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PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES ET APPAREILS POUR LA DISTILIATION DES MATIERES CARBONEES PAR VOIE INTERNE POUR LA PRODUCTION D'UN COMBUSTIBLE SANS FUMEE.
La présente invention est relative à des perfec- tionnements et à un appareil pour la distillation de matières carbonées telles que charbon, anthracite, lignite, ou agglo- mérés de charbons, d'anthracite, de lignite, etc... avec ou sans liant, en vue de la production d'un combustible solide artificiel sans fumée utilisable pour tous usages: chauffage domestique, alimentation de locomotives et chaudières industrielles, de hauts-fourneaux, etc.. dans
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lesquels le chauffage de la dite ma-tière carbonée est effectué par le passage à travers elle, d'un fluide de chauffage.
L'appareil de distillation/dans lequel la méthode de chauffage ci-dessus est employée, comprend une ou plusieurs chambres de distillation (quelquefois aussi de séchage) à travers laquelle ou lesquelles le fluide de chauffage circule, ainsi que des appareils de chauffage et éventuellement de refroidissement du fluide utilisé, et des appareils pour la récupération .et la condensation d'une partie de matières volatiles de la matière carbonée, soumise à la distillation, sous forme de produits liquides ou gazeux tels que: gaz fixes de distillation, essences légères, goudrons, etc... comme cela sera plus amplement décrit ci-après.
Le chauffage des matières carbonées, qui est effectué en principe par contact direct avec le fluide de circulation qui lui apporte la chaleur nécessaire à sa dis- tillation, peut être complété s'il y a lieu par un chauffage externe sans sortir de l'invention.
Le fluide de chauffage qui traverse successivement l'appareil ou les appareils dans lequel ou lesquels il absorbe des calories, puis la ou les chambres de distillation dans laquelle ou dans lesquelles il cède aux agglomérés ses propres calories, puis un appareil du type ventilateur ou surpresseur qui assure le mouvement du fluide, peut parcou- rir un circuit ouvert, fermé ou mixte; mais de-préférence, on utilisera, ainsi que cela est plus amplement décrit dessous, le circuit fermé ou mixte pour des raisons d'économie/
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Dans les procédés- analogues, il est connu de porter le fluide de chauffage à la température désirée en le faisant passer dans des appareils surchauffeurs chauffés extérieure- ment.
Une des caractéristiques de la présente invention consiste en des moyens selon lesquels de tels appareils chauffés extérieurement peuvent être totalement supprimés ou utilisés à des températures notablement moins élevées.
La présente invention a trait principalement à un procédé et-à des moyens selon lesquels le fluide de chauffage peut être porté à la température voulue pour la distillation de matières carbonées, d'une façon économique et simple.
Selon la présente invention, des moyens sont prévus qui permettent d'introduire une quantité déterminée de fluide oxygéné enrichi ou non d'hydrocarbures pulvérisés ou vaporisés, et, en régime, la chaleur nécessaire à la distil- lation des matières carbonées est fournie par combustion interne à l'intérieur du cycle d'une fraction ou même de la totalité, si cela est nécessaire, des matières volatiles de distillation des matières carbonées; cette chaleur est véhiculée entre le lieu eù elle est formée et la masse de matière carbonée à distiller par un fluide qui est composé pour sa plus grande part par les produits de combustion des matières volatiles de distillation.
Une des caractéristiques de l'invention vise les moyens de régler la température et le chauffage.
Un des moyens d'opérer le réglage consiste en une introduction, en un ou plusieurs points du circuit, de fluide oxygéné, qui peut être chauffé au préalable, et enrichi avec une matière carbonée telle que de l'huile lourde ou gas oil, du mazout, une huile ou un goudron de houille ou de pétrole, etc..
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sous forme de gouttelettes ou de vapeur, ou encore du charbon pulvérisé.
De tels moyens d'enrichissement du fluide de chauffage sont d'une valeur particulière quand ce fluide est trop pauvre en hydrocarbures, soit à cause de la nature de la matière carbonée traitée, soit à cause de l'intermittence de la marche; ils peuvent être ainsi employés par exemple, au début de la distillation, quand le/dégagement de volatils de la matière carbonée n'est pas encore commencé, ou encore pour activer la mise en route d'un four; puis, ils peuvent être interrompus quand le gaz de circulation est Suffisamment riche en hydrocarbures.
Une fois obtenue la température de régime à l'intérieur des chambres de distillation, l'emploi de combustibles additionnels ci-dessus visés (huile lourde, mazout, etc..) n'est pas nécessaire et la chaleur de distillation est exclu- sivement fournie par les gaz et matières volatiles provenant de la distillation des matières carbonées à l'intérieur du four.
Un deuxième moyen d'effectuer le réglage consiste à faire passer tout ou partie du fluide à traversées zones munies de parois réfractaires résistant aux hautes tempéra- tures, à l'intérieur desquelles on maintient une température notablement plus élevée que la température qui doit régner dans les chambres de distillation pour faire subir aux agglomérés le traitement désiré, ces zones étant opportunément forcées par des empilages réfractaires et comportant tous ,moyens appoopriés pour assurer un brassahe énergique des gaz qui y circulent tels que chicanages, parties coudées, voûtes, etc.., et pour provoquer, s'il y a lieu, un ralentis- sement des gaz, et pouvant également être remplies de matières,
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telles que tournures de nickel, copeaux métalliques) etc..
capables, par leur nature, de faciliter la combustion complète des gaz. Sans sortir de ltinvention, on peut prévoir pour ces zones un chauffage extérieur obtenu par un ou plusieurs brûleurs à gaz ou tous autres moyens convenables.
Si, après avoir traversé les empilages et chica- nages ci-dessus visés, le fluide a une température trop élevée pour pouvoir être intrpduit dans la chambre de distilla- tion, on le fait passer dans une chambre dite de mélange qui peut être contiguë à la chambre de combustion et dans laquelle on introduit'en même temps que lui une portion de fluide à plus basse température qui n'a pas été introduite dans les zones à température très élevée visées plus haut.
Grâce à cette chambre de mélange, dont on est maître de régler la température en agissant sur le registre d'introduc- tion de fluide additionnel moins chaud ci-dessus visé, on dispose d'un troisième moyen de régler la température.
Un quatrième moyen de réglage comporte l'introduc- tion directe d'air froid ou chaud dans le circuit principal:: en des points choisis de ce circuit, en vue de provoquer la combustion des matières combustibles que le fluide en ces endroits, spécialement choisis, peut contenir. Dans le cas général, pour éviter une détérioration superficielle de la matière carbonée en traitement, il faut que la combustion des gaz et vapeurs combustibles soit terminée quand le fluide vient au contact de ces matières.
Toutefois, dans certains cas particuliers, notamment lorsque deux conditions se trouvent remplies, à savoir: une vitesse de circulation du fluide suffisamment élevée et une proportion de gaz et vapeurs combustibles dans le fluide de circulation, suffisamment élevée, il est possible de réaliser la combustion des gaz et
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vapeurs combustibles au sein même de la masse des matières carbonées à traiter, laquelle masse joue, dans ce cas, le même rôle que les empilages et chicanages réfractaires dont il a été question ci-dessus pour les chambres à parois réfractaires à hautes températures. L'intérêt principal d'une telle marche, dans ce cas particulier, réside dans la suppression de la perte de charge due aux empilages et chi- canages réfractaires.
Un cinquième moyen de réglage s'applique particu- lièrement au cas cù le four de distillation comprend plu- sieurs chambres. Dans ce cas, le fluide de chauffage qui passe successivement à travers les dites chambres de distil- lation se refroidit au fur et à mesure de son passage à travers ces chambres, et échange sa chaleur de moins en moins rapidement avec les matières carbonées contenues dans chacune des chambres de distillation.
En vue de réhausser la température du fluide de chauffage tout niveau désiré à l'entrée des différentes chambres, on peut intercaler, entre les chambres de distillation, des appareils réchauf- feurs munis de chambres à chicanes et à empilages conçues suivant les principes ci-dessus, avec entrée additionnelle d'air, froid ou chaud, soit dans les chambres à empilages et à chicanages, soit directement dans les chambres de distillation. Ce mode de réalisation de l'invention est particulièrement utile quand le traitement de la matière carbonée doit suivre une loi de chauffage déterminée comme tel est le cas pour la transformation en arthracite artifi- ciel de certains types de charbons à haute teneur en matières volatiles ou de lignite.
Dans ce cas, grâce aux moyens de réglage décrits ci-dessus, on peut donner aux différentes
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chambres de distillation des températures étagées suivant la loi désirée, la matière carbonée étant chauffée par son passage successif, de, chambre en chambre, à partir des températures les plus basses jusqutaux températures les plus élevées.
L'introduction directe d'oxygène dans le circuit ce de distillation peut avoir, en/cas, en plus des avantages ci-dessus, les avantages supplémentaires suivants :
Le fluide de circulation, par un réglage convenable de la quantité dbxygène introduit, peut contenir avant son entrée dans la chambre de distillation la plus froide, une quantité suffisante d'oxygène résiduel (par exemple 2 %) qui permet le durcissement des agglomérés et empêche leur gonflement ou leur déformation pendant le traitement; suivant l'invention, de l'air ou de l'oxygène peut être ajouté à l'emplacement voulu pour que les gaz introduits dans la première chambre de distillation aient une teneur en oxygène suffisante;
l'effet de durcissement peut être pareillement produit dans les chambres suivantes/ Par exemple, un charbon ayant 32 à 35 % de matières volatiles èt une zone de fusion comprise en 390 et 420 , distillé sous forme d'agglomérés donnera soit des agglomérés déformés et gonflés portant la trace d'une fusion, soit des agglomérés ayant conservé leur forme et ne montrant aucun signe de gonflement ni de fusion, selon que la quantité d'oxygène contenu dans le fluide de circulation à l'intérieur des chambres ayant une température inférieure ou égale à 390 , sera nulle ou égale à un certain pourcentage.
A titre d'exemple,sans que la généralité de l'invention soit restreinte à ce cas, une méthode/Le réalisa- tion de l'invention est décrite ci-dessous et représentée sur le dessin en figure 1.
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L'appareil de distillation est composé de 3 cham- bres de distillation 1, 2,3 et d'une quatrième chambre 4 servant d'échangeur de températures, à travers lesquelles le fluide s'écoule en circuit fermé. Ces chambres sont fermées à leur partie inférieure par des plateaux 5, 6, 7 et 8 dans lesquels sont pratiqués des canaux d'introduc- tion pour le fluide de chauffage, et sur lesquels reposent les bennes contenant la matière à distiller.
Cette matière est composée soit par des agglomérés de matière carbonée avec ou sans liant, soit par du charbon, de l'anthracite ou autre produit naturel en morceaux ayant subi ou non une préparation antérieure appropriée, par exemple un criblage, lavage, etc.; dans tous les cas la matière doit être sous forme de morceaux laissant bien passer, à travers la masser le fluide de chauffage, mais ne doit pas se présenter sous la forme d'une masse imperméable à la circulation du fluide de chauffage.
Le circuit parcouru par le fluide de chauffage est le sùivant: en quittant la chambre de distillation la plus froide qui est la chambre n 1, le fluide passe dans un appareil 9 dans lequel il se débarrasse de la plus grande partie des matières condensables telles que goudron, huile, qu'il contient, puis il est repris par un ventila- teur-surpresseur 10 qui assure le mouvement de circulation du fluide dans le circuit;à la sortie du ventilateur, il passe fa-cultativement dans un deuxième appareil déshuileur 11 dans lequel il abandonne encore des fractions condensa- bles; avant l'aspiration de l'appareil 10, une tuyauterie de dérivation munie d'une vanne 12 permet d'extraire du circuit la portion de gaz qui n'est pas nécessaire au chauf-
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fage du fluide.
L'autre portin est refoulée dans la chambre n 4 en passant par le plateau n 8 qui sert à son obtura- tion inférieure. Dans la chambre'4, ont été introduites les matières dont la distillation a été terminée dans.la chambre 3, et dontla température est assez élevée, par exemple 400 à 7000 C.'suivant les cas. En circulant dans la chambre 4, le fluide'absorbe la chaleur sensible des matières carbonées qui y sont contenues et qui se trouvent donc refroidies à température suffisamment basse pour pouvoir être ensuite détournées à l'air libre sans auto-inflammation. Le fluide passe ensuite dans les chambres réfractaires 15-14 puis pénètre dans la chambre 3 par la tuyauterie 19 et par les canaux pratiqués dans le plateau ?.
Le circuit se ferme par le trajet suivant: chambre 3, chambres 15-I6, tuyaute- rie 20, chambre 2, chambres 17-18, tuyauterie 21 et chambre 1.
Pour la mise en route du four, on procède de la façon suivante: le four étant vide et les plateaux 5, 6, 7 et 8 fermée , on procède à un premier chauffage du four au moyen de mazout ou de goudron ou autre carburant introduit dans les chambres de combustion 22, 23, 24 par les brûleurs 25, 26 et 27 alimentés en air par des tuyauteries provenant du réservoir 28, l'air étant amené aux brûleurs par un ventilateur approprié. On introduit ensuite une benne de matière carbonée dans la chambre 1 en continuant l'alimen- tation en mazout d'un ou de plusieurs brûleurs 25, 26, 27.
Au bout d'un certain temps, on fait passer la bennedans la chambre n 2 en même temps qu'on introduit dans la chambre 1 une seconde benne de matière carbonée, toujours en maintenant l'alimentation en mazout. Ensuite, de la même façon, on fait passer la première benne dans la chambre n 3 tandis
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que la deuxième benne est introduite dans la chambre 2 et qu'une troisième benne de matière crue est introduite en 1, et ainsi de suite. Lorsque la température de régime du four est près d'être atteinte, on peut diminuer le mazout et même ajouter à l'air introduit dans la chambre 13 à travers 22, de l'air supplémentaire introduit dans la chambre 14 au moyen de la vanne 30 et du ventilateur 29.
On peut également introduire de l'air additionnel dans la chambre 16 au moyen de la vanne 31 et du même ventilateur 29. Au bout d'un certain temps, les produits de distillation des matiè- res carbonées sont en quantité suffisante pour assurer par leur combustion la chaleur nécessaire à la distillation, et, à partir de ce moment, on peut réduire et même supprimer totalement l'alimentation en mazout. Exceptionnellement, si l'on estime que la température de la chambre 1 n'est pas suffisante, on peut, par 11 ouverture de la vanne 32, intro- duire de l'air refoulé par le ventilateur 29 en vue de pro- voquer la combustion, dans la chambre 18, des matières combustibles qui s'y trouvent.
On peut également, si l'on estime nécessaire, ouvrir une ou plusieurs vannes 33, 34 ou 35 pour introduire de l'air à la base des chambres 3, 2 ou 1 en vue de provoquer la combustion des gaz de distillation au sein même des matières en traitement.
Mais, dans le cas général, les vannes 32, 33, 34 et 35 restent fermées. Ces vannes servent surtout à l'introduc- tion de l'oxygène que l'on veut, dans certains cas, intro- duire au contact des aggloméras en vue d'obtenir un effet de durcissement.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, on a
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indiqué, à titre dtexemple, et dans le détail, un mode de réalisation de l'invention dans lequel la chaleur nécessaire à la distillation n'est produite que dans deux appareils, l'un en amont de la chambre de distillation la plus chaude et l'autre entre la chambre la plus chaude et la châmbre suivante. La figure 2 diffère en outre de la figure 1 en ce que les appareils sont représentés en projection horizontale au lieu d'être représentés en projection verticale.
Dans la figure 2, la disposition générale est la même: les chambres 1, 2 et 3 sont des chambres de distillation, et la chambre 4 sert d'échangeur de températures. Le venti- lateur assurant la circulation du fluide est représenté en 10: Le ventilateur 10 refoule les gaz dans un déshuileur 11, puis- dans la chambre 4.
A la sortie de la chambre 4, le fluide passe par une tuyauterie 40 munie d'un registre 41, dans la chambre 42 où stmorce la combustion, puis dans les chambres 43 et 44 ét, dans cette dernière, débouche une tuyauterie 45 munie d'un registre 46 qui alimente la chambre 44 avec une portion des gaz qui sortent de la chambre n 4.A la sortie de la chambre 44, le fluide passe dans la chambre ni 3 qui est la chambre de distillation où la température est la plus élevée ; la chambre 3 et la chambre suivante n 2 est disposé un second appareil réchauffeur 47 à la sortie' duquel le fluide passe à la chambre 2, puis à la chambre 1, puis enfin, pour terminer le circuit, à la chambre 4.
Pour la mise en mute, on fait brûler du mazout dans la chambre 48, le mazout étant introduit par le brûleur 49 qui reçoit de.1'air par la tuyauterie 50. !près introduc- tion de plusieurs bennes de matière carbonée, on introduit de l'air par la tuyauterie 51 de façon à provoquer la combus-
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tion des gaz de distillation dansla chambre 42. Une fois la température de régime obtenue, on supprime l'alimentation en mazout la chaleur nécessaire à la distillation se produit alors pour la plus grande partie dans la chambre 42.
Les chambres 43 et 44 sont munies de chicanages et d'empilage réfractaires. Pour régler la température à l'entrée de la ' chambre 3, on agit, en particulier, sur la vanne 46 qui permet d'introduire une certaine quantité de fluide plus froid prpvenant de la chambre 4. Les parois de la chambre 3 sont, de préférence, en briques réfractaires,
Les gaz sortant de la chambre 3 contiennent des matières combustibles puisque,d'une part, la combustion dans la chambre 43-44 peut n'avoir pas été complète et que, d'autre part, la distillation dans la chambre 3 a émis une nouvelle quantité de produits de distillation.
Dans le cas où l'on désire relever la température à l'entrée de la chambre 2, on introduit, par la tuyauterie 52 munie d'une vanne 53, la quantité d'air nécessaire dans la chambre 47 dont la disposition est analogue à la chambre 42-43-44.
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IMPROVEMENTS IN METHODS AND APPARATUS FOR THE DISTILIATION OF CARBON MATERIALS INTERNALLY FOR THE PRODUCTION OF SMOKE-FREE FUEL.
The present invention relates to improvements and to an apparatus for the distillation of carbonaceous materials such as coal, anthracite, lignite, or aggregates of coals, anthracite, lignite, etc., with or without binder. , with a view to the production of a smoke-free artificial solid fuel usable for all purposes: domestic heating, supplying locomotives and industrial boilers, blast furnaces, etc.
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which heating of said carbonaceous matter is effected by passing through it, a heating fluid.
The distillation apparatus / in which the above heating method is employed, comprises one or more distillation (sometimes also drying) chambers through which the heating fluid circulates, as well as heaters and possibly for cooling the fluid used, and apparatus for the recovery and condensation of a part of the volatile matter of the carbonaceous material, subjected to distillation, in the form of liquid or gaseous products such as: stationary distillation gases, light gasolines , tars, etc., as will be described more fully below.
The heating of the carbonaceous materials, which is carried out in principle by direct contact with the circulating fluid which provides it with the heat necessary for its distillation, can be supplemented if necessary by external heating without departing from the invention. .
The heating fluid which successively passes through the device or devices in which it absorbs calories, then the distillation chamber (s) in which or in which it transfers its own calories to the agglomerates, then a device of the fan or booster type which ensures the movement of the fluid, can travel through an open, closed or mixed circuit; but preferably, as is more fully described below, the closed or mixed circuit will be used for reasons of economy.
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In similar processes, it is known to bring the heating fluid to the desired temperature by passing it through externally heated superheating devices.
One of the features of the present invention consists of the means by which such externally heated apparatus can be completely dispensed with or used at significantly lower temperatures.
The present invention relates mainly to a process and-to means according to which the heating fluid can be brought to the temperature desired for the distillation of carbonaceous materials, in an economical and simple manner.
According to the present invention, means are provided which make it possible to introduce a determined quantity of oxygenated fluid whether or not enriched with pulverized or vaporized hydrocarbons, and, under operating conditions, the heat necessary for the distillation of the carbonaceous materials is supplied by combustion. internal within the cycle of a fraction or even all, if necessary, of the volatile materials of carbonaceous distillation; this heat is conveyed between the place where it is formed and the mass of carbonaceous material to be distilled by a fluid which is mainly composed of the combustion products of the volatile distillation materials.
One of the characteristics of the invention relates to the means of adjusting the temperature and the heating.
One of the means of carrying out the adjustment consists of an introduction, at one or more points of the circuit, of oxygenated fluid, which can be heated beforehand, and enriched with a carbonaceous material such as heavy oil or gas oil, fuel oil, coal or petroleum oil or tar, etc.
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in the form of droplets or vapor, or pulverized carbon.
Such means for enriching the heating fluid are of particular value when this fluid is too poor in hydrocarbons, either because of the nature of the carbonaceous material treated, or because of the intermittence of operation; they can thus be used, for example, at the start of the distillation, when the release of volatiles from the carbonaceous material has not yet started, or again to activate the start-up of a furnace; then, they can be stopped when the circulating gas is sufficiently rich in hydrocarbons.
Once the operating temperature inside the distillation chambers has been obtained, the use of additional fuels referred to above (heavy oil, fuel oil, etc.) is not necessary and the heat of distillation is exclusively supplied by the gases and volatiles coming from the distillation of carbonaceous materials inside the furnace.
A second means of effecting the adjustment consists in passing all or part of the fluid through zones provided with refractory walls resistant to high temperatures, inside which a temperature is maintained which is appreciably higher than the temperature which must prevail. the distillation chambers for subjecting the agglomerates to the desired treatment, these zones being suitably forced by refractory stacks and comprising all appropriate means to ensure an energetic stirring of the gases which circulate therein such as baffles, elbows, vaults, etc. , and to cause, if necessary, a slowing down of the gases, and which can also be filled with substances,
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such as nickel turnings, metal shavings) etc.
capable, by their nature, of facilitating the complete combustion of gases. Without departing from the invention, one can provide for these zones an external heating obtained by one or more gas burners or any other suitable means.
If, after having passed through the above-mentioned stacking and stacking, the fluid has a temperature too high to be able to be introduced into the distillation chamber, it is passed into a so-called mixing chamber which may be contiguous with the combustion chamber and into which is introduced at the same time as it a portion of fluid at lower temperature which has not been introduced into the very high temperature zones referred to above.
Thanks to this mixing chamber, the temperature of which is in control by acting on the register for introducing cooler additional fluid referred to above, a third means of adjusting the temperature is available.
A fourth adjustment means comprises the direct introduction of cold or hot air into the main circuit :: at selected points of this circuit, with a view to causing the combustion of the combustible materials that the fluid in these specially chosen places. , can contain. In the general case, to avoid a surface deterioration of the carbonaceous material being treated, the combustion of the combustible gases and vapors must be completed when the fluid comes into contact with these materials.
However, in certain specific cases, in particular when two conditions are met, namely: a sufficiently high fluid circulation speed and a sufficiently high proportion of combustible gases and vapors in the circulation fluid, it is possible to carry out combustion gases and
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combustible vapors within the mass of carbonaceous materials to be treated, which mass plays, in this case, the same role as the refractory stacking and baffling which was discussed above for the chambers with refractory walls at high temperatures. The main advantage of such a step, in this particular case, resides in the elimination of the pressure drop due to refractory stacking and chidings.
A fifth adjustment means applies particularly to the case where the distillation furnace comprises several chambers. In this case, the heating fluid which passes successively through said distillation chambers cools as it passes through these chambers, and exchanges its heat less and less rapidly with the carbonaceous materials contained in it. each of the distillation chambers.
In order to raise the temperature of the heating fluid to any desired level at the entrance to the various chambers, it is possible to insert, between the distillation chambers, heating devices fitted with baffle chambers and stacked chambers designed according to the above principles. above, with additional air inlet, cold or hot, either in the stacked and baffled chambers, or directly in the distillation chambers. This embodiment of the invention is particularly useful when the treatment of the carbonaceous material must follow a heating law determined as is the case for the transformation into artificial arthracitis of certain types of carbon with a high content of volatile matter or of lignite.
In this case, thanks to the adjustment means described above, it is possible to give the different
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temperature distillation chambers staged according to the desired law, the carbonaceous material being heated by its successive passage, from chamber to chamber, from the lowest temperatures to the highest temperatures.
The direct introduction of oxygen into the distillation circuit may have, in / case, in addition to the above advantages, the following additional advantages:
The circulating fluid, by suitable adjustment of the quantity of oxygen introduced, can contain, before entering the coldest distillation chamber, a sufficient quantity of residual oxygen (for example 2%) which allows the hardening of the agglomerates and prevents their swelling or deformation during treatment; according to the invention, air or oxygen can be added at the desired location so that the gases introduced into the first distillation chamber have a sufficient oxygen content;
the hardening effect can be produced similarly in the following chambers. For example, a charcoal having 32 to 35% volatile matter and a melting zone between 390 and 420, distilled as agglomerates will give either deformed agglomerates and swollen bearing the trace of a fusion, that is to say agglomerates having retained their shape and showing no sign of swelling or melting, depending on whether the quantity of oxygen contained in the circulating fluid inside the chambers having a lower temperature or equal to 390, will be zero or equal to a certain percentage.
By way of example, without the generality of the invention being restricted to this case, a method / implementation of the invention is described below and shown in the drawing in FIG. 1.
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The distillation apparatus is composed of 3 distillation chambers 1, 2,3 and a fourth chamber 4 serving as a temperature exchanger, through which the fluid flows in a closed circuit. These chambers are closed at their lower part by trays 5, 6, 7 and 8 in which are formed introduction channels for the heating fluid, and on which rest the buckets containing the material to be distilled.
This material is composed either by agglomerates of carbonaceous material with or without a binder, or by charcoal, anthracite or other natural product in pieces which have or have not undergone a suitable prior preparation, for example screening, washing, etc .; in all cases the material must be in the form of pieces allowing the heating fluid to pass through it well, but must not be in the form of a mass impermeable to the circulation of the heating fluid.
The circuit traversed by the heating fluid is as follows: on leaving the coldest distillation chamber which is chamber n 1, the fluid passes into an apparatus 9 in which it gets rid of the greater part of the condensable matter such as tar, oil, which it contains, then it is taken up by a fan-booster 10 which ensures the circulation of the fluid in the circuit; at the outlet of the fan, it passes easily into a second de-oiler device 11 in which he still abandons condensable fractions; before the appliance 10 is sucked in, a bypass pipe fitted with a valve 12 makes it possible to extract from the circuit the portion of gas which is not required for heating.
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fage of the fluid.
The other portin is discharged into chamber No. 4, passing through plate No. 8, which serves for its lower closure. In chamber '4, were introduced the materials whose distillation has been completed in chamber 3, and whose temperature is quite high, for example 400 to 7000 ° C., depending on the case. By circulating in the chamber 4, the fluid absorbs the sensible heat of the carbonaceous materials which are contained therein and which are therefore cooled to a sufficiently low temperature to be able to then be diverted into the open air without self-ignition. The fluid then passes into the refractory chambers 15-14 then enters the chamber 3 through the piping 19 and through the channels formed in the plate ?.
The circuit closes with the following route: chamber 3, chambers 15-I6, piping 20, chamber 2, chambers 17-18, piping 21 and chamber 1.
To start the oven, the procedure is as follows: with the oven empty and the trays 5, 6, 7 and 8 closed, the oven is heated for the first time using oil or tar or other fuel introduced. in the combustion chambers 22, 23, 24 by the burners 25, 26 and 27 supplied with air by pipes coming from the tank 28, the air being supplied to the burners by a suitable fan. A bucket of carbonaceous material is then introduced into chamber 1 while continuing to supply fuel oil to one or more burners 25, 26, 27.
After a certain time, the bucket is passed into chamber 2 at the same time as a second bucket of carbonaceous material is introduced into chamber 1, still maintaining the fuel oil supply. Then, in the same way, we pass the first bucket in the chamber n 3 while
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that the second bucket is introduced into chamber 2 and that a third bucket of raw material is introduced into 1, and so on. When the operating temperature of the furnace is close to being reached, the fuel oil can be reduced and even to the air introduced into the chamber 13 through 22, additional air introduced into the chamber 14 by means of the valve can be added. 30 and fan 29.
Additional air can also be introduced into chamber 16 by means of valve 31 and the same fan 29. After a certain time, the products of the distillation of carbonaceous materials are in sufficient quantity to ensure by their combustion the heat necessary for the distillation, and, from this moment, one can reduce and even completely eliminate the fuel oil supply. Exceptionally, if it is considered that the temperature of the chamber 1 is not sufficient, it is possible, by opening the valve 32, to introduce the air discharged by the fan 29 in order to cause the combustion, in chamber 18, of the combustible materials therein.
It is also possible, if it is considered necessary, to open one or more valves 33, 34 or 35 to introduce air at the base of the chambers 3, 2 or 1 in order to cause the combustion of the distillation gases within the same. materials being processed.
But, in the general case, the valves 32, 33, 34 and 35 remain closed. These valves are used above all for the introduction of oxygen which, in certain cases, it is desired to introduce into contact with the agglomerates in order to obtain a hardening effect.
In the example shown in Figure 2, we have
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indicated, by way of example, and in detail, an embodiment of the invention in which the heat necessary for the distillation is produced only in two devices, one upstream of the hottest distillation chamber and the other between the hottest room and the next room. Figure 2 further differs from Figure 1 in that the devices are shown in horizontal projection instead of being shown in vertical projection.
In Figure 2, the general arrangement is the same: chambers 1, 2 and 3 are distillation chambers, and chamber 4 serves as a temperature exchanger. The fan ensuring the circulation of the fluid is represented at 10: The fan 10 delivers the gases to an oil separator 11, then to chamber 4.
On leaving the chamber 4, the fluid passes through a pipe 40 provided with a register 41, into the chamber 42 where combustion starts, then into the chambers 43 and 44 and, in the latter, a pipe 45 provided with 'a register 46 which supplies chamber 44 with a portion of the gases which exit from chamber 4. At the exit of chamber 44, the fluid passes into chamber ni 3 which is the distillation chamber where the temperature is the highest. high; the chamber 3 and the following chamber n 2 is disposed a second heater 47 at the outlet 'of which the fluid passes to chamber 2, then to chamber 1, then finally, to complete the circuit, to chamber 4.
For muting, fuel oil is burned in chamber 48, the fuel oil being introduced by burner 49 which receives air through pipe 50. After the introduction of several buckets of carbonaceous material, it is introduced air through pipe 51 so as to cause combustion
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tion of the distillation gases in the chamber 42. Once the operating temperature has been obtained, the fuel oil supply is removed; the heat necessary for the distillation then occurs for the most part in the chamber 42.
Chambers 43 and 44 are provided with refractory baffles and stacking. In order to regulate the temperature at the inlet of the chamber 3, one acts, in particular, on the valve 46 which makes it possible to introduce a certain quantity of colder fluid coming from the chamber 4. The walls of the chamber 3 are, preferably, in refractory bricks,
The gases leaving chamber 3 contain combustible materials since, on the one hand, the combustion in chamber 43-44 may not have been complete and, on the other hand, the distillation in chamber 3 has emitted a new quantity of distillation products.
In the event that it is desired to raise the temperature at the inlet to chamber 2, the amount of air required in chamber 47 is introduced via pipe 52 provided with a valve 53, the arrangement of which is similar to room 42-43-44.
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