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Four continu poar la carbonisation et la distillation -------------------------------------------------------
La présente invention a pour but de réaliser, au moyen d'un four approprié, la distillation et la carboni- sation continues das combustibles en général et éventuelle- ment de toutes matières saaceptibles d'être distillées.
Cette distillation continue est réalisée aans une ou des cellules indépendantes l'une de l'autre, mais logées dans le même massif de maçonnerie formant chambre de chauffage ; elles sont établies de telle manière que la carbonisation et la distillation se fassent d'une façon rationnelle et économique et en permettant l'extraction des gaz et produits gazeux de distillation à leur point de formation.
L'invention réside en ce que,au moins une cornue est disposée aans une ohambre ae chauffe en communication avec la chambre de combustion, ces cornues étant prévues de ma- nière à ce que le combustible y soit traité en couches min- oes et de manière continue. Cette cornue consiste en une cellule n'ayant aucune communication avec la chambre de chauffe et dans laquelle est disposé un tube perforé, de ma- nière à ce que le combustible introduit aans l'espace
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annulaire formé par la cellule et le tube perforé, soit trai- té en couches minces un étouffoir muni d'un registre d'iso- lement et d'un registre d'évacuation étant prévu à la base de la cornue.
Une des caractéristiques de l'invention réside dans la remise en circuit d'une partie des gaz brûlés provenant du chauffage des cellules afin d'assurer une plus grande régu- larité de chauffe'et une plus grande économie du dispositif.
Cette masse de fumées en circuit forme en quelque aorte un "volant thermique" empêchant les variations trop rapides de température et permettant de maintenir la température re- lativement basse; d'autre part, les gaz de chauffage étant brûlés dans cette masse de fumées, il s'ensuit que leur com bustion est plus prolongée et l'oxydation des pièces métal- liques en contact avec la flamme est beaucoup moindre.
De nombreux systèmes de distillation à basse tempéra- ture ont été préconisés, mais bien peut sont réellement ap- plicables aux différents combustibles. Ceux à chauffage direct ont un rendement thermique assez élevé, par contre la dilution des gaz et vapeurs de distillation dans la masse des gaz de chauffage rend la récupération des sous-produits et la valorisation des gaz très difficiles. Les fours à cor- nues ont l'inconvénient de ne pouvoir fonctionner en mar- ohe continue et nécessitent la cuisson et l'expulsion d'un gâteau de coke eu du semi-coke pulvérulent avant l'enfour- nement d'une autre charge à traiter.
Les fours à action mécaniques ont également été préco- nisés, mais outre leur machinerie- coûteuse d'installation et d'entretien, ces fours ne peuvent traiter que difficilement les houilles plastifiantes ou les matières s'agglomérant et boursouflant à la cuisson; d'autre part, les gaz et va- peurs dégagés sont souvent chargés de poussières difficiles à éliminer.
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Dans le dispositif faisant l'objet de la présente in- vention, la matière est traitée en couches minces dans des cornues pouvant travailler d'une façon continue tout en lais- sant la faculté de !aire progresser la matière par avancement périodique de la charge traitée poussée par la charge nou- velle.
Par saite de la faible épaisseur de la matière en oours de distillation et de 1'évacuation des produits gazeux à leur point de formation mais vers l'intérieur, le dégazage et la distillation sont très rapides sans qu'il se produi- se de pyrogénation décomposante des produits gazeux. La mas- se en cours d'opération n'étant pas remuée mais progressant avec une certaine lenteur, il n'y a pas tendance à entraî- nement de poussières.
Une forme d'exécution d'un tel four est représentée au dessin ci-annexé montrant en fig.1 une coupe verticale dans l'axe d'un four compor- tant une cellule unique, tandis que la Fig.2 est une coupe transversale d'un four à quatre cellules suivant un axe situé approximativement en A-B de la fig.l.
Le four se compose d'une chambre de chauffe 1 communi- quant par des ouvertures 2 aveo une chambre de combustion 3 située à la partie inférieure, tandis que des canaux 4 si- tués à la partie supérieure ae la chambre ae chauffe 1 per- mettent la sortie des gaz servant au chauffage.
Dans la chambre de chauffage 1, une ou plusieurs cellu- les 5 sont disposées de façon a ne pas communiquer avec la ohambre de chauffe. Ces cornues peuvent être tronconiques et être disposées en toutes positions, soit verticale, oblique ou horizontale.
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Les cellules préservent leur extrémité élargie vars le bas et communiquant avec un étouffoir 6 muni alun re- gistre d'isolement 7 et d'un registre d'évacuation 8 A la partie supérieure, les cellules sont munies d'un silo d'alimentation 52. contenant la matière à traiter.
Un tube perforé 10 est placé au centre ae chaque cor- nue et sert à l'évacuation aes produits gazeux. Ce tube
10 est centré a la partie inférieure par une pièce métalli- que 11 en forme d'étoile, et servant en même temps à divi- ser la matière qui aurait pu s'agglomérer en un seul bloc
Sur une certaine portion au tube ou éventuellement, sur ' fin ) toute sa longueur suivant le cas, une vis sans/12 tournant librement autour au tube 10 formant axe, sert à faire pro- gresser la matière à distiller;
la rotation de cette vis sans fin est assurée par un mouvement mécanique approprié, non figuré au dessin. les produits gazeux de distillation pénétrant dana le tube central lU sont évacués au moyen d'une tubulure 13 et dirigés vers le barillet 14 puis vers les appareils de ré- oupération de sous-produits et d'épuration.
En ce qui concerne le chauffage, les famées ou gaz brûlés sortant de la chambre de chauffage 1 par les canaux
4 sont aspirées par un aspirateur approprié 15 qui en re- foule une certaine quantité, réglée une fois pour toute, dans la chambre de combustion 3 tandis que l'excès équi valant au gaz additionnel et l'air de combustion) est ren- voyé dans l'atmosphère après avoir servi éventuellement au préchauffage de l'air de combustion, ou à la dessioation de la matière brute à distiller. Eventuellement, cette quantité de gaz brûlés chauds,non remise en circuit, peut servir au chauffage ou à une distillation préalable' ou se- condaire de la matière brute ou déjà traitée ou encore de
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dérivés de ces matières.
Les gaz brûlés, ou fumées, remis en circuit dans la ohambre de combustion 3 sont réchauffés par la combustion de gaz additionnel introduit au moyen d'un brûleur 16 et brûlant dans l'air préchauffé ou non introduit ar une prise réglable 17 prévue à cet effet.
Eventuellement, il est possible de se passer de ce gaz additionnel, en prévoyant une grille dans la chambre de combustion qui deviendrait an quelque sorte un foyer permettant le réchauffage des fumées en circuit au moyen de charbon, de bois, ou de tout autre combustible solide.
Si on désire utiliser un combustible liquide,pour ce réchauffage des fumées, il suffit de placer au lieu d'un brûleur à gaz ou d'un foyer à grille, un brûleur à huile lourde ou autre combustible liquide, le four étant suppo- sé chaud et prêt à fonctionner.
Le processus de distillation peut se résumer comme suit:
La matière à distiller, contenue dans la trémie 9 est introduite dans l'espace laissé libre entre la cel- lulu 5 et le tube 10 par suite de la rotation de la vis sans fin 12 dont le fonctionnement et la vitesse sont réglés de façon à produite le oheminement de la matière et par conséquent la durée de distillation en un temps don- né variable suivant les natures et compositions des combus- tibles ou matières à traiter.
La matière distillée tombe dans l'étouffoir 6 dont le régistre 7 est maintenu ouvert tandis que le registre 8 reste fermé. Lorsque la température de la matière en refroidissement est suffisamment basse pour qu'il ne se produise plus d'inflammation à l'air, le registre 7 est fermé pendant que le registre 8 laisse évacuer une partie de la masse refroidie, puis ce registre 8 est fermé à nouveau
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pendant que la communication entre la cellule et l'étouf- foir se rétablit par l'ouverture du registre 7.
En cas de traitement de matière agglomérante ou de distillation de combustible plastifiant, on peut maintenir le registre 7 fermé et la vis d'alimentation 12 immobile pendant un certain temps et faire avancer périodiquement une nouvelle charge de façon à évacuer par exemple un quart ou un cinquième de la contenance totale. Lorsqu'on memet en marche la vis sans fin 12, on ouvre en même temps le registre '7 de façon à permettre l'évacuation d'une par- tie de la charge traitée qui est fragmentée par la pièce 11 avant de tomber dans l'étouffoir 6, Cette pièce 11 évi- te en même temps la chute de toute la charge lors de l'ou verture du registre 7 et la maintient immobile lorsque la pression de -la vis sans fin 12 cesse.
Avant de pro- céder au transfert d'une nouvelle portion de matière trai- tée dans l'étouffoir, celle déjà refroidie est évacuée.
L'invention a été décrite et illustrée à titre pure- ment indicatif et nullement limitatif et 'il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à ses détails, sans s'écarter de son esprit.
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Continuous furnace for carbonization and distillation ------------------------------------------ -------------
The object of the present invention is to achieve, by means of a suitable furnace, the continuous distillation and carbonization of fuels in general and possibly of all materials capable of being distilled.
This continuous distillation is carried out in one or more cells independent of one another, but housed in the same masonry block forming a heating chamber; they are established in such a way that carbonization and distillation take place in a rational and economical manner and allowing the extraction of gases and gaseous products of distillation at their point of formation.
The invention resides in that at least one retort is disposed in a heating chamber in communication with the combustion chamber, these retorts being provided such that the fuel is treated therein in thin layers and continuous manner. This retort consists of a cell having no communication with the heating chamber and in which is disposed a perforated tube, so that the fuel introduced into the space.
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annular formed by the cell and the perforated tube, or treated in thin layers a damper provided with an isolation register and an evacuation register being provided at the base of the retort.
One of the characteristics of the invention resides in the re-circuiting of a portion of the burnt gases originating from the heating of the cells in order to ensure greater regularity of heating and greater economy of the device.
This mass of fumes in circuit forms a sort of aorta "thermal flywheel" preventing too rapid variations in temperature and making it possible to maintain the temperature relatively low; on the other hand, the heating gases being burnt in this mass of fumes, it follows that their combustion is more prolonged and the oxidation of the metal parts in contact with the flame is much less.
Many low temperature distillation systems have been advocated, but many may be really applicable to different fuels. Those with direct heating have a fairly high thermal efficiency, on the other hand the dilution of the distillation gases and vapors in the mass of the heating gases makes the recovery of by-products and the upgrading of the gases very difficult. Horn ovens have the drawback of not being able to operate in continuous operation and require the cooking and expelling of a coke cake or powdered semi-coke before placing another load in the oven. treat.
Mechanical action ovens have also been recommended, but in addition to their costly installation and maintenance machinery, these ovens can only handle plasticizing coal or materials that agglomerate and swell during cooking with difficulty; on the other hand, the gases and vapors given off are often loaded with dust which is difficult to eliminate.
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In the device which is the object of the present invention, the material is treated in thin layers in retorts which can work continuously while allowing the faculty of advancing the material by periodic advancement of the charge. processed pushed by the new load.
Owing to the small thickness of the material in the distillation phase and the evacuation of the gaseous products at their point of formation but towards the interior, the degassing and the distillation are very rapid without any pyrogenation taking place. decomposing gaseous products. The mass during the operation not being stirred but progressing with some slowness, there is no tendency to entrainment of dust.
An embodiment of such a furnace is shown in the accompanying drawing showing in Fig. 1 a vertical section in the axis of a furnace comprising a single cell, while Fig. 2 is a cross section. of a four-cell oven along an axis located approximately at AB in fig.l.
The oven consists of a heating chamber 1 communicating through openings 2 with a combustion chamber 3 located at the lower part, while channels 4 located at the upper part of the heating chamber 1 allow for put the gas outlet serving for heating.
In the heating chamber 1, one or more cells 5 are arranged so as not to communicate with the heating chamber. These retorts can be tapered and be arranged in any position, either vertical, oblique or horizontal.
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The cells preserve their widened end vars the bottom and communicating with a damper 6 provided with an isolation register 7 and an evacuation register 8 At the top, the cells are provided with a supply silo 52 containing the material to be treated.
A perforated tube 10 is placed in the center of each horn and serves to evacuate the gaseous products. This tube
10 is centered at the lower part by a metal part 11 in the shape of a star, and at the same time serving to divide the material which could have agglomerated into a single block
Over a certain portion of the tube or possibly over its entire length as the case may be, a screw / 12 freely rotating around the tube 10 forming an axis, serves to advance the material to be distilled;
the rotation of this worm is ensured by an appropriate mechanical movement, not shown in the drawing. the gaseous distillation products entering the central tube lU are evacuated by means of a pipe 13 and directed to the barrel 14 then to the by-product re-operation and purification apparatus.
With regard to the heating, the fumes or burnt gases leaving the heating chamber 1 through the channels
4 are sucked in by a suitable vacuum cleaner 15 which pushes a certain quantity, set once and for all, into the combustion chamber 3 while the excess equivalent to the additional gas and the combustion air) is returned. in the atmosphere after having served possibly for preheating the combustion air, or for the desioation of the raw material to be distilled. Optionally, this quantity of hot burnt gases, not put back into circuit, can be used for heating or for a preliminary or secondary distillation of the raw material or already treated or else of
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derived from these materials.
The burnt gases, or fumes, put back into circuit in the combustion chamber 3 are reheated by the combustion of additional gas introduced by means of a burner 16 and burning in the preheated air or not introduced by an adjustable plug 17 provided for this. effect.
Optionally, it is possible to do without this additional gas, by providing a grid in the combustion chamber which would become a kind of hearth allowing the heating of the fumes in circuit by means of coal, wood, or any other solid fuel. .
If one wishes to use a liquid fuel, for this heating of the flue gases, it suffices to place instead of a gas burner or a grate hearth, a burner for heavy oil or other liquid fuel, the furnace being supposed hot and ready to go.
The distillation process can be summarized as follows:
The material to be distilled, contained in the hopper 9 is introduced into the space left free between the cell 5 and the tube 10 as a result of the rotation of the endless screw 12, the operation and speed of which are adjusted so as to produces the movement of the material and consequently the distillation time in a given time which varies according to the nature and compositions of the fuels or materials to be treated.
The distilled material falls into the damper 6, the register 7 of which is kept open while the register 8 remains closed. When the temperature of the material being cooled is low enough so that there is no further ignition in air, register 7 is closed while register 8 allows part of the cooled mass to escape, then register 8 is closed again
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while communication between the cell and the smother is reestablished by opening register 7.
In the event of treatment of agglomerating material or of plasticizing fuel distillation, the register 7 can be kept closed and the feed screw 12 stationary for a certain time and periodically advance a new load so as to discharge for example a quarter or a fifth of the total capacity. When the worm 12 is switched on, the register 7 is opened at the same time so as to allow the evacuation of a part of the treated load which is fragmented by the part 11 before falling into it. The damper 6, This part 11 at the same time prevents the fall of the whole load when opening the register 7 and keeps it stationary when the pressure of the worm 12 ceases.
Before proceeding with the transfer of a new portion of treated material in the damper, that already cooled is evacuated.
The invention has been described and illustrated purely as an indication and in no way limiting, and it goes without saying that many modifications can be made to its details without departing from its spirit.