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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Procédé et dispositif pour enfourner des cornues de distilla- tion dans des fours à chambre horizontale.
La présente invention concerne l'enfournement des cornues de distillation dans des fours à chambre horizontale en vue de produire au lieu de coke de distillation à haute température, du coke de distillation à température basse ou moins élevée dans des fours à chambre de construction usuelle qui peuvent aussi être, par exemple, des fours à coke existants.
Selon l'invention, le nouveau mode d'enfournement des cornues de distillation dans des fours à chambre horizontale consiste à amener dans la chambre du four, sur une plaque de fond, des cornues verticales placées en file sur une enfourneuse, et à les retirer ensuite, par le même chemin, au
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moyen de la plaque de fond, après que la distillation est achevée. Après qu'on a retiré la plaque de fond, on laisse encore les cornues sur l'enfourneuse en vue de refroidir le coke de distillation par refroidissement à l'air des parois des cornues, ce qui demande une demi-heure à une heure suivant l'épaisseur de la couche de charbon à distiller. Puis on amène la plaque de fond, portant les cornues, au-dessus d'un silo et on défourne par le bas le contenu des cornues.
Dans cette position, on charge alors les cornues vides à l'aide d'un réservoir à charbon et on les amène de nouveau dans la chambre du four sur la plaque de fond commune. De préférence, on vide et on charge les cornues sur l'enfourneuse servant à enfourner et défourner les cornues. A cet effet on déplace latéralement, c'est-à-dire perpendiculairement au mouvement d'enfournenent et de défournement des cornues, d'un côté à l'autre ou jusqu'au milieu de l'enfourneuse, la plaque de fond portant les cornues verticales qui, suivant la longueur et la largeur de la chambre, peuvent être au nombre de 10 à 25 environ, et on vide et on charge les cornues dans deux positions successives sur l'enfourneuse. Au lieu de cela én peut aussi maintenir la file de cornues dans la même position pour vider et charger successivement les cornues.
Pendant qu'on vide et qu'on charge les cornues, on imprime des secousses aux cornues ou à la plaque de fond pour faciliter ces deux opérations, notamment pour empêcher la formation de cavernes pendant le chargement des cornues et, en outre, pour tasser le charbon dans toute mesure voulue.
La mobilité latérale de la plaque de fond d'un côté à l'autre de l'enfourneuse, permet de placer côte-à-côte sur l'enfourneuse un certain nombre de plaques de fond portant des cor-
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nues de distillation.
On décrira ci-après, en se référant aux dessins annexés,une forme d'exécution d'un dispositif conforme à l'invention, servant à réaliser les opérations précitées.
Fig. 1 est une coupe verticale d'une enfourneuse suivant l'invention, faite suivant la ligne I-I de la Fig. 2 en regardant vers la batterie de fours.
Fig. 2 est une coupe verticale suivant la ligne II-II de la Fig. 1.
Figs. 3 et 4 montrent à plus grande échelle des détails des cornues de distillation, Fig. 3 étant une coupe horizontale suivant la ligne III-III de la Fig. 1 et Fig. 4 étant une coupe verticale suivant la ligne IV-IV de la Fig. 3.
1 est un chariot roulant dans les deux sens sur des rails posés devant la batterie de fours à chambres horizontales 2. Sur le chariot 1 sont placées un grand nombre de plaques de fond 3, qu'on peut donc ainsi enfourner dans les chambres et défourner de celles-ci. En outre, on peut déplacer les plaques de fond 3 perpendiculairement à la direction de leur mouvement d'enfournement et de défournement, depuis chaque extrémité du chariot jusqu'au milieu de celuici, au moyen de commandes à chaîne 17 ou leur équivalent.
Chaque plaque de fond porte une file de cornues de distillation verticales qui sont constituées par un noyau 4, supporté par la plaque de fond, et par une enveloppe extérieure amovible 5. Par exemple, comme le montre la Fig. 4, on enfile le noyau 4, de haut en bas, sur une fusée verticale 15 fixée à la plaque de fond 3, de façon que non seulement il soit maintenu en place, mais encore qu'on puisse lui imprimer éventuellement une rotation dans le but spécifié ci-après. Il est avantageux de donner au noyau 4 la forme
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d'un tronc de cône s'évasant de haut en bas afin de faciliter le défournement de l'espace annulaire 7 de la cornue.
L'enveloppe extérieure 5 peut avoir une forme conique de même allure que le noyau intérieur. Suivant le chauffage du four à chambre horizontale - qui peut être uniforme ou avoir une intensité variant dans le sens de la hauteur de la chambre - on donne à l'intervalle annulaire 7 compris entre le noyau conique 4 et l'enveloppe 5 une section uniforme ou variant dans le sens de la hauteur, pour que la charge de charbon ait, à l'avenant, une épaisseur uniforme ou une épaisseur plus grande dans la partie supérieure ou dans la partie inférieure de la cornue. Pour permettre aux gaz de distillation développés de sortir plus facilement et par un chemin plus court, on peut percer dans l'enveloppe extérieure 5 et/ou dans le corps creux constituant le noyau 4 des fentes, trous ou ouvertures analogues pour la sortie des gaz.
Les gaz de distillation sortants passent alors à la conduite montante usuelle par la partie non remplie de la chambre du four.
En retirant de la chambre du four la plaque de fond 3 portant les cornues de distillation, on l'amène sur un côté de l'enfourneuse et on la déplace de là, latéralement, vers le milieu de 15enfourneuse, au-dessus du silo à coke 8, dans la position 9 où on vide les cornues en retirant par le haut l'enveloppe extérieure 5. Le coke tombe dans le silo 8 et on peut le décharger de là, de temps à autre, sur une courroie transporteuse passant en-dessous de l'enfourneuse. De la position 9 la plaque de fond 3 passe à la position 10 où on charge les cornues par le haut depuis le réservoir à charbon 11.
Pendant le chargement, comme le montre la Fig. 1,
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on ébranle ou on secoue les cornues ou la plaque de fond 3 pour pouvoir charger aisément l'espace annulaire 7 en tassant en même temps le charbon. Par exemple, on ébranle ou on secoue toutes les cornues au moyen de marteaux pneumatiques 12 qui frappent à cadence rapide, de bas en haut, la plaque de fond 3.
On peut aussi, par exemple, opérer un certain tassement qui reste encore efficace pendant la distillation du charbon enfourné, en n'enfilant d'abord que partiellement sur la fusée 15 de la Fig. 4 le noyau 4, chargé de préférence d'un poids considérable et renversé de façon que son évasement soit tourné vers le haut, pour ne l'enfoncer davantage dans le charbon, de haut en bas, vers sa position inférieure, ou pour ne le laisser s'enfoncer spontanément par suite de son poids propre, que lorsque le chargement du charbon dans la cornue est achevé. Au lieu d'enfoncer le noyau de haut en bas de la manière décrite, on peut aussi tirer vers le haut l'enveloppe extérieure qui doit alors s'évaser de bas en haut et on maintient le noyau fixe en lui donnant au besoin un grand poids; de cette façon on arrive également à tasser le charbon.
Pour faciliter le défournement du coke distillé contenu dans l'espace annulaire 7 et pour avoir une grosseur de coke courante sur le marché, on dispose radialement dans l'espace annulaire 7 des cloisons 13 (Fig. 3). Les cloisons comportent à leur tour des saillies transversales, réparties sur la hauteur de la cornue, qui resserrent la colonne de coke.
On défourne le contenu de la cornue en soulevant l'enveloppe extérieure 5 au moyen du dispositif de levage 14.
Ou bien on peut aussi constituer l'enveloppe de plusieurs
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éléments périphériques qu'on enlève alors latéralement. Il peut être avantageux de faire fonctionner également pendant qu'on vide les cornues le dispositif secoueur 12 décrit plus haut, pour que le coke se détache plus facilement des parois des cornues.
Pour diminuer le nombre requis de groupes de cornues ou de plaques de fond, on peut avantageusement charger dans des silosà coke,immédiatement après avoir retiré de la chambre du four la plaque de fond, le coke distillé encore incandescent,et y éteindre le cokeà sec par étouffement à l'abri de l'air.' Dans ce cas on prévoit plusieurs séries de silos à coke suivant le nombre de files de cornues dans lesquelles la cokéfaction s'achève pendant le temps que dure l'extinction. On peut aussi évacuer immédiatement, sur un transporteur, le coke incandescent et l'éteindre à sec à un autre endroit en utilisant sa chaleur sensible.
En supposant comme précédemment que toutes les sections horizontales sont circulaires, on peut donner aux cornues de distillation, pour des fours à coke dont la chambre est de largeur usuelle, des dimensions qui sont par exemple les suivantes:
Le diamètre de l'ouverture inférieure de l'enveloppe extérieure 5 est d'environ 400 mm pour une chambre de 450 mm. de large; le diamètre de l'ouverture supérieure est d'environ 300 mm. pour une conicité de 100 mm. On donne à la surface extérieure du noyau intérieur 4 un rayon inférieur au diamètre intérieur de l'enveloppe extérieure, de par exemple environ 60 à 80 mm. en bas et en haut, de manière à avoir une charge de charbon dont l'épaisseur correspond à la dimension précitée.
Dans ces conditions, le nombre de cornues qu'on peut loger dans un four à coke de dimensions
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normales est d'environ 25. Pour ce nombre de cornues et la faible épaisseur de la couche de charbon qui a pour résultat une plus grande vitesse de cokéfaction, la chambre du four a la même capacité de production par heure que lorsqu'on opère la cokéfaction à haute température.
Pour assurer une cokéfaction uniforme du contenu des cornues il peut être avantageux de modifier la position des différentes cornues dans la chambre en leur imprimant un déplacement angulaire pendant la durée de la cokéfaction. A cet effet on emploie la disposition représentée sur la Fig. 4. La rotation, qui n'est éventuellement que temporaire, est transmise par exemple à partir du plafond du four, par l'arbre 16 commandé à la main, au noyau 4, au moyen d'un toc d'entraînement, bout carré ou organe analogue. En outre on peut avoir un agencement tel qu'une cornue entraînée communique sa rotation aux autres cornues disposées dans la même file, au moyen de roues dentées adaptées à la périphérie de toutes les cornues. De cette façon on peut aussi produire éventuellement un entraînement continu de toutes les cornues.
Au lieu de la transmission à engrenages on peut prévoir un système de tringles et de leviers qui fait tourner chaque fois les cornues d'environ 90 dans les deux sens.
Quand on ne fait pas tourner les cornues, on peut leur donner une base non circulaire, par exemple elliptique, carrée ou d'une autre forme polygonale. Toutefois la forme purement circulaire présente entre autres l'avantage que par suite de la compensation des tensions, rendue possible par la forme annulaire, on évite toute déformation en saillie ou en retrait due à l'échauffement et au refroidissement.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
PATENT OF INVENTION Method and device for placing distillation retorts in horizontal chamber furnaces.
The present invention relates to the charging of the distillation retorts in horizontal chamber furnaces in order to produce instead of high temperature distillation coke, low or lower temperature distillation coke in chamber furnaces of conventional construction which can also be, for example, existing coke ovens.
According to the invention, the new method of charging distillation retorts in horizontal chamber ovens consists in bringing into the oven chamber, on a base plate, vertical retorts placed in a line on a charging machine, and in removing them. then, by the same path, to
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middle of the bottom plate, after the distillation is completed. After removing the bottom plate, the retorts are still left in the charging machine to cool the distillation coke by air cooling the retort walls, which takes half an hour to an hour later. the thickness of the carbon layer to be distilled. Then we bring the bottom plate, carrying the retorts, above a silo and we unload the contents of the retorts from below.
In this position, the empty retorts are then loaded with a charcoal container and brought back into the furnace chamber on the common base plate. Preferably, the retorts are emptied and loaded onto the charging machine used for charging and removing the retorts. For this purpose we move laterally, that is to say perpendicular to the movement of charging and discharging retorts, from one side to the other or up to the middle of the charging machine, the base plate carrying the vertical retorts which, depending on the length and width of the chamber, may number from 10 to about 25, and the retorts are emptied and loaded in two successive positions on the charging machine. Instead, the retort line can also be kept in the same position to successively empty and load the retorts.
While emptying and loading the retorts, shakes are given to the retorts or to the bottom plate to facilitate both of these operations, particularly to prevent cavity formation during retort loading and, in addition, to tamp coal to any extent desired.
The lateral mobility of the bottom plate from one side of the loader to the other, makes it possible to place side by side on the loader a certain number of base plates bearing cor-
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naked distillation.
With reference to the accompanying drawings, an embodiment of a device according to the invention, serving to carry out the aforementioned operations, will be described below.
Fig. 1 is a vertical section of a charging machine according to the invention, taken along the line I-I of FIG. 2 looking towards the battery of ovens.
Fig. 2 is a vertical section taken along the line II-II of FIG. 1.
Figs. 3 and 4 show details of the distillation retorts on a larger scale, Fig. 3 being a horizontal section along the line III-III of FIG. 1 and Fig. 4 being a vertical section along the line IV-IV of FIG. 3.
1 is a trolley rolling in both directions on rails placed in front of the battery of horizontal chamber ovens 2. On the trolley 1 are placed a large number of bottom plates 3, which can therefore be placed in the chambers and unloaded. of these. In addition, the bottom plates 3 can be moved perpendicularly to the direction of their movement of charging and discharging, from each end of the carriage to the middle thereof, by means of chain controls 17 or their equivalent.
Each bottom plate carries a row of vertical distillation retorts which are constituted by a core 4, supported by the bottom plate, and by a removable outer casing 5. For example, as shown in FIG. 4, the core 4 is threaded, from top to bottom, on a vertical spindle 15 fixed to the bottom plate 3, so that not only is it held in place, but also that it can possibly be rotated in the purpose specified below. It is advantageous to give the core 4 the form
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a truncated cone widening from top to bottom in order to facilitate the removal of the annular space 7 of the retort.
The outer casing 5 may have a conical shape having the same shape as the inner core. Depending on the heating of the horizontal chamber furnace - which may be uniform or have an intensity varying in the direction of the height of the chamber - the annular gap 7 between the conical core 4 and the casing 5 is given a uniform section or varying in the direction of the height, so that the load of carbon has, accordingly, a uniform thickness or a greater thickness in the upper part or in the lower part of the retort. To allow the distillation gases developed to exit more easily and by a shorter path, it is possible to pierce in the outer casing 5 and / or in the hollow body constituting the core 4 slits, holes or similar openings for the outlet of the gases. .
The outgoing distillation gases then pass to the usual riser through the unfilled part of the furnace chamber.
By removing the bottom plate 3 carrying the distillation retorts from the furnace chamber, it is brought to one side of the charging machine and moved from there, laterally, to the middle of the charging machine, above the silo. coke 8, in position 9 where the retorts are emptied by removing the outer casing 5 from above. The coke falls into silo 8 and can be unloaded from there, from time to time, on a conveyor belt passing through- below the oven. From position 9 the bottom plate 3 goes to position 10 where the retorts are loaded from the top from the carbon tank 11.
During charging, as shown in Fig. 1,
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the retorts or the base plate 3 are shaken or shaken in order to be able to easily load the annular space 7 while at the same time compacting the carbon. For example, we shake or shake all the retorts by means of pneumatic hammers 12 which strike at a rapid rate, from the bottom up, the base plate 3.
It is also possible, for example, to operate a certain compaction which still remains effective during the distillation of the charcoal in the oven, by first threading only partially on the rocket 15 of FIG. 4 the core 4, preferably loaded with considerable weight and turned upside down so that its flaring is turned upwards, so as not to push it further into the coal, from top to bottom, towards its lower position, or to let sink spontaneously owing to its own weight, only when the loading of the carbon into the retort is completed. Instead of pushing the core from top to bottom in the manner described, we can also pull up the outer casing which must then flare from the bottom up and we keep the core fixed giving it a large weight; in this way, the coal is also compacted.
To facilitate the discharge of the distilled coke contained in the annular space 7 and to have a size of coke common on the market, partitions 13 are placed radially in the annular space 7 (FIG. 3). The partitions in turn have transverse projections, distributed over the height of the retort, which tighten the coke column.
The contents of the retort are removed by lifting the outer casing 5 by means of the lifting device 14.
Or we can also constitute the envelope of several
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peripheral elements which are then removed laterally. It may be advantageous to operate also while emptying the retorts the shaker device 12 described above, so that the coke is more easily detached from the walls of the retorts.
To reduce the required number of groups of retorts or bottom plates, it is advantageously possible to load into coke silos, immediately after removing the bottom plate from the oven chamber, the still glowing distilled coke, and quench the dry coke there. by suffocation away from the air. ' In this case, several series of coke silos are provided depending on the number of rows of retorts in which the coking is completed during the time that the extinction lasts. One can also immediately evacuate, on a conveyor, the incandescent coke and extinguish it dry in another place using its sensible heat.
Assuming as previously that all the horizontal sections are circular, we can give the distillation retorts, for coke ovens whose chamber is of usual width, dimensions which are for example the following:
The diameter of the lower opening of the outer casing 5 is approximately 400 mm for a 450 mm chamber. wide; the diameter of the top opening is about 300mm. for a taper of 100 mm. The outer surface of the inner core 4 is given a radius smaller than the inner diameter of the outer shell, for example about 60 to 80 mm. at the bottom and at the top, so as to have a load of carbon whose thickness corresponds to the aforementioned dimension.
Under these conditions, the number of retorts that can be accommodated in a coke oven of dimensions
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normal is about 25. For this number of retorts and the thinness of the carbon bed which results in a higher coking rate, the furnace chamber has the same production capacity per hour as when operating the high temperature coking.
To ensure uniform coking of the contents of the retorts, it may be advantageous to modify the position of the various retorts in the chamber by imparting to them an angular displacement during the duration of the coking. For this purpose, the arrangement shown in FIG. 4. The rotation, which is possibly only temporary, is transmitted for example from the ceiling of the furnace, by the shaft 16 controlled by hand, to the core 4, by means of a drive lock, square end. or the like. In addition, it is possible to have an arrangement such that a driven retort communicates its rotation to the other retorts arranged in the same row, by means of toothed wheels adapted to the periphery of all the retorts. In this way it is also possible, if necessary, to produce a continuous drive of all retorts.
Instead of the gear transmission, a system of rods and levers can be provided which turns the retorts each time by approximately 90 in both directions.
When retorts are not rotated, they can be given a non-circular base, for example elliptical, square, or some other polygonal shape. However, the purely circular shape has the advantage, among other things, that, as a result of the compensation of the tensions, made possible by the annular shape, any protruding or receding deformation due to heating and cooling is avoided.