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"Four à coke à récupération"
L'invention est relative à un dispositif de four à coke à récupération et concerne particulièrement un four à coke à marche continue remettant la récupération de la Majeure partie des calories contenues dans la coke incandescent, lors de son défournement.
Il est important actuellement dans le rendement des fours à coke, de pouvoir améliorer la rapport calories-gaz / calories-coke, en face des nouveaux besoins exiges par le développement des industries chimiques et par l'emploi des gaz comme carburants au pour le chauffage des fours industriels.
Dans les systèmes actuels de fours à coke, les calories contenues dans le coke incandescent sont perdues lors du défournement et représentent plus de 40% des calories fournies poix la cokéfaction.
La présente invention a pour but, d'une part, de récupérer la majeure partie de cas,calories contenues dans le coke incan- descent et, d'autre part, d'augmenter la quantité de caloriesgaz, par la production d'une importante quantité de gaz à l'eau obtenue par la réaction de la vapeur d'eau dégagée lors du re- froidissement du coke, sur une partie du coke produit, ce gaz à l'eau formant avec le gaz de four ordinaire, un gaz mixte d'un pouvoir calorifique d'environ 3400 calories.
Suivant l'invention, le dispositif comporte un four à cuve verticale alimenté d'une façon continue par la partie supérieure et dans lequel le coke descend progressivement,par gravité, pour tomber, à la partie inférieure du four, dans une cuve d'eau chaude, après avoir étépréalablement refroidi et disloqué par des in
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jectiona d'eau dont la vapeur rsagit sur une partie du coke incandescent pour fonder du gaz à l'eau qui vi(,,r±lru 1 s'ajouter au gaz fourni par la cokéfaction proprement dite, tandis que le coke précipité dans la dite cuve est évacué par intermittence à lapartie inférieure du four, par un transporteur Mécanique.
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1.. simple titre d' e:euple, une forme de rc;
",lÍs8tioE <!& di3- positif du four suivant l'invention sera décrite ci-après avec référence au dessin annexé, dans lequel :
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Fig. 1 est une vue schéJ!18.tique en coupe et en élévation '.u dispositif.
Fig. 2 est un schéma d'un détail de ce même dispositif.
Le dispositif comporte un massif en maçonnerie l, commun à tous les éléments, constituant une batterie de four, dans lequel sont prévus les évidements et canaux nécessaires à l'installation.
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Chacun de ces éléments comprend, surmontant le tiadbif 6n maçonnerie, une tour en tôle 2 garnie intérieurement a'une paroi épaisse 3, en matériaux réfractaires, dans laquelle sont prévus les canaux 4 de chauffage du four.
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la cuve 5 du four, d'une vingtaine de mètres a< naut, présente une section transversale quelconque, croissant légèrement vers le bas en vue de faciliter la descente du coke. <Jette cuve est surmontée par une cheminée tronconique 6, .:
r l'ouverture supérieure 7 de laquelle sont introduites les fines à coke amenées par un transporteur 8, à raclettes, desservant toute la batterie de fours et remplissant la dite cheminée au fur et à mesure de la descente du coke dans le four. la hauteur de la cheminée doit être suffisante pour que la masse de fine remplissant l'intérieur de la cheminée puisse s'opposer à des fuites importantes de gaz de distillation. Celui-ci est récolté dans une chapelle ou dôme 9 formé à la partie supérieure de la cuve 5 et dans laquelle plonge la partie inférieure de la cheminée 6.
Du dôme 9 le gaz est évacué par un conduit 10 vers les différents appareils d'épura- tion et de récupération des sous-produits.
Au fur et à mesure que le coke est évacué à la base du four
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comme il sera décrit plus loin, le coke comprimé par simple éravit6, descend dans la cuve en achevant sa transformation sous l'action de la chaleur fournie par la paroi réfractaire 3. Celle-ci est percée de six séries de six carneaux verticaux 4 de chauffage. le gaz de chauffage arrive réchauffé préalablement par son passage dans la tuyauterie 11, concentrique au tuyau 10 d'évacuation du
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gaz du four, pour être introduit dans les brûleurs 12, située a
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la partie supérieure du dispositifs L'ensemble d'un des six circuits de chauffage est montré schématiquement en Fig. 2.
Dans chaque circuit, l'air pénètre par le tunnel 13. passe ensuite par un dispositif d'inversion 14 qui le dirige dans un carneau circulai* re 15,desservant chacun des circuits. De là, l'air pénètre dans les carneaux verticaux 4 où il s'échauffe progressivement au contact des parois chauffées préalablement lors de l'opération précédente et permet la combustion du gaz débité par le brûleur 12.
Les gaz brûlés sont entraînés dans les trois autres carneaux verticaux du circuit, où ils cèdent leur chaleur aux parois pour s'échapper ensuite à la cheminée de l'installation, en passant par le carneau circulaire 16 et le tunnel d'évacuation 17.
Grce à le, prévision, du système inverseur 14, les carneaux de chauffage du four se transforment ainsi, alternativement, en carneaux de réchauffage de l'air et inversement en évitant des déper- ditions de chaleur, permettant ainsi de maintenir les parois intérieures du four à. une température sensiblement constante, ce qui contribue à assurer la longévité de la construction.
Des ouvertures de nettoyage 18 et 19 sont prévues respectivement aux extrémités supérieures et inférieures des carneaux verti- caux.
Pour assurer une répartition convenable de la chaleur sur toute la hauteur du four, la paroi des douze carneaux les plus rapprochés du centre, est plus épaisseà la partie supérieure qu'au bas du four.
Pour éviter les fuites de gaz ou les rentrées d'air à l'intérieur de la cuve du four, l'air est amené dans les circuits de chauffage sous une pression telle quelle équilibre sensiblement la pression du gaz dans la dite cuve. La cuve ou four proprement dit est prolongée à sa partie inférieure par un cylindre creux 20 en acier spécial, à section intérieure élargie par rapport à celle de l'extrémité inférieure de la cuve 5.
Le cylindre 20 s'étend dans une capacité 21 ménagée dans la maçonnerie 1 et plonge partiellement dans de l'eau remplissant la dite capacité jusqu'à une certaine hauteur, laquelle eau se trouve, en fonctionnement normal du four, à la température d'en- viron 100 . la capacité 21 est en communication avec un tunnel 22, situé en-dessous et commun à toute la batterie, dans lequel circule un transporteur à courroie.33 destiné à- évacuer périodiquement une certaine quantité de coke, s'échappant du four,*pendant la temps d'ouverture d'un registre 24, séparant la capacité 21 du tunnel 22 @
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Le cylindre 20 est muni extérieurement, à sa partie supérieurs
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d'une chemise 25,
en co-Munication, par des conduits 26, avec une source d'eau sous pression. Des ouvertures 27 pratiquées dans le cylindre 20 et communiquant avec la chemise d'eau 25, permet- tent d'injecter en temps voulu, dans le cylindre, une certaine quantité d'eau destinée à produire des retraits locaux et des ruptures brusques du coke qui se disloque sous la pression des couches supérieures du four.
Sous l'effet de ces injections, le coke se refroidit en morne temps jusqu'à la température de l'eau de la cuve, et la vapeur produite par les calories cédées au refroidissement, réagit sur
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une partie du coke incandescent, pour forcer une iuTportante quantité de gaz à l'eau, qui viendra se mélanger au gaz produit lors de la cokéfaction.
La quantité de coke ainsi transformé est d'environ 80 à 90 Kgs. par tonne de charbon enfourné et donne environ 300 à 320 m3 de gaz à l'eau.
La capacité 21 est en communication avec l'atmosphère par des conduits 28, et comporte également des canaux 29 pour le nettoyage..
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Le coke évacué est recueilli à l'exntré;:àté du transport sur 3, par un élévateur où circule de 1'<.ir chaud qui sèche le coke humide avant d'être amené aux installations de triage et de distribution.
Le dispositif de four suivant l'invention offre le grand avantage de permettre la fabrication de coke en marche continue
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avec des manoeuvres (le fonctionn6!:18nt ,les plus li;,-it6e5 qui consistent dans la commande périodique d'ouverture et de fermeture du registre 24 d'admission du coke sur la courroie transporteuse 23, et dans l'actionnèrent, à des Moments déterminés, de l'inverseur 14 des circuits de chauffage.
D'autre part, grâce à la disposition particulière du four
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suivant l'invention, la composition du gaz et le c15:Jit d,v ce dernier restent sensiblement constant aux différents moments de la cokéfaction comme aux différents étages du four, de sorts qu'il serait en outre possible, en Ménageant des crises de gaz
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appropriées, de recueillir des gaz de composition différerite, les prises supérieures donnant un gaz riche en C,h1l-fu et en ,.:1-14' tandis que les prises inférieures donneraient un gaz se rapprocncuit de la co:nposition du gaz à l'eau.
.1-b outre, le four suivant l'invention permet d'ootcnir un
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rendement des plus économiques dans la fabrication du coke, étant donné qu'il réalise simultanément : la) la récupération de la chaleur contenue dans le coke incandescent, par la fabrication de gaz à l'eau à l'intérieur du four; 2 ) un système perfectionné de chauffage à récupération de la chaleur des gaz brûlés; 3 ) le maintien des parois intérieures du four à des températures sonsiblement constantes qui évitent la dépardition de la chaleur et contribuent à la longévité de la construction; 4 ) la limitation des pertes de gaz et rentrées d'air, par suppression des portes et des joints, et l'égalité de pression entre le. four et le circuit de chauffage;
enfin 50) la simplification de la main-d'oeuvre pour la conduite du four.
REVENDICATIONS.
1 - Four à coke à récupération et à chauffage par combustion de gaz, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une cuve verticale de cokéfaction, munie à sa partie supérieure d'un disposi- tif de chargement continu et baignant à sa partie inférieure dans de l'eau, à la température de 100 environ, contenue dans une capacité située au-dessus d'un tunnel d'évacuation du coke et sépa rée de ce dernier par un registre permettant l'évacuation périodi- que du coke,qui s'échappe par gravité dans le dit tunnel, le coke étant préalablement disloqué par des injections d'eau effectuées dans la dite cuve, sur la base de la colonne de coke incandescent.
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"Recovery coke oven"
The invention relates to a recovery coke oven device and particularly relates to a continuously operating coke oven recovering the majority of the calories contained in the glowing coke, during its discharge.
It is currently important in the performance of coke ovens, to be able to improve the calories-gas / calories-coke ratio, in the face of the new needs demanded by the development of the chemical industries and by the use of gases as fuel for heating. industrial furnaces.
In current coke oven systems, the calories contained in the glowing coke are lost during discharge and represent more than 40% of the calories supplied by coking.
The object of the present invention is, on the one hand, to recover the major part of the calories contained in the incandescent coke and, on the other hand, to increase the quantity of gas calories, by the production of a large quantity of water gas obtained by the reaction of the water vapor given off during the cooling of the coke on part of the coke produced, this water gas forming, with ordinary furnace gas, a mixed gas with a calorific value of approximately 3400 calories.
According to the invention, the device comprises a vertical tank furnace continuously fed from the upper part and in which the coke gradually descends, by gravity, to fall, at the lower part of the furnace, into a water tank. hot, after having been previously cooled and dislocated by
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jectiona of water, the vapor of which reacts on a part of the incandescent coke to melt water gas which is added to the gas supplied by the actual coking, while the coke precipitated in the said tank is discharged intermittently to the lower part of the furnace, by a mechanical conveyor.
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1 .. simple title of e: euple, a form of rc;
", lÍs8tioE <! & di3- positive of the furnace according to the invention will be described below with reference to the accompanying drawing, in which:
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Fig. 1 is a schematic view in section and in elevation of the device.
Fig. 2 is a diagram of a detail of this same device.
The device comprises a solid masonry l, common to all the elements, constituting an oven battery, in which the recesses and channels necessary for installation are provided.
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Each of these elements comprises, surmounting the masonry tiadbif 6n, a sheet tower 2 lined internally with a thick wall 3, in refractory materials, in which the furnace heating channels 4 are provided.
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the vessel 5 of the furnace, about twenty meters to <naut, has any cross section, increasing slightly downwards in order to facilitate the descent of the coke. <This tank is surmounted by a tapered chimney 6,.:
r the upper opening 7 from which are introduced the coke fines brought by a conveyor 8, scraper, serving the entire battery of ovens and filling said chimney as the coke descends into the oven. the height of the chimney must be sufficient so that the mass of fine filling the inside of the chimney can oppose significant leaks of distillation gas. This is collected in a chapel or dome 9 formed at the upper part of the tank 5 and into which the lower part of the chimney 6 plunges.
From the dome 9, the gas is evacuated through a pipe 10 to the various devices for purifying and recovering the by-products.
As the coke is drained from the base of the oven
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as will be described later, the coke compressed by simple gravity, descends into the tank, completing its transformation under the action of the heat supplied by the refractory wall 3. This is pierced with six series of six vertical flues 4 of heater. the heating gas arrives preheated by its passage through the pipe 11, concentric with the pipe 10 for discharging the
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oven gas, to be introduced into the burners 12, located at
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the upper part of the devices The assembly of one of the six heating circuits is shown schematically in FIG. 2.
In each circuit, the air enters through the tunnel 13. then passes through an inversion device 14 which directs it into a circulai * re flue 15, serving each of the circuits. From there, the air enters the vertical flues 4 where it heats up progressively in contact with the walls heated beforehand during the previous operation and allows the combustion of the gas delivered by the burner 12.
The burnt gases are entrained in the other three vertical flues of the circuit, where they give up their heat to the walls to then escape to the chimney of the installation, passing through the circular flue 16 and the evacuation tunnel 17.
Thanks to the provision of the inverter system 14, the heating flues of the furnace are thus transformed, alternately, into air reheating flues and vice versa, avoiding heat losses, thus making it possible to maintain the interior walls of the oven. oven. a substantially constant temperature, which helps to ensure the longevity of the construction.
Cleaning openings 18 and 19 are provided at the upper and lower ends of the vertical flues, respectively.
To ensure adequate heat distribution over the entire height of the oven, the wall of the twelve flues closest to the center is thicker at the top than at the bottom of the oven.
To prevent gas leaks or air re-entering the interior of the oven vessel, the air is brought into the heating circuits under a pressure such as to substantially balance the pressure of the gas in said vessel. The tank or oven itself is extended at its lower part by a hollow cylinder 20 of special steel, with an internal section which is enlarged compared to that of the lower end of the tank 5.
The cylinder 20 extends in a capacity 21 provided in the masonry 1 and is partially immersed in water filling said capacity up to a certain height, which water is, in normal operation of the furnace, at the temperature of about 100. the capacity 21 is in communication with a tunnel 22, located below and common to the whole battery, in which circulates a conveyor belt. 33 intended to periodically remove a certain quantity of coke, escaping from the furnace, * during the opening time of a register 24, separating the capacity 21 from the tunnel 22 @
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The cylinder 20 is provided externally, at its upper part
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a shirt 25,
in co-munication, through conduits 26, with a pressurized water source. Openings 27 made in the cylinder 20 and communicating with the water jacket 25 allow timely injection into the cylinder of a certain quantity of water intended to produce local withdrawals and sudden breaks of the coke. which breaks up under the pressure of the upper layers of the oven.
Under the effect of these injections, the coke cools down in dreary time to the temperature of the water in the tank, and the steam produced by the calories given up to cooling, reacts on
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part of the glowing coke, to force a large quantity of gas into the water, which will come to mix with the gas produced during coking.
The quantity of coke thus transformed is approximately 80 to 90 kg. per ton of coal loaded and gives about 300 to 320 m3 of gas to the water.
The capacity 21 is in communication with the atmosphere through conduits 28, and also includes channels 29 for cleaning.
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The discharged coke is collected at the inlet of every 3 transport by an elevator circulating hot air which dries the wet coke before being brought to the sorting and distribution facilities.
The furnace device according to the invention offers the great advantage of allowing the production of coke in continuous operation.
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with maneuvers (the function6 !: 18nt, the most li;, - it6e5 which consist in the periodic opening and closing command of the coke admission register 24 on the conveyor belt 23, and in the actuated, to determined moments, of the inverter 14 of the heating circuits.
On the other hand, thanks to the particular arrangement of the oven
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according to the invention, the composition of the gas and the c15: Jit d, v the latter remain appreciably constant at the various times of the coking as at the various stages of the furnace, spells that would be moreover possible, by saving crises of gas
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appropriate, to collect gases of different composition, the upper tappings giving a gas rich in C, h1l-fu and,.: 1-14 'while the lower tappings would give a gas approaching the co: nposition of the gas at the water.
.1-b further, the oven according to the invention allows to oootcnir a
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most economical performance in the manufacture of coke, given that it simultaneously achieves: la) recovery of the heat contained in the incandescent coke, by the production of water gas inside the furnace; 2) an improved heating system with heat recovery from the flue gases; 3) maintaining the interior walls of the furnace at visibly constant temperatures which avoid the loss of heat and contribute to the longevity of the construction; 4) limitation of gas losses and air inflows, by removing doors and gaskets, and equal pressure between the. oven and heating circuit;
and finally 50) the simplification of manpower for operating the furnace.
CLAIMS.
1 - Coke oven with recovery and heating by gas combustion, characterized in that it consists of a vertical coking tank, provided at its upper part with a continuous loading device and bathing in its part lower in water, at a temperature of approximately 100, contained in a capacity located above a coke discharge tunnel and separated from the latter by a register allowing the periodic discharge of the coke, which escapes by gravity in the said tunnel, the coke being dislocated beforehand by water injections carried out in the said tank, on the basis of the incandescent coke column.