, and finally, over tubular element 44, the tubular element 41 which is suspended from a hoist by its stirrup 43.
If we then lower the load hook of the hoist, the three tubes 44, 45 and 41 sink under the action of their own weight more and more deeply into the mass of fuel, until, finally the upper tubular element 41 comes to rest by the flange of its bell 42 on the upper edge of the tube 59. During this introduction of the tubes 44, 45 and 4 into the chamber of the furnace and into the mass of fuel, the tubular elements 39 and 40 of the body 38 serve as straight guides, and their role is to ensure a correct position of the tubes in the place provided in the mass of fuel, so that a regular suction at the periphery is obtained.
This suction is effected partly through the slots 48 and partly through the holes 490 For the slots 48, the narrow shape of these slots, the width of which is at most 2 millimeters, prevents the carbon particles from entering the inside the tube, For the openings 48 and 49 which are protected by the fittings 50, The annular channels 51 in the passage of the gas have the effect that the carbon particles entering through the openings come to rest in the bottom of the channels 52 and are not entrained inside the oven.
When the distillation of the fuel feed
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which is in the furnace chamber is completed, the tublar elements 41 are extracted from the top, The tubular elements 44 and 45 remain in the coke residue and are driven with this residue out of the chamber, they are collected at the outside and put back in place as described below. The gas discharge tubes 41, 44 and 45, instead of being cylindrical, as assumed in the drawings, may also be prismatic, for example have a rectangular section.
The straight guide formed by the pieces of tubes 39 and 40 of the body 38, does not need to constitute a closed tube; in particular in the case of prismatic tubes, it can be replaced by other guide devices made differently,
The device according to the present invention is also well suited to the operation of coske furnaces which distil a mass of pounded or compressed coal. In this case it is possible to incorporate the tubular elements which must be held by the mass of coal, in the pounded or compressed mass, before introducing the latter into the chamber of the oven; the operation is therefore carried out outside. oven, either during or after pil-onnage or compression.
When the mass of coal is in the furnace chamber, the upper tubular elements are introduced through the furnace roof so as to come to join the lower tubular elements incorporated in the body. Given the conditions, there is no need, in this junction region, a tight connection between the tubes. @
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The present invention is in no way limited to the embodiment described in which the gas discharge tubes penetrate vertically from top to bottom into the distillation chamber.
It would just as well be possible to envisage other arrangements in space of the tubular elements as well as of these elements with respect to the oven, as well as tubular elements detachable from one another, and which are two in number. For example the tubes could% be horizontal? and the outer tubes fixed to the side walls of the furnace Instead of the horizontal distillation chambers provided for in the drawings, we could also have vertical chambers or retorts? and in particular chambers or retorts with evacuation of the distillation residue from the top;
the invention would nonetheless be applicable,
A particular advantage of the device described also consists in the fact that it allows the distillation products to be sucked under a greater vacuum than usual. By operating in accordance with the present invention, one can employ without special precautions multiple depressions of the very weak depressions employed heretofore, which were at most 2 m.m.
of water, without adversely affecting the operation of the furnace and the suction apparatus, depressions can be used which, for coals rich in gas, go up to 100 and 200 m / m and even more. Larger, larger depressions entail the additional advantages of a noticeable acceleration of the distillation process, a higher yield and a qualitative improvement of the accessory products and in particular of the hydrocarbons obtained.