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Four à coke et à gaz à régénération de chaleur à chauffage par le bas.
La présente invention se rapporte à un four à coke et à gaz à régénération de chaleur, à chauffage par le bas, soit alternativement au moyen de gaz de four à coke dit "riche" ou de gaz pauvre de gazogène, de hauts- fourneaux, etc., soit uniquement au moyen de gaz pauvre.
L'on sait qu'il est possible de chauffer les fours à coke dits "compounds" à volonté, soit avec du gaz de, fours à coke dit riche, soit avec du gaz dit pauvre, de gazogène, hauts-fourneaux, etc.. (de pouvoir calorifique inférieur à celui du gaz de fours à coke).
L'on sait d'autre part que le gaz dit riche n'est pas nécessairement chauffé 'avant son, admission aux brû- leurs de chauffage, tandis que le gaz dit pauvre est pré- chauffé au moyen des calories de récupération. Ce pré- chauffage est obtenu au moyen de régénérateurs parcou- @
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rus alternativement par les fumées et par l'air et le gaz pauvre.
Il est connu aussi que la valeur et le rendement thermique d'un four dépendent essentiellement de la préci.- sion de la répartition des fluides aux différents brûleurs, du réglage de la combustion à ceux-ci et de l'étanchéité dees parties constitutives empêchant les court-circuits entre les fluides chauffants et les fumées.
Enfin, il existe des fours dits à chauffage par le bas, généralement appelés "underfired" dans lesquels les organes de réglage des quantités de gaz pauvres ou riches et de l'air de combustion sont situés en-dessous de la , dalle supportant les fours et par conséquent facile'nient accessibles et réglables individuellement.
La présente invention est relative à un four à coke ou à gaz à régénération de chaleur à chauffage par le bas au moyen de gaz riche de fours à coke ou de gaz pauvre de gazogène, de hauts-fourneaux ou autres eta pour butd'ob- tenir : a) une répartition parfaite des fluides aux différents brûleurs, b) un réglage individuel remarquablement précis de la com- bustion de chacun de ces brûleurs , c) une très grande étanchéité du système de distribution des fluides réduisant au minimum les possibilités de fuites entre le gaz et l'air d'une part, les fumées d'autre part, d) une simplification et une très grande concentration de ce système de distribution.
Ce four est caractérisé essentiellement par la pré- sence, à raison d'une unité par deux chambres de carbonisation, d'appareils répartiteurs entièrement métalliques dénommés "caissons" qui s'étendent suivant la longueur de la chambre, qui comportent une série de compartiments pour le gaz ri- @
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che, le gaz pauvre et l'air de combustion et éventuellement l'air de dégraphitage, et qui concentrent les conduits ou carneau.,-, habituellement indépendants, et en ce que, sur chacun de ces compartiments, sont branchés une série de tuyauteries qui sont munies de vannes facilement acces- sibles, qui débitentles fluides dans les tuyaux étanches en métal approprié et.
qui amènent les fluides, à travers la dalle et les maçonneries d'infrastructure pour le gaz pauvre et pour l'air, jusqu'à la base des régénérateurs et pour le gaz riche jusqu'à un point déterminé du con- duit d'alimentation des brûleurs.
Ces fluides sont donc ainsi amenés sans aucune chance de fuite, en quantité strictement réglable, pour chaque tuyauterie là où ils doivent commencer leur cir- cuit dans le four.
Le nombre de ces tuyauteries est fonction du nom- bre de carneaux de piedroits desservis par un même régéné- rateur.
La forme des caissons peut être quelconque, pour autant qu'ils comportent le nombre de compartiments re- quis.
Ils pourront par exemple être de section rectan- gulaire et être composés d'une série de compartiments également, rectangulaires juxtaposés en tôles pliées et assemblées de façon à réduire le nombre de joints au strict minimum.
Tous les joints sont disposés de façon à être facilement assemblés et placés de telle sorte qu'une fuite ne puisse créer de court-circuit entre deux com- partiments et puisse être facilement décelée.
Ce caisson rectangulaire compartimenté, réunis- sant en une seule toutes les tuyauteries existant dans les systèmes connus, permet de dégager la salle en-des- sous des fours et de concentrer toutes les vannes de régla-// ge.
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Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exem- ple, une batterie de fours à coke à régénération "compound" à chauffage par le bas, établie suivant la présente in- vention.
La figure I estune coupe verticale par le plan axial d'un piédroit et d'un maitre-mur séparant lesré- générateurs, soit suivant la ligne A-A de la fig.III.
La figure II est une coupe verticale suivant le plan axial d'une chambre de carbonisation, d'un régéné- rateur et des tuyaux de distribution de gaz pauvre et d'air de combustion alimentés par les caissons, soit sui- vant la ligne B-B de la figure III . ,
La figure III est une, coupe verticale des fours suivant un plan perpendiculaire au plan médian d'une chambre de carbonisation.
La figure IV est une coupe identique à celle de la figure III, mais donnant à plus grande échelle la base de l'infrastructure et la salle des caissons , sous les fours.
La figure V est une coupe horizontale d'un cais- son de section rectangulaire.
La figure VI est une coupe verticale d'un cais- son de section rectangulaire.
La figure VII est une coupe horizontale à travers un groupe de régénérateurs.
Comme montré par ces dessins, la batterie comprend une série de chambres de carbonisation 1 séparées par des piedroits 2 composés de carneaux accouplés deux à deux alternativement montants et descendants 3 et 4, le massif de sous-sole5, les groupes de régénérateurs 6-6' et 7-7' situés de part et d'autre des maîtres-murs 8.
Les groupes de régénérateurs 6-6' et 7-7' sont cloisonnés longitudinalement et transversalement sur tou- te leur hauteur, de façon à former une série de régénéra-
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teurs de même section en forme de puits juxtaposés.
Chaque paire de carneaux (3 ou 4) communique par les conduits 9-9' avec les régénérateurs correspon- dants à gaz pauvre 6 et à air 7.
En-dessous de chaque groupe de régénérateur 6-6' ou 7-7', il y a un carneau collecteur 10 ou 10' d'éva- cuation des fumées, communiquant par ses extrémités avec les galeries collectrices 11 et 11'. Des conduits 12-12' établissent la communication d'une part entre la base des régénérateurs 6-7 et les carneaux 10 et d'autre part entre 6'-7' et 10'.
Les galeries 10 et 10' servent donc uniquement à l'évacuation des fumées vers les galeries collectrices et ne sont jamais utilisées comme conduite de fluide frais, ce qui constitue un avantage important du four.
Des tuyaux verticaux 14 et 14' servent alterna- tivement à l'amenée de gaz. riche ou d'air de dégraphitage et pénètrent jusqu'à un point déterminé du conduit 14" d'alimentation des brûleurs; des tuyaux 15 et 15', 16 et 16' amènent le gaz pauvre et l'air de combustion à la base des régénérateurs.
Conformément à l'invention, on'prévoit des cais- sons 17 qui s'étendent sur toute la longueur d'une chambre, qui alimentent chaque fois deux chambres et qui comprennent dans l'exemple représenté, huit compartiments 18-19-20-21- 22-23-24-25.
Les compartiments 18-19 et les tuyaux 15-15' ser- vent alternativement au gaz pauvre ; lescompartiments 20 et 21 et les tuyaux 16 et 16' à l'air de combustion et les compartiments 22-23-24 et 25 et les tuyaux 14 et 14' au gaz riche et à l'air de dégraphitage.
Il y a de chaque côté de la batterie un collecteur à gaz pauvre 26-26', un collecteur à air de combustion 27-27' et un collecteur à gaz riche 28-28'.
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L'admission du gaz pauvre dans chaque caisson 8 se fait au moyen d'une vanne 29-29', celle de l'air de combustion au moyen d'une vanne 30-30' et celle du gaz riche et de l'air de dégraphitage au moyen de robinets de renversement 31-31'.
Le gaz pauvre est amené du collecteur 26-26' par un conduit 32-32t débouchant dans un tuyau 33-33 muni d'une vanne 34-34' et branche sur un conduit 36-36' relié au collecteur 27-27' à air de combustion. Sur le tuyau 32-32' se trouve encore une vanne 35-35' et le pas- sage du gaz riche au gaz pauvre se fait aisément au moyen des vannes 34-34' et 35-35'.
Le gaz riche passe du collecteur 28-28' au cais- son 8 par des conduits 37 sur lesquels se trouvent les robinets 31 auxquels aboutissent des tuyaux 38 d'amenée d'air de dégraphitage raccordés aux conduits 36.
Un avantage important d'un four tel que décrit est qu'il ne possède dans l'infrastructure au pied des régénérateurs aucun canal horizontal servant de carneau de fluide frais.
L'exemple ci-dessus est indicatif et non-limi- tatif, la présente invention étant applicable à d'autres types de fours.
C'est ainsi qu'elle s'applique parfaitement à une batterie chauffée uniquement au gaz pauvre; dans ce cas, les compartiments 22-23-24 et 25 et toutes les tuyau- teries et robinetteries correspondantes sont supprimées.
La présente invention s'applique également à d'autres types de fours où les carneaux de piedroits au lieu d'être groupées deux à deux le seraient d'une autre façon.
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Heat regenerating gas and coke oven with bottom heating.
The present invention relates to a coke and gas oven with heat regeneration, heating from the bottom, either alternately by means of so-called "rich" coke oven gas or lean gas from a gasifier, from blast furnaces, etc., or only by means of lean gas.
We know that it is possible to heat so-called “compound” coke ovens at will, either with so-called rich coke oven gas, or with so-called lean gas, gasifier, blast furnaces, etc. . (of lower calorific value than that of coke oven gas).
It is also known that the so-called rich gas is not necessarily heated before its admission to the heating burners, while the so-called lean gas is preheated by means of the recovery calories. This preheating is obtained by means of regenerators through- @
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rus alternately by smoke and by air and lean gas.
It is also known that the value and the thermal efficiency of a furnace depend essentially on the precision of the distribution of the fluids to the various burners, the regulation of the combustion therein and the tightness of the constituent parts preventing short circuits between heating fluids and fumes.
Finally, there are so-called bottom-heating furnaces, generally called "underfired" in which the members for adjusting the quantities of lean or rich gas and of the combustion air are located below the slab supporting the furnaces. and therefore easily accessible and individually adjustable.
The present invention relates to a coke or gas oven with heat regeneration with bottom heating by means of rich gas from coke ovens or lean gas from a gasifier, from blast furnaces or the like, and its aim is to ob- maintain: a) perfect distribution of fluids to the different burners, b) remarkably precise individual adjustment of the combustion of each of these burners, c) very tightness of the fluid distribution system, reducing the possibility of leaks to a minimum between gas and air on the one hand, fumes on the other hand, d) simplification and very high concentration of this distribution system.
This furnace is essentially characterized by the presence, at a rate of one unit per two carbonization chambers, of all-metal distribution devices called "boxes" which extend along the length of the chamber, which comprise a series of compartments. for gas ri- @
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che, the lean gas and the combustion air and possibly the degraphitizing air, and which concentrate the ducts or flue., -, usually independent, and in that, on each of these compartments, a series of pipes are connected which are fitted with easily accessible valves, which deliver the fluids into the sealed pipes of suitable metal and.
which bring the fluids, through the slab and the infrastructural masonry for the lean gas and for the air, to the base of the regenerators and for the rich gas to a determined point in the supply pipe burners.
These fluids are thus brought without any chance of leakage, in strictly adjustable quantities, for each pipe where they must begin their circuit in the furnace.
The number of these pipes is a function of the number of flue pipes served by the same regenerator.
The shape of the boxes can be any, as long as they include the required number of compartments.
They could for example be of rectangular section and be composed of a series of compartments also, rectangular juxtaposed in folded sheets and assembled so as to reduce the number of joints to the strict minimum.
All gaskets are arranged in such a way that they can be easily assembled and placed so that a leak cannot create a short circuit between two compartments and can be easily detected.
This compartmentalized rectangular box, bringing together in one all the pipes existing in the known systems, makes it possible to clear the room below the furnaces and to concentrate all the adjustment valves.
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The accompanying drawings show, by way of example, a battery of bottom-heated "compound" regenerative coke ovens constructed in accordance with the present invention.
Figure I is a vertical section through the axial plane of a side wall and a main wall separating the generators, or along line A-A in fig.III.
FIG. II is a vertical section along the axial plane of a carbonization chamber, of a regenerator and of the lean gas and combustion air distribution pipes supplied by the caissons, i.e. along line BB of figure III. ,
Figure III is a vertical section of the furnaces along a plane perpendicular to the median plane of a carbonization chamber.
Figure IV is a section identical to that of Figure III, but showing on a larger scale the base of the infrastructure and the caisson room, under the ovens.
Figure V is a horizontal section of a box of rectangular section.
Figure VI is a vertical section of a box of rectangular section.
Figure VII is a horizontal section through a group of regenerators.
As shown by these drawings, the battery comprises a series of carbonization chambers 1 separated by feet 2 composed of flues coupled two by two alternately up and down 3 and 4, the sub-sole5, the groups of regenerators 6-6 'and 7-7' located on either side of the main walls 8.
The groups of regenerators 6-6 'and 7-7' are partitioned longitudinally and transversely over their entire height, so as to form a series of regenerators.
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teurs of the same section in the form of juxtaposed wells.
Each pair of flues (3 or 4) communicates via conduits 9-9 'with the corresponding regenerators for lean gas 6 and air 7.
Below each group of regenerators 6-6 'or 7-7', there is a collecting flue 10 or 10 'for evacuating the fumes, communicating at its ends with the collecting galleries 11 and 11'. Ducts 12-12 'establish communication on the one hand between the base of the regenerators 6-7 and the flues 10 and on the other hand between 6'-7' and 10 '.
The galleries 10 and 10 'therefore serve only for the evacuation of the fumes to the collecting galleries and are never used as a pipe for fresh fluid, which constitutes an important advantage of the furnace.
Vertical pipes 14 and 14 'serve alternately for the gas supply. rich or degraphitizing air and penetrate to a determined point of the duct 14 "for supplying the burners; pipes 15 and 15 ', 16 and 16' bring the lean gas and the combustion air to the base of the regenerators.
According to the invention, there are provided boxes 17 which extend over the entire length of a chamber, which each supply two chambers and which comprise in the example shown, eight compartments 18-19-20- 21-22-23-24-25.
Compartments 18-19 and pipes 15-15 'serve alternately for lean gas; the compartments 20 and 21 and the pipes 16 and 16 'to the combustion air and the compartments 22-23-24 and 25 and the pipes 14 and 14' to the rich gas and the degraphitizing air.
On each side of the battery there is a lean gas manifold 26-26 ', a combustion air manifold 27-27' and a rich gas manifold 28-28 '.
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The admission of the lean gas into each box 8 is made by means of a valve 29-29 ', that of the combustion air by means of a valve 30-30' and that of the rich gas and air. degraphing by means of reversal taps 31-31 '.
The lean gas is brought from the manifold 26-26 'by a pipe 32-32t opening into a pipe 33-33 provided with a valve 34-34' and branched into a pipe 36-36 'connected to the manifold 27-27' at combustion air. On pipe 32-32 'there is still a valve 35-35' and the change from rich gas to lean gas is easily done by means of valves 34-34 'and 35-35'.
The rich gas passes from the manifold 28-28 'to the box 8 via conduits 37 on which the taps 31 are located, to which terminate pipes 38 for supplying degraphing air connected to the conduits 36.
An important advantage of a furnace as described is that it does not have in the infrastructure at the foot of the regenerators any horizontal channel serving as a flue for fresh fluid.
The above example is indicative and non-limiting, the present invention being applicable to other types of furnaces.
Thus it is perfectly applicable to a battery heated only with lean gas; in this case, compartments 22-23-24 and 25 and all the corresponding pipes and fittings are deleted.
The present invention also applies to other types of ovens where the flues of piedroits instead of being grouped two by two would be in another way.