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" Procédé de cokéfaction du charbon dans les chambres à fonctionnement intermittent-,'
Afin de recueillir les gaz obtenus du charbon à la pre- mière phase de cokéfaction, dans les chambres à fonctionne- ment intermittent, autant que possible à l'état non décompo- sé, on a proposé à plusieurs reprises, de remplacer l'extrac- tion ou aspiration des gaz de distillation des chambres col- lectrices de gas, disposées au bord de l'aggloméré de char- une@ bon, par exemple,- au-dessus de ce dernier, par extraction ou aspiration à partir de l'intérieur de l'aggloméré, par exem-
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-ple au moyen de tubes pénétrant dans la charge de charbon.
Afin d'accélérer l'extraction au moyen de tels tubes, on a également proposé de souffler dans la chambre collectrice de gaz supérieure de la vapeur ou du gaz provenant do cham- bres horizontales, et naturellement à une température pas trop élevée, afin de favoriser l'entrée des gaz de distilla- tion dans les tubes munis d'ouvertures,pénétrant dans l'ag- gloméré de charbon.
Toutefois, ces types d'installation n'ont xxxx pu se développer de façon plus générale, principalement en raison du fait que l'excédent de rendement en huiles légères et goudron ainsi obtenu était trop faible pour compenser l'aug- mentation des dépenses d'installation nécessitée par la création de dispositifs spéciaux d'extraction, pénétrant à l'intérieur de l'aggloméré.
L'objet de la présente invention consiste en un proue- dé de cokéfaction pour chambres à fonctionnement intermit- tent, dans lequel les gaz qui se forment sont extraits ou aspirés de la masse de charbon, au début de la cokéfaction, de façon telle que non seulement le rendement en huiles lé- gères et en goudron est notaglement accru, mais la qualité du coke est aussi sensiblement améliorée en particulier dans les charbons ayant un pouvoir agglutinant insuffisant, par exemple dans les charbons provenant de la Haute Silésie; ceci est obtenu en effectuant l'extraction de l'intérieur des gaz de distillation se formant au commencement de la co- kéfaction, de manière à éviter la formation d'agglomérés, de goudron, ou tout au moins la réduire dans une large me- sure.
Les dispositions prises dans ce but et décrites plus loin reposent sur l'hypothèse que l'agglomération du goudron se produit par la précipitation des produits de distillation sèche, à l'état de vapeur, sur les particules plus froides du charbon. Suivant l'invention, on peut. éviter cette conden-, sation, soit en augmentatn fortement la vitesse des produits
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de distillation dégagés, ou alors en augmentant leur tempé- rature par le mélange de gaz chauds au-dessus du point de condensation desdits produits de condensation.
Les expériences ont montré que pour vaincre la résis- tance de l'agglomération de goudron se produisant normale- ment dans un aggloméré de charbon, il est nécessaire d'uti- liser une pression de gaz, qui peut être une importante fraction d'un atmosphère. Afin d'empêcher la formation de cette agglomération de goudron ou d'éliminer, en grande par- tie l'action de celle déjà formée, sur le départ des gaz de distillation, l'extraction des gaz de distillation des cham- bres, se trouvant dans la première partie de l'affinage, doit être effectuée au moyen de tubes pénétrant dans le char- gement des chambres sous une dépression telle que les pres- sions régnant dans les chambres collectrices supérieures ne soient pas supérieures à celles dans les parois de chauffage voisines.
Les pressions nécessaires dans ce but e montent, d'après les résultats des expériences indiquées ci-dessus, à 200mm; en partie aussi à sensiblement plus.A ces pressions, les parois constituées normalement en maçonnerie en silicate étant très imperméable aux gaz, entre les canaux de chauffa- ge et les chambres du four, il faut avoir soin qu'aucune près' -sion sensiblement inférieure à celle dans les canaux de chauffage voisine ne règne à proximité de ces parois.
Dans la pratique, il est donc nécessaire d'utiliser un organe de réglage permettant de régler la valeur de l'extrac- tion du gaz au moyen par exemple d'une soupape intercalée dans la conduite d'extraction, de façon que la pression ré- gnant à proximité des parois séparant les chambres des ca- naux de chauffage ne soit ni sensiblement plus élevée, ni sensiblement plus basse que celle régnant sur le côté des canaux de chauffage. Un tel organe de réglage est utilement actionné de façon à réagir la différence de pression régnant entre les collecteurs de gaz supérieurs des chambres et des
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canaux de chauffage voisins.
Un tel réglage est indispensable, particulièrement du fait que la résistance de 1'aggloméré de char- bon aux gaz de circulation, pendant la durée de la cokéfaction, est soumise à de fortes oscillations.
Une autre possibilité permettant d'éviter la formation de l'agglomération de goudron ou tout au moins de réduire celle)-ci à un minimum, consiste à introduire dans les chambres du four un gaz chaud qui sera extrait ensemble avec los produits de dis- tillation en formation par les tubes pénétrant dans le chargement de la chambre; le mélange de gaz introduit ci. de gaz de distilla- tion possède alors une température telle qu'il n'a pas de tendan- ce à se condenser même lorsqu'il traverse des masses de Barbon froides.
En dehors de l'introduction de vapeur surchauffée, on peut également avoir recours, pour la réalisation de la pr6sente inven- tion, en particulier à l'introduction de gaz à l'eau chaude, et notamment de gaz à l'eau dont le carbone n'a pas encore été ré- duit de façon substantielle en oxyde de carbone, et contenant en- core des proportions importantes de CO2. Un tel gaz à l'eau peut provenir soit d'un générateur spécial, ou mieux, des chambres do la même batterie, dans lesquelles le charbon se trouve déjà à l'état raffiné et où l'on a produit du gaz à l'eau par insuffla- tion de vapeur d'eau; en même temps que le gaz à l'eau produit dans les chambres de la même batterie, on introduit les gaz de distillation chauds qui s'y forment également dans les chambres se trouvant dans la première phase de la cokéfaction.
L'introduction des gaz ou vapeurs chauds a lieu soit par le collecteur supérieur de la chambre, ou mieux, par des tubes qui pénètrent également à l'intérieur de la chambre et qui sont munis d'ouvertures, et correspondent par exemple exactement aux tubes servant à l'aspi- ration des gaz de distillation.
On peut alors imaginer un mode opératoire nécessitant deux récipients ou ballons; 1'un des ré- cipients servant au départ des gaz de distillation des chambres se trouvant/La première phase de cokéfaction, au moyendes tubes
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pénétrant dans le chargement de la chambre, le deuxième réoipient auxiliaire ne servant qu'à assurer une liaison entre les collec- teurs supérieurs de gaz des chambres se trouvant à la dernière phase de cokéfaction et les organes d'amenée de ces gaz chauds dans les chaires se trouvant à la première phase de cokéfaction.
L'aspiration des gaz de distillation ainsi que l'introduction de gaz de lavage chauds peut s'effectuer au moyen de tubes verti- caux ou horizontaux connus. Les tubes servant à l'aspiration peu- vent également servir, dans la dernière phase de l'affinage, à l'introduction de vaperu d'eau dans les chambres, en vue de la production de gaz à l'eau. Lorsqu'il s'agit d'employer des tubes d'extraction ou aspiration verticaux, ceux-ci pourront être intro- duits par des ouvertures pratiquées dans le couvercle du four dans le plan central de la chambre, entre les ouvertures de char- gement de charbon, et qui peuvent être bouchées de façon absolu- ment étanche. Après avoir versé le charbon, on pousse par ces ou- vertures les tiges de forage dans le chargement de la chambre, ces tiges se trouvant de préférence sur le chariot de chargement, d'où elles sont manoeuvrées.
L'ensemble des tiges peut être rabat- tu y compris le dispositif de commande correspondant, de façon à ne pas gêner l'entrée du chariot sous les poches de charbons du tour à réserve. Les tiges nécessaires à la production des es- paces vides peuvent aussi être montrées sur un chariot spécial circulant sur la voie du chariot de chargement du charbon, ensem- ble avec un dispositif d'entraînement dont les détails seront in- diqués ci-après:
Après avoir formé des espaces creux verticaux dans la charge, ou. descend dans ces mêmes ouvertures les tubes d'aspiration, de façon qu'ils ne pénètrent que partiellement dans lesdite espaces, afin d'obtenir une aspiration aussi uniforme que possible, même dans le sens de la hauteur, on peut établir des tubes de dimen- sions différentes de façon qu'ils pénètrent dans le chargement de la chambre à des profondeurs différentes.
Afin d'assurer un contact étroit des tubes avec le charbon, ceux-ci pourront déjà
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entourer les tiges de forage lors de leur introduction dans la chambre; les tiges seront ensuite retirées de la chaubre cepen- dant que les tubes d'aspiration y resteront . La jonction des tu- bes d'aspiration avec le récipient commun à gaz rares à lieu de préférence de façon que les ouvertures du couvercle du four soient reliées à un conduit servant au départ de la totalité des gaz de distillation d'une chambre par l'intermédiaire de conduites soli- daires dudit couvercle, ledit conduit étant d'autre part connecté par l'intermédiaire d'un organe d'arrêt à un récipient pour gou- dron primitif.
Le même conduit peut également, être connecté au conduit d'alimentation de la vapeur surchauffée., de manière que le passage de l'aspiration de goudron à l'introduction de vapeur d'eau puisse se faire par un simple réglage des soupapes, les ou- vertures du couvercle du four restant en môme temps fermées et imperméables aux gaz.
Afin de ne pas exposer les Hydrocarbures évacuées dans la première moitié de la durée d'affinage au cracking, la températu- re de toutes les conduites ne devra pas dépasser une certaine va- leur. Pour refroidir le dispositif d'aspiration, on peut suspen- cira, dans les tubes d'aspiration, des éléments ou corps de réfri- gération constitués par des cylindres poreux en argile réfractai- re, auxquels on peut amener des quantités variables d'eau, goutte à goutte: l'eau s'évapore à la grande surface dont sont munis, de façon connue, ces corps de refroidissement, ce qui leur confère un degré de chaleur réglable de façon très précise, permettant de maintenir lesdits tubes à la température de refroidissement désirée.
Il est éyident que les tubes na devront pas être trop refroidis de crainte que les hydrocarbures à Haut point d'ébulli- tion ne viennent se condenser et retourner dans la chambre du four.
La figure 1 représente une vue en coupe par la chambre du four d'une forma de' réalisation, à titre d'exemple, de l'instal- lation de fours à chambres permettant l'exécution du procédé se- lon la présente invention.
Le charbon 1 destiné à être cokéfié repose dans la.chambre
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fermée par des portes étanches 2 ; on a prévu des espaces libres
3 dans la couche de charbon pour l'extraction ou l'aspiration des gaz de distillation, dans la première phase de l'affinage et pour l'introduction de vapeur d'eau. Le remplissage du gaz de distil- lation, par l'ouverture du remplissage 7 et la trémie 6, a lieu a au moyen du chariot de chargement 5 se déplcant sur la voie 4.
Après avoir enlevé les couvercles de fermeture 8, les tiges de forage (non représentées) sont introduites par les ouvertures 11, dans la masse de distillation pour y former les espaces vides 3.
Après avoir retiré ces tiges, ou en même temps que leur introduc- tion, on pose les tubes 9 servant à l'absorption des gaz de dis- tillation et plus tard à l'introduction de la vapeur d'eau. A l'in- térieur des tubes 9 se trouvent les corps refroidissants 10. Les ouvertures 11 élargies vers le haut sont en communication, au moyen des tubes 12, avec un tuyau collecteur 13 qui suivant la position des soupapes 14 et 15, est relié soit avec le ballon 19, soit avec le tube collecteur de vapeur 17. La soupape 14 est dirigée automa- tiquement de façon dont les détails n'ont pas été représentés sur la figure-par un indicateur de différences de pression, qui se trouve en communication tant avec le collecteur supérieur de gaz 18; qu'avec la paroi de chauffage adjacente.
Les collecteurs su- pêrieurs de gaz 18 de toutes les chambres sont reliées par une conduite 16 disposée le long de la batterie, à l'intérieur du couvercle du four, cette conduite 16 étant normalement fermée par une garniture étanche 16'. La conduite 16 peut être bloquée par une soupape par rapport à chacun des autres collecteurs 18; ce blocage doit surtout être effectué lorsque, pour vider le four, on a enlevé les portes du four 2. Laconduite 16 sert à introdui- re la vapeur d'eau, qui est amenée dans les chambres se trouvant à la dernière phase de l'affinage, ou un mélange de vapeur d'eau, gaz à l'eau et gaz de distillation, dans les chambres se trouvant à la première phase de la cokéfaction, permettant ainsi de chasser rapidement les hydrocarbures lourds.
Le gaz de distillation, dé- veloppé dans la dernière phase de raffinage, n'est donc pas retiré
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directement de chaque chambre, mais peut pénétrer dans le ballon 19 seulement par le tube collecteur 16 et les chambres se trouvant au début de la cokéfaction. La conduite convenable de l'opération de cokéfaction et la réalisation d'une aspiration efficace dans les diverses' chambres empêche toute agglomération du goudron, qui avait toujours lieu jusqu'à ce jour; il ne se forme pas d'agglo- mération usuelle de coke jusqu'au plan médian des chambres, mais, lors de l'évacuation de la chambre, il se forme des morceaux de coke allant de l'une à l'autre des parois de la chambre.
On peut ainsi produire, dans les chambres très étroites, de gros morceaux de coke et permettre au processus de cokéfaction d'avoir lieu en un temps sensiblement plus court. L'introduction de la vapeur d'eau produisant en outre dans la chambre un refroidissement par- tiel du contenu de la chambre, une quantité moindre de chaleur est/ainsi perdue par l'étouffement du coke ; lerendement thermique d'une telle installation de four à chambres est par conséquent plus favorable. Le refroidissement du coke dans la chambre favori- se finalement la formation de gros morceaux de coke,--la remarque ayant été faite qu'une coke déjà partiellement refroidi dans la chambre produit de morceaux de coke plus grands qu'un coke compri- mé à forte chaleur.
Dans la figure 2, on a représenté à titre d'exemple, une for- me d'exécution d'un chariot 20, en coupe verticale, longitudinale- ment par rapport à la batterie; ce chariot supporte le dispositif de tiges de forage pour la xxx formation des espaces creux 3,ainsi qu'un dispositif de commande approprié pour ces tiges, le chariot peut également se déplacer sur-la voie 4 du chariot de chargement de charbon. Les tiges de forage 23 peuvent se déplacer dans les fourreaux 23' dans le sens vertical.
Les fourreaux 23' comportant des fentes ou entailles verticales dans lesquelles se déplacent des poignées 21 fixées aux tiges de forage 23, des câbles ou chaî- nes 211, fixées à ces poignées, s'enroulant sur des poulies 22 et 22'. Les poulies 22 sont entraînées au moyen d'un arbre commun (non représenté) par un moteur monté sur le chariot 20 et suivant le sens de rotation de ce moteur,, les tiges de forage seront en-
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-foncées dans le contenu des chambres, ou en seront retirées à l'aide des poignées 21.
L'amélioration poursuivie par la présente invention dans la qualité du goudron et élévation du rendement total de goudron et huiles légères n'est atteinte que lorsque le ramollissement du charbon n'est pas accompagnée par une élévation rapide de la température, de sorte que les hydro-carbures produits ne sont pas soumis à des températures élevées. Le faible accroissement de tem- pérature permet également, suivant l'invention, de diminuer la résistance aux gaz de distillation due à l'agglomération de gou- dron qui pourront se former éventuellement.
Suivant une autre par- ticularité de l'invention, le chauffage des chambres de distilla- tion est réglé de façon que pendant l'extraction ou aspiration du gaz de distillation du milieu de l'aggloméré de charbon,toutes les parties du contenu des chambres, et par suite celles immédia- tement voisines de la paroi de chauffage, possèdent une tempéra- ture ne dépassant pas 700 C.
Tandis que dans le mode opératoire habituel, les particules de charbon adjacentes à la paroi de chauf- fage atteignent la température de près de 10000 usuelle dans le procédé de cokéfaction à haute température, les températures au milieu de l'aggloméré de charbon étant par suite sensiblement plus basses, on maintiendra maintenant la température dans les couches voisines de la paroi de chauffage sous 700 C, aussi longtemps qu'il est nécessaire d'amener le charbon entiorêment à 1,état plasti- que et aussi longtemps que l'on continue à extraire le gaz de dis- tillation du mibue de l'aggloméré de charbon.
Les moyens permettant de maintenir toutes les parties de l'in- térieur des chambres à une température inférieure à 700 C.peurent être assez divers. Le plus simple serait de disposer le chauffage des parois de façon que l'amenée de gaz dans les premières Heures de l'affinage soit faible, ce procédé suppose toutefois que les deux chambres du four voisines d'une paroi de chauffage sont vi- dées et remplies à de courts intervalles de temps ou que chaque paroi de chauffage est divisée en deux rangées parallèles de con- duites de chauffage. Pour un chauffage stable, la température dési-
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-rée des couches de charbon adjacentes à la paroi de chauffage peut être obtenue en montant de ces couches des canaux de re- froidissement spéciaux.
On peut souffler dans la chahbre de la vapeur d'eau à partir des parois des chambres, cette vapeur pro- duisant une action réfrigérante, d'une part en se changeant de chaleur perceptible et d'autre part par sa décomposition par le carbone du contenu de la chambre.
Comme indiqué précédemment, l'introduction des gaz de lava- ge chauds, dans la première partie de la durée de cokéfaction au lieu d'avoir lieu par le collecteur de gas supérieure peut s'ef- fectuer par des tubes horizontaux ou verticaux pénétrant à l'in- térieur des chambres.
Les figures 3 et 4 représentent, à titre d'exemple une ferme de réalisation de parties d'une installation d'un four à chambres, à savoir: la figure 3 une coupe partielle par une chambre de four, la figure 4 une élévation de cette chambre. Dans cemode de réa- lisation, les collecteurs de gaz supérieurs des chambres se trou- vant à la dernière phase de cokéfaction peuvent être reliés à un réservoir ou ballon auxiliaire d'où par l'intermédiaire de tubes pénétrant particulièrement à l'intérieur des chambres, les gaz de distillation ou un mélange de gaz de distillation, vapeur d'eau et gaz à l'eau sont dirigés dans les chambres se trouvant dans la première partie de la durée de cokéfaction.
En dehors du réservoir 24, comportant un tuyau xxx ascendant 25 et un coude 26, et communiquant avec les collecteurs de gaz supérieurs, par un dispositif de blocage, ainsi qu'avec les tubes collecteurs 27 (pouvant également être bloqués par des soupapes 28), on a prévu un récipie%nt ou ballon auxiliaire 29 servant de tube collecteur pour les gaz de distillation sortant du collecteur de gaz supérieur dans la première partie de la cokéfaction. Ce réser- voir peut être bloqué par rapport aux diverses chambres du four par des plateaux 30 et est également relié aux conduites vertica- les 31, disposées entre les portes des chambres du four, ces con- duites pouvant également être bloquées par des soupapes 32.
Par
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les portes 33, on peut introduire des tubes horizontaux, munis d'ouvertures, dans les chambres du four, et suivant qu'ils doivent servir à l'aspiration des gaz de distillation ou à l'introduction du mélange chaud de vapeur d'eau et gaz à l'eau, sont connectés aux conduites ascendantes 27 ou 31, respectivement, au moyen des pièces de connexion 34.
Les tubes horizontaux peuvent tous ou une partie seulement d'entre eux, être reliés à des tubes collecteurs de vapeur (non représentés), après que la cokéfaction est suffisamment avancée et les tubes ascendants 25 peuvent rester fermés pendant toute la du- rée de l'affinage.
Le fonctionnement est effectué dans ce cas de façon que l'as- piration des gaz de distillation de la batterie ait lieu unique- ment au moyen des tubes horizontaux qui sont reliés, par l'inter- médiaire des conduites 27, au réservoir 24, cependant que, des cham- bres dans lesquelles la vapeur d'eau est introduite par des tubes horizontaux, le mélange de gaz de distillation, de vapeur et de gaz à l'eau qui se produit, arrive par le collecteur de gaz supé- rieur dans le récipient supérieur 29,,d'où il est dirigé par les conduites ascendantes 31, au moyen des tubes horizontaux reliés à ces conduites, dans la chambre se trouvant à la première partie de cokéfaction, afin d'agir comme gaz de lavage et d'éviter une condensation des parties constituantes du gaz de distillation sur les particules de coke,
empêchant de cette façon la formation d'ag- glomérés de goudron.
Dans le dessin annexé, on a représenté trois tubes horizon- taux seulement mais en vue d'obtenir une pénétration plus unifor- me du contenu des chambres par les gaz de lavage et un meilleur accueil des produits de distillation, il est préférable d'utili- ser un plus grand nombre de tubes horizontaux, afin que la distan- ce entre ces derniers ne soit pas supérieure à la moitié de la largeur, ou à la largeur totale de la chambre, par exemple.
Lorsque l'on disposé des tubes horizontaux seulement, on a avantage à monter alternativement, dans les intervalles entre
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deux portes du four, les tubes ascendants pour l'abduction des gaz de''distillation et les tubes ascendants pour l'introduction des gaz de lavage, comme on peut voir sur la figure.
La traversée des gaz'de distillation chauds se formant dans la dernière partie d'affinage, par le chahben ou par le coke en formation, a, en dehors de l'action sur la production d'aggloméré de 'goudron, encore une autre importance.Ce gaz de distillation se compose, ainsi qu'on le sait, en grande partie, d'hydrogène et d'oxyde de carbone. En conduisant ces corps sur du coke incandes- cent à l'abri de l'air, ainsi qu'il a été constaté depuis long- temps, ils décomposent les combinaisons du soufre encore contenus dans le coke et forment des combinaisons soufrées volatiles, s'é- chappant des tubes d'aspiration ensemble avec les gaz de distilla- tion et sont soit brûlées avec dces derniers, soit évacuée par un des nombreux procédés connus.
C'est surtout pour l'industrie de transformation du fer qu'une diminution même faible de la te- neur en Soufre apporte une notable augmentation de la valeur du coke.
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"Process of coking coal in intermittent-operating chambers,"
In order to collect the gases obtained from the coal in the first phase of coking, in the intermittent operating chambers, as far as possible in the undecomposed state, it has been proposed several times to replace the extrac - tion or suction of the distillation gases from the gas collecting chambers, arranged at the edge of the charcoal agglomerate, for example, - above the latter, by extraction or suction from the interior of the chipboard, for example
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-ple by means of tubes penetrating into the charge of coal.
In order to speed up the extraction by means of such tubes, it has also been proposed to blow into the upper gas collecting chamber steam or gas coming from horizontal chambers, and naturally at a temperature not too high, in order to promote the entry of the distillation gases into the tubes provided with openings, entering the carbon aggregate.
However, these types of installation could not xxxx develop in a more general way, mainly because the excess yield in light oils and tar thus obtained was too low to compensate for the increase in the expenditure of installation required by the creation of special extraction devices, penetrating inside the chipboard.
The object of the present invention is a coking prow for intermittently operating chambers, in which the gases which form are extracted or sucked from the mass of coal at the start of coking, in such a way that not only is the yield of light oils and tar is noticeably increased, but the quality of the coke is also appreciably improved, in particular in coals having insufficient clumping power, for example in coals originating from Upper Silesia; this is achieved by carrying out the extraction from the interior of the distillation gases which form at the start of the co-kification, so as to avoid the formation of agglomerates, of tar, or at least to reduce it to a large extent. safe.
The measures taken for this purpose and described below are based on the assumption that the agglomeration of the tar occurs by the precipitation of the products of dry distillation, in the vapor state, on the cooler particles of the coal. According to the invention, it is possible. avoid this condensation, either by greatly increasing the speed of the products
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distillation evolved, or by increasing their temperature by the mixture of hot gases above the point of condensation of said condensation products.
Experiments have shown that to overcome the resistance of the tar agglomeration normally occurring in a coal sinter, it is necessary to use a gas pressure, which can be a large fraction of a atmosphere. In order to prevent the formation of this agglomeration of tar or to eliminate, in large part the action of that already formed, on the departure of the distillation gases, the extraction of the distillation gases from the chambers, found in the first part of the refining, must be carried out by means of tubes penetrating into the load- ing chambers under a depression such that the pressures prevailing in the upper collecting chambers are not greater than those in the walls of the neighboring heating.
The pressures necessary for this purpose rise, according to the results of the experiments indicated above, to 200 mm; in part also to noticeably higher. At these pressures, the walls normally made of silicate masonry being very impermeable to gases, between the heating channels and the furnace chambers, care must be taken that no near '-sion appreciably less than that in the neighboring heating channels does not prevail near these walls.
In practice, it is therefore necessary to use an adjustment member making it possible to adjust the value of the gas extraction by means for example of a valve interposed in the extraction pipe, so that the pressure re. - hindering near the walls separating the chambers from the heating channels is neither appreciably higher nor appreciably lower than that prevailing on the side of the heating channels. Such an adjustment member is usefully actuated so as to react to the pressure difference prevailing between the upper gas collectors of the chambers and
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neighboring heating channels.
Such an adjustment is essential, particularly since the resistance of the coal agglomerate to the circulating gases during the coking period is subjected to strong oscillations.
Another possibility which makes it possible to prevent the formation of tar agglomeration or at least to reduce it to a minimum, consists in introducing into the chambers of the furnace a hot gas which will be extracted together with the dissolving products. tillation in formation by the tubes entering the loading of the chamber; the gas mixture introduced here. of distillation gas then has a temperature such that it has no tendency to condense even when it passes through cold masses of barbon.
Apart from the introduction of superheated steam, one can also have recourse, for the realization of the present invention, in particular to the introduction of gas to hot water, and in particular of gas to water whose carbon has not yet been substantially reduced to carbon monoxide, and still contains significant proportions of CO2. Such a water gas can come either from a special generator, or better, from the chambers of the same battery, in which the coal is already in a refined state and where gas has been produced. water by blowing in water vapor; at the same time as the water gas produced in the chambers of the same battery, the hot distillation gases which also form there are introduced into the chambers which are in the first phase of the coking.
The introduction of hot gases or vapors takes place either through the upper manifold of the chamber, or better, through tubes which also penetrate inside the chamber and which are provided with openings, and for example correspond exactly to the tubes. used for the suction of distillation gases.
We can then imagine an operating mode requiring two containers or balloons; One of the receptacles used to start the distillation gases from the chambers / The first phase of coking, by means of tubes
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entering the load of the chamber, the second auxiliary container serving only to ensure a connection between the upper gas collectors of the chambers located in the last phase of coking and the elements for supplying these hot gases into the chairs in the first phase of coking.
The suction of the distillation gases as well as the introduction of hot washing gases can be carried out by means of known vertical or horizontal tubes. The tubes used for the suction can also be used, in the last phase of refining, for the introduction of water vapor into the chambers, with a view to the production of gas to water. When it comes to using vertical extraction or suction tubes, these can be introduced through openings made in the oven cover in the central plane of the chamber, between the loading openings. of charcoal, and which can be plugged absolutely tight. After pouring in the coal, the drill rods are pushed through these openings into the loading chamber, these rods preferably being on the loading carriage, from where they are operated.
The set of rods can be folded down including the corresponding control device, so as not to obstruct the entry of the carriage under the pockets of coals of the reserve lathe. The rods necessary for the production of empty spaces can also be shown on a special carriage running on the track of the coal loading carriage, together with a drive device, details of which will be given below:
After having formed vertical hollow spaces in the load, or. the suction tubes descend into these same openings, so that they penetrate only partially into the said spaces, in order to obtain as uniform as possible a suction, even in the direction of the height, it is possible to establish dimension tubes - different sions so that they penetrate the load of the chamber at different depths.
In order to ensure close contact of the tubes with the carbon, they can already
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surround the drill rods as they are introduced into the chamber; the rods will then be removed from the chaubre, however the suction tubes will remain there. The junction of the suction tubes with the common rare gas receptacle preferably takes place so that the openings of the furnace cover are connected to a conduit serving to release all of the distillation gases from a chamber via the 'Intermediate conduits which are integral with said cover, said conduit being on the other hand connected by means of a stopper to a receptacle for primitive tar.
The same duct can also be connected to the superheated steam supply duct, so that the passage from the tar suction to the introduction of water vapor can be done by a simple adjustment of the valves, the Oven cover openings remaining at the same time closed and impermeable to gas.
In order not to expose the Hydrocarbons discharged in the first half of the refining period to cracking, the temperature of all the pipes must not exceed a certain value. In order to cool the suction device, it is possible to suspend, in the suction tubes, elements or refrigeration bodies constituted by porous cylinders of refractory clay, to which variable quantities of water can be supplied. , drop by drop: the water evaporates at the large surface with which these cooling bodies are provided, in a known manner, which gives them a degree of heat which can be adjusted very precisely, making it possible to maintain said tubes at the temperature desired cooling.
It is obvious that the tubes should not be cooled too much lest the high boiling point hydrocarbons condense and return to the furnace chamber.
Figure 1 shows a sectional view through the chamber of the furnace of one embodiment, by way of example, of the installation of chamber furnaces for carrying out the process according to the present invention.
Coal 1 intended to be coked rests in the chamber.
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closed by watertight doors 2; we have planned free spaces
3 in the coal bed for the extraction or suction of distillation gases, in the first phase of refining and for the introduction of water vapor. The filling of the distillation gas, through the opening of the filling 7 and the hopper 6, takes place by means of the loading carriage 5 moving on track 4.
After removing the closing covers 8, the drill pipes (not shown) are introduced through the openings 11, into the distillation mass to form the empty spaces 3 there.
After removing these rods, or at the same time as their introduction, the tubes 9 serving for the absorption of the distillation gases and later for the introduction of the water vapor are laid. Inside the tubes 9 are the cooling bodies 10. The openings 11 widened upwards are in communication, by means of the tubes 12, with a collecting pipe 13 which, depending on the position of the valves 14 and 15, is connected. either with the flask 19, or with the vapor collecting tube 17. The valve 14 is automatically directed in a way which the details have not been shown in the figure - by a pressure difference indicator, which is located in communication both with the upper gas manifold 18; than with the adjacent heating wall.
The upper gas collectors 18 of all the chambers are connected by a pipe 16 disposed along the battery, inside the oven cover, this pipe 16 being normally closed by a seal 16 '. Line 16 can be blocked by a valve with respect to each of the other manifolds 18; this blocking must above all be carried out when, in order to empty the oven, the doors of the oven 2 have been removed. Line 16 serves to introduce the water vapor, which is brought into the chambers located in the last phase of the heating. refining, or a mixture of water vapor, water gas and distillation gas, in the chambers located in the first phase of coking, thus allowing the heavy hydrocarbons to be rapidly removed.
The distillation gas, developed in the last phase of refining, is therefore not removed.
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directly from each chamber, but can enter the flask 19 only through the collecting tube 16 and the chambers at the start of coking. The proper conduct of the coking operation and the achievement of efficient aspiration in the various chambers prevents any agglomeration of the tar, which has still taken place to this day; the usual agglomeration of coke does not form up to the median plane of the chambers, but, when the chamber is evacuated, lumps of coke form going from one wall to the other from the room.
Large pieces of coke can thus be produced in very narrow chambers and the coking process can take place in a significantly shorter time. As the introduction of the water vapor further produces a partial cooling of the contents of the chamber in the chamber, less heat is thus lost by smothering the coke; The thermal efficiency of such a chamber furnace installation is consequently more favorable. The cooling of the coke in the chamber ultimately promotes the formation of large lumps of coke, - the remark having been made that a coke already partially cooled in the chamber produces larger lumps of coke than a compressed coke. at high heat.
In FIG. 2, there is shown, by way of example, an embodiment of a carriage 20, in vertical section, longitudinally with respect to the battery; this carriage supports the drill rod device for the xxx formation of the hollow spaces 3, as well as a suitable control device for these rods, the carriage can also move on the track 4 of the coal loading carriage. The drill rods 23 can move in the sleeves 23 'in the vertical direction.
The sleeves 23 'comprising vertical slits or notches in which move handles 21 fixed to the drill rods 23, cables or chains 211, fixed to these handles, winding on pulleys 22 and 22'. The pulleys 22 are driven by means of a common shaft (not shown) by a motor mounted on the carriage 20 and depending on the direction of rotation of this motor, the drill rods will be in-
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- stuck in the contents of the chambers, or will be removed using the handles 21.
The improvement pursued by the present invention in the quality of the tar and raising the total yield of tar and light oils is only achieved when the softening of the carbon is not accompanied by a rapid rise in temperature, so that the Hydrocarbons produced are not subjected to high temperatures. The slight increase in temperature also makes it possible, according to the invention, to reduce the resistance to the distillation gases due to the agglomeration of tar which may possibly form.
According to another feature of the invention, the heating of the distillation chambers is regulated so that during the extraction or suction of the distillation gas from the medium of the coal sinter, all parts of the contents of the chambers , and therefore those immediately adjacent to the heating wall, have a temperature not exceeding 700 C.
While in the usual procedure the carbon particles adjacent to the heater wall reach the temperature of nearly 10,000 usual in the high temperature coking process, the temperatures in the middle of the coal sinter being consequently significantly lower, the temperature in the layers adjacent to the heating wall will now be maintained below 700 C, as long as it is necessary to bring the carbon fully to 1, plastic state and as long as one continues. extracting the distillation gas from the mibue of the coal sinter.
The means by which all parts of the interior of the chambers are kept at a temperature below 700 ° C. can be quite varied. The simplest would be to arrange the heating of the walls so that the gas supply in the first hours of the refining is weak, this process assumes however that the two chambers of the furnace adjacent to a heating wall are empty. and filled at short time intervals or that each heating wall is divided into two parallel rows of heating ducts. For stable heating, the desired temperature
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The creation of carbon layers adjacent to the heating wall can be obtained by mounting special cooling channels from these layers.
Water vapor can be blown into the chamber from the walls of the chambers, this vapor producing a cooling action, on the one hand by changing from the perceptible heat and on the other by its decomposition by the carbon of the water. contents of the room.
As indicated previously, the introduction of the hot washing gases, in the first part of the coking time instead of taking place through the upper gas manifold, can be effected by horizontal or vertical tubes entering through the interior of the rooms.
Figures 3 and 4 show, by way of example a farm of parts of an installation of a chamber furnace, namely: Figure 3 a partial section through a furnace chamber, Figure 4 an elevation of this room. In this embodiment, the upper gas collectors of the chambers located in the last phase of coking can be connected to an auxiliary tank or flask from which, by means of tubes penetrating particularly inside the chambers. , the distillation gases or a mixture of distillation gas, steam and water gas are directed into the chambers located in the first part of the coking time.
Outside the tank 24, comprising an ascending pipe xxx 25 and an elbow 26, and communicating with the upper gas collectors, by a blocking device, as well as with the collecting tubes 27 (which can also be blocked by valves 28) , there is provided a% nt or auxiliary flask 29 serving as a collector tube for the distillation gases leaving the upper gas collector in the first part of the coking. This reservoir can be blocked relative to the various chambers of the oven by trays 30 and is also connected to the vertical pipes 31, arranged between the doors of the oven chambers, these pipes also being able to be blocked by valves 32. .
Through
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the doors 33, one can introduce horizontal tubes, provided with openings, in the chambers of the furnace, and according to whether they are to be used for the suction of the distillation gases or for the introduction of the hot mixture of water vapor and gas to water, are connected to the risers 27 or 31, respectively, by means of the connection pieces 34.
The horizontal tubes may all, or only a part of them, be connected to vapor collecting tubes (not shown), after the coking is sufficiently advanced and the risers 25 may remain closed throughout the duration of the process. 'refining.
The operation is carried out in this case in such a way that the aspiration of the distillation gases from the coil takes place only by means of the horizontal tubes which are connected, via the pipes 27, to the tank 24, however, from the chambers in which the water vapor is introduced through horizontal tubes, the mixture of distillation gas, steam and water gas which is produced, arrives through the upper gas manifold in the upper vessel 29, from where it is directed by the ascending pipes 31, by means of the horizontal tubes connected to these pipes, in the chamber located at the first part of coking, in order to act as a washing gas and to avoid condensation of the constituent parts of the distillation gas on the coke particles,
in this way preventing the formation of tar agglomerates.
In the accompanying drawing, only three horizontal tubes have been shown, but in order to obtain a more uniform penetration of the contents of the chambers by the washing gases and a better reception of the distillation products, it is preferable to use - use a greater number of horizontal tubes, so that the distance between them is not greater than half the width, or the total width of the chamber, for example.
When only horizontal tubes are placed, it is advantageous to mount alternately, in the intervals between
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two oven doors, the ascending tubes for the abduction of the distillation gases and the ascending tubes for the introduction of the washing gases, as can be seen in the figure.
The passage of the hot distillation gases forming in the last part of refining by the chahben or by the coke in formation has, apart from the action on the production of agglomerate of tar, still another importance. This distillation gas consists, as we know, in large part of hydrogen and carbon monoxide. By driving these bodies over incandescent coke sheltered from the air, as has long been observed, they decompose the sulfur combinations still contained in the coke and form volatile sulfur combinations, s They escape from the suction tubes together with the still gases and are either burned with the latter or removed by one of the many known methods.
It is especially for the iron processing industry that even a small decrease in the sulfur content brings about a notable increase in the value of the coke.