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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.