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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Perfectionnements à la carbonisation de matières telles que des briquettes.
Dans son brevet anglais n . 469.175 la Demanderesse a décrit un procédé pour carboniser des combustibles dans un récipient en faisant circuler dans le combustible un gaz chauffé, et elle y a indiqué qu'on décharge une partie de la charge contenue dans le récipient et qu'on ajoute ensuite du combustible frais pour reconstituer la charge requise, le chargement et le déchargement partiels étant répétés périodiquement.
Le but de la présente invention est de procurer une installation de carbonisation dans laquelle on carbonise des
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matières carbonées, notamment des briquettes, dans une chambre à travers laquelle les matières descendent, en faisant circuler dans ces matières des gaz chauffés, et dans laquelle on puisse maintenir le chauffage par circulation de gaz pendant de longues durées sans qu'il soit nécessaire de l'arrêter par exemple pendant le chargement et le déchargement intermittents de la matière ou à la suite d'une accumulation de produits de distillation dans des parties de l'installation.
On a constaté que le chargement et le déchargement intermittents de matières à carboniser est notamment important dans le cas de matières qui se ramollissent durant la carbonisation, pour la raison qu'un mouvement des matières avant qu'elles atteignent une certaine phase de carbonisation, notamment lorsqu'elles ont à supporter le poids de matières situées au-dessus d'elles, provoque une déformation et une rupture des blocs ou briquettes, abîmant ainsi le produit fini.
D'autre part, après que les blocs ou briquettes ont atteint une certaine phase de carbonisation, ils sont suffisamment durs et résistants pour résister à l'effet d'une descente même rapide dans la chambre de carbonisation et au poids de combustible frais ajouté.
Toutefois, pour obtenir une allure de production économique, il est avantageux que le procédé de carbonisation soit continu et, par conséquent, que la circulation de gaz à travers la matière ne soit pas interrompue pendant un laps de temps notable.
Pour carboniser suivant la présente invention une matière telle que notamment des briquettes de charbon, on charge des fournées de matière (appelée briquettes ci-après) dans la chambre de carbonisation à travers un récipient de chargement clos adapté sur la partie supérieure de la chambre
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et pourvu de vannes d'entrée et de sortie convenablement reliées entre elles de manière qu'on ne puisse les ouvrir toutes deux en même temps et qu'il ne soit guère nécessaire d'arrêter la circulation de gaz pendant qu'on introduit dans la chambre une fournée de briquettes.
On décharge les briquettes carbonisées du fond de la chambre par fournées pour ménager un espace dans le haut pour des fournées suivantes de briquettes fraiches. On laisse tomber chaque fournée déchargée, dans une chambre "de repos" située en-dessous de la chambre de carbonisation, en actionnant des vannes appropriées qui ne doivent pas nécessairement être étanches aux gaz vu que la sortie du fond de la chambre de carbonisation est hermétiquement fermée par un joint hydraulique ou est fermée par d'autres moyens appropriés d'empéeher une fuite de gaz à l'atmosphère et d'obvier ainsi à une interruption de la circulation de gaz pendant chaque défournement de briquettes carbonisées.
Le temps occupé à décharger des fournées successives doit être aussi court que possible car il est avantageux que la durée pendant laquelle la chambre de carbonisation n'est pas remplie jusqu'au niveau requis soit brève. L'aménagement d'une chambre "de repos" permet d'obtenir une allure de déchargement rapide sans être obligé de monter un transporteur de grande capacité ou d'autres dispositifs de transport de grande capacité pour amener les briquettes carbonisées à l'endroit de criblage ou d'emmagasinement. On décharge lentement les briquettes de la chambre "de repos" (à travers le joint hydraulique dans un des montages possibles) sur un transporteur à courroie fonctionnant à une vitesse économique,
la chambre "de repos" constituant un lieu de dépôt provisoire pour les briquettes en vue de permettre une différence d'allures du
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déchargement d'une fournée de la chambre de carbonisation et de son évacuation par le transporteur à courroie vers l'endroit d'emmagasinement.
Lorsqu'on carbonise des briquettes contenant du brai ou des liants analogues, la circulation pratiquement ininterrompue de gaz carbonisant est rendue possible par un réglage de températures sur toute l'étendue du circuit, opéré de manière à assurer l'élimination, en des endroits appropriés, des constituants qui pourraient s'accumuler et arrêter la circulation de gaz.
Par exemple, dans le cas où on fait circuler des gaz qui, en quittant la chambre de carbonisation, sont chargés d'un mélange de poussières carbonées en suspension et de vapeurs de brai et de goudron, on élimine d'abord les poussières au moyen d'une botte à chicanes ou d'un récolteur de poussières, située dans la partie du tuyau de départ où la température est telle que le brai ne s'y accumule pas, de sorte que les poussières se conservent à l'état sec et sont facilement enlevables à la main à des intervalles espacés-par exemple une fois par jour - sans qu'on arrête la circulation de gaz pendant plus de quelques minutes;
ensuite la température est abaissée graduellement par refroidissement à l'air du tuyau de départ, suffisamment pour provoquer la condensation des constituants de brai et de goudron le plus lourds, mais point en-dessous de leur température de fusion, assurant ainsi qu'ils se rendent par gravité dans un barillet hermétique convenablement disposé, qui au besoin peut contenir une huile solvante, d'où on peut retirer les dépôts ou accumulations à des intervalles appropriés sans interrompre la circulation de gaz.
Le gaz en circulation, débarrassé de poussières et
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de constituants de brai lourds, traverse des condenseurs primaire et secondaire où la température est abaissée encore davantage par des débits réglés d'eau de refroidissement et où des constituants huileux sont précipités et sont éliminés continuellement par des purgeurs appropriés sans arrêter la circulation de gaz.
Après avoir quitté les condenseurs, le gaz traverse un séparateur à cyclone destiné à éliminer encore plus de goudrons qui autrement seraient emportés sous.forme de brouillard en suspension. Afin que la température du gaz traversant le séparateur à cyclone ne soit pas affectée par les variations de la température atmosphérique, on peut la régler en enveloppant le séparateur à cyclone et en aménageant des dispositifs pour le chauffer à volonté.
Ayant ainsi éliminé autant que possible les impuretés en suspension dans le gaz, on opère l'élimination de pratiquement la totalité du brouillard par séparation centrifuge dans des ventilateurs à circulation de gaz dont on règle la température, ainsi que celle des raccords tubulaires connexes, de manière que la température du gaz se maintienne avantageusement juste au-dessus du point de solidification du goudron afin que le goudron séparé puisse être projeté par les pales du ventilateur et drainé hors de l'enveloppe du ventilateur sans interruption.
Comme exemple, un goudron d'une certaine nature exige qu'on règle entre les limites de 77 à 99 C. la température du gaz entrant dans le ventilateur; si la température est inférieure à 77 C., la projection du goudron par les pales est incomplète et un dépôt s'accumule graduellement sur les pales en étranglant et en arrêtant finalement la circulation de gaz, et si la température du gaz excède 99 C., la précipitation du brouillard de goudron
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par centrifugeage devient de moins en moins complète et il reste dans le gaz quittant les ventilateurs une proportion indésirable de brouillard résiduel.
En réglant la température du gaz dans le circuit, il est possible d'opérer sensiblement sansaucune interruption de la circulation de gaz, autre que celle requise pour éliminer les matières solides de la bofte à chicanes ou du récolteur de poussières.
On évacue du circuit l'excédent de gaz, quand une pression voulue est atteinte, au moyen d'une soupape de réduction de.pression, et pour empêcher tout dépôt sur les surfaces travaillantes-de la soupape, qui pourrait gêner son action, l'excédent de gaz traverse, avant d'arriver à la soupape, un épurateur monté à la sortie du circuit, l'épuration étant produite au moyen de créosote ou d'une autre huile solvante appropriée; ceci empêche en outre des dépôts dans les conduites à gaz principales, dans le réservoir au gazomètre égalisateur et au-delà.
La conduite de retour principale allant du réservoir ou gazomètre égalisateur au circuit du coté entrée du ventilateur de circulation comprend un joint hydraulique (de préférence de créosote ou autre huile) proportionné de manière que le gaz puisse se rendre du réservoir égalisateur au circuit quand la pression tombe dans le circuit, mais qu'il ne puisse traverser le joint en sens opposé.
On aménage des dispositifs automatiques pour actionner les différentes vannes réglant la circulation de gaz dans le circuit, et ces dispositifs peuvent être hydrauliques, mécaniques ou électriques.
Les vannes réglant le chargement de briquettes fraiches et le déchargement de briquettes carbonisées peuvent
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-Sire actionnées de manière analogue, mais de préférence elles sont commandées par une machine distincte étant donné que le cycle de chargement et de déchargement et le cycle de circulation de gaz diffèrent si notablement.
Bien que l'invention soit destinée principalement à être employée conjointement avec l'invention faisant l'objet du brevet anglais n . 469.175, il est clair qu'elle n'est pas limitée à cette application, étant donné que beaucoup de;ses caractéristiques sont applicables à d'autres procédés et appareils pour carboniser des matières par circulation de gaz chauffés.
Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple un appareil du genre spécifié dans le brevet précité de la Demanderesse, conforme à la présente invention.
1 est la chambre de carbonisation et de refroidissement, 2 est un récipient de chargement pourvu de vannes d'entrée et de sortie 2a et 2b et destiné à contenir une fournée de matière telle que des briquettes, prête à être introduite dans la chambre 1; 3 sont des portes réglant le déchargement au fond de la chambre 1 ; 4 est une conduite de vent communiquant par des lumières avec la chambre 1 et par un passage 5 avec la partie supérieure du régénérateur 6; 7 est un clapet réglant la section du passage 5 et 8 est une vanne d'entrée d'air; 9 est la cheminée à vanne partant du fond du régénérateur ; 10 est un passage à vannes compris entre le fond de la chambre 1 et le régénérateur 6 et 11 est un tuyau de circulation à gaz raccordé au passage 10 entre les vannes de celui-ci.
En-dessous des portes 3 est située la chambre "de repos" 20 en forme de trémie dont l'extrémité inférieure est engagée dans une chambre à eau 21 et au droit de l'ouverture
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de sortie de laquelle se déplace un transporteur incliné à marche lente 22, la disposition étant telle qu'une fournée de matière carbonisée refroidie puisse être rapidement déchargée dans la chambre "de repos" d'où la fournée de matière est graduellement débitée par le transporteur 22 à un transporteur à courroie 23 qui évacue la matière à l'emmagasinement.
Au lieu de faire en sorte que la chambre de repos 20 soit hermétiquement fermée par joint hydraulique et qu'un transporteur 22 élève la matière de la chambre 21, on peut donner à la chambre de repos la forme d'une chambre inclinée à vannes coulissantes bien étanches disposées au sommet et au fond de la chambre et servant à régler le courant de matière se rendant de la chambre de repos sur un transporteur à courroie à marche lente qui l'évacue à l'emmagasinement.
Les gaz quittent la chambre de carbonisation 1 par un tuyau de départ 24 et entrent directement dans une borte à chicanes ou récolteur de poussières 25 dans la partie inférieure-duquel les poussières s'accumulent et à travers lequel les vapeurs de brai et de goudron passent conjointement avec le gaz, toujours à température élevée, dens un prolongement descendant refroidi à l'air du tuyau 24., qui se termine dans un barillet hermétique 26 où les constituants de brai et de goudron le plus lourds sont interceptés;
au-dessus du barillet hermétique 26, un embranchement 27 partant du tuyau 24 va à des condenseurs primaire et secondaire 28 et 29, raccordés entre eux, où le gaz partiellement épuré se refroidit davantage et où les constituants huileux sont précipités et drainés dehors. 30 est un tuyau menant du condenseur secondaire à un séparateur à cyclone 31 pour éliminer le brouillard de goudron en suspension; ce séparateur est enveloppé et/ou muni d'une chemise de vapeur. Du sé-
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parateur 31 le gaz se rend par un tuyau 32 à un ventilateur de circulation de gaz 33 qui débite dans le tuyau 11.
Le tuyau 32 et le ventilateur 33 sont maintenus à une température qui assure que le goudron y contenu reste liquide, de manière qu'il soit projeté par les pales du ventilateur et puisse être évacué continuellement de l'enveloppe du ventilateur.
34 est un tuyau d'embranchement menant du tuyau 11 à un épu- -rateur 35 dont le tuyau de sortie de gaz 36 est pourvu d'une soupape de réduction de pression 37 par laquelle l'excédent de gaz peut passer du circuit à un réservoir égalisateur 38; un tuyau d'embranchement 39 partant du tuyau 36 est plongé dans un joint hydraulique 40 par lequel le gaz peut gagner le circuit de gaz du coté entrée du ventilateur 33 quand la pression tombe dans le circuit. 41 est une conduite prin- cipale pour l'évacuation du gaz en excès. 42 est'une souffle- rie servant à débiter de l'air à la partie supérieure du ré- générateur lorsqu'on veut brûler le gaz provenant de la cham- bre 1 pour chauffer le régénérateur. 43 désigne une commande automatique reliée aux vannes qui règlent la circulation de gaz;
si l'on veut actionner automatiquement les vannes 2a, 2b et 3, il faut employer une commande distincte.
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