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Pel'fecti;:;::-ne,û.3nts aux fours à coke.
La présente invention est relative àux fours à coke a récupérateur et prévoit des perfectionnements aux systèmes de chauffage de ces fours, ces perfectionnements permette ne d'obtenir des températures relativement unifor- mes -(telles qu'elles sont obtenues dans les piedroits de chauffage lorsque ceux-ci sont chauffés par le bas avec un gaz combustible pauvre, par exemple du gaz de hauts-four- neaux ou du gaz de gazogène) d'une manière simple et effica- ce, lorsque les piedroits sont chauffés par le bas avec un gaz combustible riche d'un pouvoir calorifique élevé, tel que les gaz produits par la distillation de la houille dans le four même.
un premier objet de l'invention consiste à créer, pour des fours à coke du genre indiqué, un procédé et un dispositif permettant de modifier automatiquement les carac- téristiques d.e la combustion des gaz riches introduits dans ces fours d'une telle manière, à l'intérieur du four à coke même, que les effets de chauffage deviennent substantielle- ment les mêmes que ceux que l'on peut obtenir dans les cas où le chauffage par le bas est effectué avec les gaz connus.
un autre objet de l'invention est de créer un dispositif nouveau permettant de retarder efficacement la combustion des gaz riches dans les piédroits de chauffage d'une batterie de fours coke, et ce dans un système à un seul étage de combustion et sans introduire une perturbation dans le programme de chauffage à récupération normale de la batterie, ou dans le renversement normal du courant gazeux à travars les piédroits de chauffage.
Un autre objet de l'invention consiste à créer un ..dispositif perfectionné permettant de diluer un gaz riche
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avec ses propres produits de combustion à l'intérieur même de la batterie, et en un endroit tel de cette batterie qu'il ne soit pas nécessaire de prévoir un agrandissement appré- ciable du système distributeur des gaz combustibles pour son adaptation, et que seul le mélange ainsi dilué soit admis dans les piédroits de chauffage, permettant ainsi aux colonnes de gaz combustibles dilués et d'air de s'élever dans les piedroits de chauffage sans aucune perturbation dans leur circulation parallèle normale.
Un autre objet de l'invention consista à créer un dispositif simple et efficace permettant d'introduire en continu par le bas des gaz de chauffage d'un pouvoir calori- fique élevé, et de les mélanger automatiquement, par des moyens incorporés au four marne, avec une quantité suffisante de leurs propres produits de combustion, prélevée directe- ment dans les piédroits mêmes, d'une telle manière que le mélange résultant, d'un pouvoir calorifique abaissé, brûle à son entrée dans les piedroits de chauffage avec une flamme non-éclairante et avec le développement plus progressif de la chaleur obtanu normalement avec les gaz plus pauvres, créant ainsi des conditions d'uniformité de température le long des carneaux de chauffage et des piédroits de chauf- fage dans lesquels sont ménagés ces carneaux.
La présente invention consiste en un procédé pour le chauffage par le bas de fours à coke avec des gaz combus- tibles riches, dans lequel des gaz de combustion sont pré- levés dans les carneaux de chauffage et mélangés avec les gaz combustibles riches avant le mélange de ces gaz avec l'air de combustion, et ce par des dispositifs qui font par- tie du four.
La présente invention consiste également dans la création d'un four à coke à récupération comprenant un pie- droit de chauffage dans lequel sont ménagés des carneaux verticaux de chauffage et des conduits à gaz riche pour per- mettre à ce gaz riche, non préalablement chauffé dans un récupérateur, d'arriver dans les parties inférieures des carneaux de chauffage par des canaux d'admission prévus dans le four même et destinés à faire passer des gaz de combus- tion des carneaux de chauffage dans les conduits à gaz riche, ces conduits d'admission communiquant avec les conduits à gaz riche en un point en amont de leurs orifices d'entrée dans les carneaux de chauffage,
les tuyères pour l'admission du gaz riche dans les conduits à gaz riche étant disposées par rapport à la liaison entre les différents conduits d'ad- mission et les conduits à gaz riche d'une manière telle que le jet de gaz riche sortant d'une tuyère entraîne un courant de gaz de combustion dans les conduits d'admission pour le mélange avec le gaz riche en un point en amont de l'entrée de ce mélange gazeux dans les carneaux de chauffage, et avant le contact entre ce mélange gazeux et l'air de combustion.
Le dessin annexé à titre d'exemple montre un mode d'exécution proféré de l'appareil et du procédé d'après la présente invention.
Sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe verticale transversale d'une batterie de fours à coke chauffés par le bas d'après la présente invention, cette coupe étant menée en partie à tra- vers le piedroit de chauffage et en partie à travers la cham- bre decokéfaction voisine.
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La figure est une coupe composée menée longi- tudinalement à travers la batterie représentée par la figu- re 1, les coupes A-A et B-B étant menées respectivement suivant les lignes A-A et B-B de cette figure.
La figure 2a est une vue partielle à plus grande échelle d'après la figure 2.
La figure 5 est une coupe verticale transversale d'une batterie de fours à coke dans laquelle le gaz combus- tible, non préalablement chauffé d.ans un récupérateur, est introduit dans. les carneaux de chauffage par des conduits passant transversalement dans la batterie dans le voisinage direct des parties inférieures des carneaux de chauffage.
Cette batterie est également munie des perfectionnements suivant la présente invention.
La figure 4 est une coupe verticale longitudinale composée de la batterie d'après la figure 3, les coupes C-C, D-D et E-E étant menées respectivement suivant las lignes C-C, D-D et E-E de la figure 3.
La figure 5 est une vue partielle à plus grande échelle de la figure 3, montrant en détail un dispositif de tuyère applicable à la mise en oeuvre de l'invention dans le mode d'exécution de ladite figure.
La figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 3.
La figure 7 est une coupe verticale longitudinale d'une batterie de fours à coke chauffés par le bas, compre- nant les perfectionnements d'après, la présente invention et montrant les principes de cette invention dans une forme quelque peu modifiée par rapport aux modes d'exécution d'a- près les figures 1 et 2.
La figure 8 est une coupe verticale transversale de la batterie d'après la figure 7 et suivant la ligne VIII- VIII de cette figure.
La figure 9 est une vue partielle à plus gfande échelle de la figure 2, et montre en détail le dispositif de tuyère destiné à être employé dans les modes d'exécution de l'invention d'après les figures 1, 2, 7 et 8.
Dans toutes les figures, les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments.
Dans les modes d'exécution représentés par le dessin, les différentes caractéristiques de l'invention sont représentées en application dans une batterie de fours vombi- nés du type Becker bien connu, dont une caractéristique essentielle consiste dans'la disposition de conduite trans- versaux agencés pour conduire les produits de combustion, tels qu'ils sortent des carneaux verticaux de chauffage d'un piedroit, pa r-dessus une chambre de cokéfaction voisine, dans des carneaux de chauffage similaires et disposés d'une manière'similaire, d'un pied.roit disposé sur le c8té opposé de ladite chambre de cokéfaction, mais il est bien entendu qans la description ci-après que l'invention est également susceptible d'application avantageuse dans un four à coke de construction quelconque,
comprenant dans le système de chauffage des carneaux d.e chauffage verticaux interconnectés flans leurs parties supérieures pour permettre la circulation
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des gaz dans des directions opposées. A titre d'exemple spécifique d'une autre classe de fours, à laquelle peut s'appliquer l'invention, on peut indiquer les fours, dont les oarneaux de chauffage sont agencés d'après le mode de construction dit "en épingle à cheveux".
D'après le dessin et, plus particulièrement, d'a- près le mode d'exécution préféré de l'invention que montrent les figures 1 et 2, la batterie de fours à coke représentée comprend plusieurs chambres de cokéfaction lU et des pie- droits de chauffage 11, alternativement répartis le long de la batterie.
Les piedroits 11 comprennent plusieurs car- neaux de chauffage 12 disposés verticalement, côte à côte, et dans le sens transversal de la batterie, et ils sont destinés à produire une circulation des gaz par groupes comprenant chacun, sauf les deux carneaux des extrémités de chaque piedroit, quatre carneaux de chauffage en commu- nication avec un conduit transversal supérieur commun 13, conduisant les produits de combustion d'un groupe vers le haut et par-dessus une chambre de cokéfaction lU, dans un groupe correspondant de cerneaux, prévu sur le côté opposé d'une chambre de cokéfaction interposée.
Ghacun de ces grou- pes de quatre carneaux est divisé par construction en paires de carneaux, chaque paire étant munie d'un orifice de sor- tie commun 14, et chaque paire de ces orifices de sortie d'un groupe de carneaux étant disposée symétriquement par rapport à l'un desdits conduits transversaux supérieurs. Les deux carneaux de chauffage aux extrémités d'un piedroit 11 sont munis d'un conduit transversal supérieur distinct qui est proportionné de façon à s'adapter aux produits de com- bustion obtenus par la plus grande quantité de gaz de chauf- fage par le bas, brûlés dans les carneaux en cet endroit dans le but de produire un rayonnement plus considérable par les extrémités des piedroits.
Bien entendu, un nombre quelconque préféré de carneaux de chauffage peut être mis en communication avec les conduits transversaux supérieurs des extrémités.
Les carneaux de chauffage des piédroitscommuni- quent chacun séparément par des conduits 15 avec les deux récupérateurs transversaux 16 prévus au-dessous des fours, et chacun de ces récupérateurs est agencé pour chauffer préala- blement l'air de combustion dans tous les cas, où les car- neaux de chauffage doivent être chauffés par le bas avec du gaz non préalablement chauffé dans un récupérateur ce qui a lieu, par exemple, lorsque les fours de la batterie doivent fonctionner comme "fours à coke".
L'un des récupérateurs de la paire, avec lesquels chaque carneau de chauffla ge peut être mis en communication, est cependant également agencé pour chauffer préalablement du gaz combustible pauvro, arri- vant par le conduit principal de gaz pauvre 17 et entrant par la botte d'admission le de la manière bien connue dans les cas où les fours doivent fonctionner comme "gazogènes" et où ils sont alors chauffés avec un gaz prélevé spéciale- ment, Dans le chauffage par le bas des carneaux de chauffage, soit avec du gaz combustible préalablement chauffé en récupé- rateur, soit avec du gaz combustible non préalablement chauf- fé en récupérateur,
ces gaz aussi bien que leur air de com- bustion sont introduits exclusivement dans les parties infé- rieures des carneaux de chauffage et à un seul niveau de ces cerneaux, de sorte que leur combustion est amorcée subs- tantiellement en un seul point. Dans la description qui suit, ce mode de chauffage par le,'bas sera appelé "combustion non étagée"
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Lorsque la batterie d'après les figures 1 et 2, fonctionne en "fours à coke", chauffée alors par du gaz combustible d'un pouvoir calorifique plus élevé nexigeant aucun chauffage préalable pour une combustion efficace, ce gaz combustible est ramené dans le fond des carneaux de chauf- fage d'après le principe du chauffage par le bas, à l'aide de conduits 19,
partant de la face inférieure de la dalle- porteuse 20 de la batterie, vers le haut à travers une paroi du récupérateur 21, '-.pour déboucher dans les parties infé- rieures des carneaux de chauffage. Chacun des conduits 19 communique par des tuyauteries avec une conduite principale 22 de la paroi, par laquelle tous les carneaux de chauffage ne comprenant qu'une seule paroi de chauffage sont en même temps alimentés avec du gaz de chauffage d'un pouvoir calo- rifique élevé. Chacune de ces conduites principales 22 de la batterie communique à son tour par des tuyauteries de connexion 23 avec un conduit d'alimentation principal 24 qui s'étend le long de labatterie dans des passages en sous- sol 25, prévus au-dessous de la dalle 20 et contenant des colonnes de soutien 26 de la batterie.
Ce conduit est en communication avec un réservoir à gaz riche disposé à l'ex- térieur de l'installation de la batterie. Un obturateur 27 est destiné à être actionnépar le mécanisme d'inversion de la circulation des gaz (non représenté) de la batterie, pour faire arriver le gaz combustible dans le piédroit correspondant, alternant avec un piedroit voisin.
D'après la présente invention, et comme le montre clairement la figure 2, les deux conduits 19 des tuyères inférieures, se rattachant à des carneaux de chauffage corres- pondants de piédroits voisins en communication avec le même conduit transversal supérieur 13, peuvent communiquer entre- eux à leurs extrémités inférieures par un conduit d'aspira- tion 28, ménagé dans la dalle 30,.ce conduit d'aspiration offrant ainsi un moyen permettant d'établir une circulation de gaz entre les parties inférieures des carneaux de chauf- fage réunies par ce conduit.
Le conduit d'aspiration 28 peut être entièrement entouré par le matériau de la dalle, ainsi que le montrent les figures 1 et 2 ou, si on le préfère, ce conduit peut être partiellement enrobé ou être disposé dans le proche voisinage soit de la face supérieure, soit de la face inférieure de cette dalle. Dans ce dernier cas, il est souhaitable de munir ce conduit d'un isolement, soit perma- nent, soit amovible. Pour éviter toute corrosion possible par les constituants des produits de combustion, les conduits d'aspiration peuvent être faits en fote moulée.
Le gaz combustible riche, contenu sous pression dans les conduites principales 22 du système distributeur, est donc distribué séparément à chaque carneau de chauffage d'un piédroit correspondant, et ce par l'intermédiaire de tubulures de connexion prévues sur une tuyauterie de prélè- vement 29, l'extrémité de sortie de cette dernière étant insérée d'une manière amovible dans la partie inférieure du conduit des tuyères inférieures 19, le long duquel elle s'étend jusqu'en un point substantiellement au niveau du conduit d'aspiration 28.
La vitesse à laquelle le gaz combustible riche est débité dans les différents conduits 19, et à laquelle ces conduits l'introduisent dans les carneaux de chauffage est commandée par un dispositif que montre en détail la figure 9.
L'extfémité de sortie du tuyau 29 est filetée sur une grande longueur pour permettre le réglage de la position de la
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tuyère 30, également filetée, qui peut être bloquée en un point préféré à l'aide d'un contre-écrou 31. Le déplacement de cette tuyère sur le tuyau 2 a lieu de telle manière que la position de l'orifice de sortie ;52 puisse être ré- glée dar rapport à la partie la plus étranglée d'une buse de venturi 33. Le gaz combustible riche pénètre dans le carneau situé au-dessus, dans des quantités réglables, en- tre autres, par la section de l'orifice 32, et également par la pression sous laquelle ledit gaz est maintenu dans la conduite principale 22.
La tuyère 30 étant remplaçable, la quantité de gaz combustible fournie au carneau de chauffage peut être modifiée de la manière la plus favorable, soit en substituant à la tuyère en place une tuyère similaire ayant un orifice de sortie d'une section différente, soit en modifiant la pression du gaz dans la conduite principale correspondante 22. D'un bout à l'autre du piédroit de chauf- fage, les orifices des tuyères 30 sont de préférence de sec- tions progressivement différentes en rapport avec le profil de la chambre de cokéfaction voisine et, par conséquent, avec les besoins différents de chaleur du contenu de charbon aux différents points de sa longueur.
A l'aide du dispositif régulateur de la circu- lation du gaz décrit précédemment et prévu suivant l'inven- tion, du gaz combustible riche est injecté dans les conduits 19 des tuyères inférieures produisant un effet d'aspiration sur les gaz contenus dans le conduit d'aspiration 28 et produisant leur entraînement vers le haut avec les gaz combustibles sortant de la tuyère, pour les mélanger avec et diluer ces derniers.
Lorsque, d'après la figure 2, le conduit W des tuyères inférieures fournit du gaz combustible au carneau de combustion X disposé au-dessus, le carneau de chauffage correspondant Y du piedroit voisin, avec lequel ledit carneau X est en communication par le conduit trans- versal 13 passant par-dessus la chambre de cokéfaction, et par le conduit Z des tuyères inférieures et le conduit d'as- piration 28, est rempli de produits de combustion circulant de haut en bas vers les récupérateurs de sortie. Ledit con- duit Z des tuyères inférieures et son conduit d'aspiration correspondant 28 sont ainsi remplis de produits de combus- tion prélevés dans la partie supérieure du carneau de ohauf- fage X, par le conduit transversal 13 et le carneau de chauf- fage Y.
En conséquence du courant de gaz combustibles riches montant dans le conduit W des tuyères inférieures, les gaz entraînés dans le conduit d'aspiration 28 sont des produits de la combustion de gaz combustiblesriches qui ont été précé- demment brûlés dans le carneau X. Etant donné que ces pro- duits de combustion sont relativement inertes, leur mélange avec les gaz combustibles riches pendant leur élévation dans le conduira pour effet d'introduire dans la partie infé- rieure du carneau de chauffage X un gaz combustible ayant un pouvoir calorifique et des caractéristiques de combustion moindres par rapport à ce qu'on obtiendrait dans d'autres conditions.
On réalise ainsi l'effet avantageux de permettre la maintien d'une variation réduite de température entre le haut et le bas des carneaux de chauffage et de favoriser ainsi l'uniformité de la répartition de la chaleur dans la charge de charbon voisine. Ainsi que le montre clairement la figure 2, l'inversion de la circulation du courant gazeux dans les carneaux X et Y ne modifie en aucune façon les résul- tats obtenus.
L'invention offre onc le moyen permettant de
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diluer en continu et automatiquement du gaz .combustible riche avec un gaz inerte à l'intérieur meme de la batterie et avant l'entrée daps les carneaux de chauffage, ce qui permet d'autre part de ralentir la combustion d'un gaz ri- che et de réaliser fes avantages d'un chauffage par le bas avec un gaz d'un pouvoir calorifique faible réglable de la manière la plus favorable, sans augmenter la charge des produits de combustion remis en circulation, passant par les récupérateurs, ou sans provoquer une perturbation dans la circulation normale à travers les carneaux de chauffage des colonnes de gaz combustible et d'air introduites par le bas.
Les produits de combustion entraînés vers le bas en partant des cerneaux de chauffage, par les conduits 19 des tuyères inférieures,sous l'action des jets de gaz riche, subissent un refroidissement considérable par les parois des récupérateurs et des canaux ménagés dans la sole, de sorte que ces jets de gaz agissent sur des gaz ayant dee viscosités larement réduites par rapport à celles qu'ils possèdent a l'intérieur des carneaux de chauf- fage. Ce fait facilite grandement leur entraînement dans les conduits des tuyères inférieures, par le jet des gaz combustibles.
Mais leur température n'est pas abaissée au- dessous du point de condensation de leur teneur en humidi- té et la présence de la vapeur d'eau, du gaz carbonique, et d'une faible quantité d'oxygène agit comme un agent qui empêcha le dépôt de carbone dans les conduits des tuyères inférieures de telle manière qu'il n'est généralement pas nécessaire de procéder à un enlèvement du carbone.
uepen- dant, lorsque le gaz de chauffage par le bas a un pouvoir calorifique plut8t élevé, ou s'il contient des constituants ayant tendance à se décomposer à des températures relati- vement faibles, on peut procéder à la déoarbonisation en introduisant la quantité nécessaire d'air dans les conduits 19 des tuyères inférieures, et ce par,chaque conduit d'aspi- ration 28 de la dalle de la batterie, par un conduit 70, la quantité pouvant être réglée par la section de l'orifice 72 d'un chapeau 71, monté d une manière amovible sur lextré- mité inférieure dudit conduit 70. Dans d'autres cas, on peut employer un chapeau 70 non perforé.
Ainsi que le montre la figure 1, tous les car- neaux de chauffage d'un piedroit quelconque sont séparément reliés par les conduits d'aspiration 28 suivant l'invention, à un carneau de shauffage correspondant ménagé dans un pie- droit voisin, mais tout technicien en la matière pourra se rendre comp te que, dans le but de réaliser des modes diffé- Dents de répartition de la chaleur le long d'un piedroit, une partie seulement des carneaux d'un piedroit peut être interconnectée de cette-manière sans que l'on s'écarte pour si peu de l'esprit de l'invention.
Par exemple si, dans le but d'obtenir un effet de carbonisation spécial dans les chambres de cokéfaction, l'on désire augmenter quelque peu la différence de température normalement très faible entre les parties inférieures et supérieures des piedroits de chauffage, différence que l'on peut obtenir en introduisant des produits de combustion dans le gaz riche de tous les carneaux de chauffage, d'après le principe de la présente invention, quelques uns des cerneaux de chauffage peuvent être chauffés par le bas avec un gaz riche qui n'est pas dilué avant son entrée dans les carneaux de chauffage, tan- dis que les autres carneaux peuvent être chauffés avec du gaz provenant de la môme source, mais qui a été préalablement mélangé avec ses propres produits de combustion à l'aide du dispositif suivant la présente invention.
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Le principe de la présente invention est suscep- tible d'applioation non seulement dans des fours à coke munis d'un système de chauffage par le bas constitué d'a- près le principe des tuyères inférieures mais, à l'aide d'un artifice simple, similaire à celui prévu dans les fours à tuyères inférieures, i.l peut avantageusement être apli- que pour fournir des effets similaires dans des fours a coke dans lesquels du gaz combustible riche est introduit dans les parties inférieures de carneaux de chauffage par un conduit qui s'étehd le long d'un piedroit dans la zone immédiatement au-dessous des parties inférieures des car- neaux de chauffage, par exemple, dans la partie supérieure d'une cloison de séparation d'un récupérateur, ainsi qu'il sera décrit en référence aux figures .5, 4,5 et 6.
Dans la batterie de fours à coko que montrent les figures 3 et 4, les piedroits 40 contiennent plusieurs carneaux de chauffage 41 disposés verticalement et fonc- tionnant par groupes de quatre, chacun de ces groupes compor- tant son conduit transversal propre et substantiellement le marne dispositif pour la circulation des gaz que celui représenté par les figures 1 et 2. Les deux carneaux aux extrémités d'un piedroit de chauffage sont disposés pour constituer un seul groupe de carneaux ayant son propre conduit transversal 42. Du gaz combustible non préalablement chauffé dans un récupérateur est introduit dans chaque carneau de chauffage 41 en partant du conduit 43, par un conduit ver- tical 44 distinct et le gaz arrive dans chaque carneau par un orifice ménagé dans la brique à tuyère 45.
Les tuyaux 57 à chaque extrémité du conduit 43 servent de moyens per- mettant d'introduire une faible quantité d'air dans ledit conduit lorsque ceci est jugé nécessaire dans le but de favoriser l'opération de décarbonisatio n.
Lorsque la batterie d'après la figure 3 est chauf- fée par le bas avec du gaz combustible riche servant de source de chaleur,, des registres coulissants 46 sont placés sur les conduits 47 de faible longueur aux deux extrémités des piédroits voisins interconnectés, ce qui permet de sup- primer les conduits transversaux extrômes dans le circuit des gaz tout autour de la chambre de cokéfaction interposée.
Les produits de combustion provenant des petits groupes de carneaux de chauffage aux extrémités des piedroits de chauffage sont ainsi empêchés d'arriver dans les récupé- rateurs par l'intermédiaire des conduits transversaux, et on peut donc les utiliser pour diluer du gaz combustible riche introduit dans l'appareil en partant de conduites prin- cipales 48 à gaz riche, qui s'étendent longitudinalement dans la partie supérieure de la batterie. Des conduits de prélèvement 49 partant de cette conduite principale et leur extrémité inférieure débouche dans des dispositifs de tuyè- res interchangeables 50 que la figure 5 représente à une échelle agrandie.
Les tuyères 50 sont constituées de façon qu'elles injectent du gaz combustible riche dans l'espace 51 dans le voisinage de la partie supérieure des deux car- neaux de chauffage extrêmes et il en résulte que des produits de combustion, provenant de la partie supérieure, circulent vers le bas dans un conduit 52, prévu dans ce mode d'exécu- tion de l'invention, et dans le conduit 43 du gaz combustible.
Les conduits d'aspiration 52 des figures :5 et 4 sont donc similaires, dans leur fonctionnement, aux conduits 28 des figures 1 et 2. Circulant de.haut en bas dans ledit conduit 52 sous l'action du jet de gaz riche, les produitsde oombus- tion sont intimement mélangés avec ce gaz riche pour diluer
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ce dernier et pour réduire son pouvoir calorifique à son entrée dans le conduit,,43, par lequel le mélange est réparti dans les différents carneaux de chauffage qui s'y rattachent.
Les tuyères 50 pour le gaz riche sont de préfé- rence faites d'une matière réfractaire et elles sont insé- rées d'une manière étanche dans la paroi ou sur un siège 53, ménagé dans la maçonnerie de la batterie. On paut obte- nir des effets très variés en prévoyant des tuyères 54 ayant des orifices de sortie de sections différentes. Le raccord entre le conduit 49 et la tuyère 50 n'a pas besoin d'être hermétique lorsque le couvercle 55 et le tuyau 49 forment un ensemble d'un poids,suffisant pour résister à la pression du gaz riche et lorsque le couvercle 55 est muni d'une sur- face d'étanchéité en contact avec le dessus de la batterie.
L'enlèvement du tuyau 49 et de la tuyère 50 hors de la bat- terie est facilité par le dispositif de raccordement 56 de la tuyauterie.
Les fours de la batterie de fours à coke d'après les figures 3 et 4 peuvent être facilement transformés de "fours à coke" en "gazogènes", c'est-à-dire en fours qui sont chauffés par le bas avec du gaz combustible préalable- ment chauffé en récupérateur, ceci par interruption de la circulation du gaz riche dans la tuyère 50 et par enlèvement des registres coulissants 46 à 1''extrémité supérieure des conduits de faible longueur 47 et, ensuite, par introduction bien connue de gaz combustible pauvre traversant l'un des deux récupérateurs avec lesquels chaque carneau de chauffage est en communication.
Dans le mode d.'exécution de l'invention précé- demment décrit en référence aux figures 1, 2 et 9, les pro- duits de combustion servant à diluer le gaz combustible riche introduit dans un carneau de chauffage quelconque, sont prélevés sur un carneau de chauffage correspondant ménagé dans un piedroi't opposé, et ce par des conduits dis- posés pour permettre la circulation d'une certaine quantité degaz entre les parties inférieures desdits carneaux.
Dans le mode d'exécution de l'invention d'après les figures 7 et 8, des moyens sont prévus par lesquels les produits de com- bustion servant de diluant pour un carneau de chauffage par- ticulier quelconque, peuvent être prélevés dans la partie supérieure de ce carneau même, ou dans un carneau voisin du même piedroit. On réalise ainsi une disposition qui peut fonctionner aussi bien dans des fours à coke, ayant des carneaux voisins d'un même piédroit, disposés pour fonction- ner alternativement comme carneaux à feu ou carneaux à pro- duits de combustion, aussi bien dans des fours à coke, dont les cerneaux des piedroits sont tous ou en grande partie disposés pour fonctionner simultanément et alternativement comme carneaux à circulation montante et descendante%
Dans la batterie que montrent les figures 7 et 8,
les cloisons de séparation 60 entre les carneaux de chauf- fage 61, qui communiquent par leurs parties supérieures et possèdent un orifice 62 commun avec le conduit transversal, sont munis chacun d'un conduit d'aspiration distinct 63 qui s'étend d'un point voisin de la partie supérieure des- dites cloisons vers un point substantiellement au niveau des fonds des canaux 64 ménagés dans la sole du récupérateur, les extrémités supérieures desdits conduits d'aspiration étant incurvées vers le c8té des carneaux pour faciliter la circu- lation des gaz.
A leurs extrémités inférieures, les conduits
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63 sont reliés par des conduits horizontaux de faible lon- gueur 65 aux conduits 66 des tuyères inférieures des car- neaux de chauffage disposés de chaque coté, ménageant ainsi des conduits par lesquels les produits de combustion peuvent être prélevés dans la partie supérieure de carneaux de chauf, fage voisins et réintroduits dans la partie inférieure de ceux-ci. Le gaz riche fourni aux carneaux de chauffage par los conduits 66, est introduit dans ces carneaux sous forme de jets à l'aide de tuyères 67, représentées en détail par la figure 9 et décrites précédemment on référence à d'autres figures.
L'effet produit par les jets de gaz riche s'éle- vant dans les conduits 66 consiste à produire un courant de produits de combustion qui, ainsi que l'indiquent les flè- ches, circule .vers le bas dans les conduits d'aspiration 63, 65 et, ensuite, vers le haut dans les carneaux de chauf- fage, mélangé et entraîné par les jets de gaz riche, pour lequel ils constituent un agent de dilution.
Les avantages de la présente invention ressortent des effets de fonctionnement suivants, obtenus dans une batterie de fours à coke du type représenté par les figures 1 et 2. Dans cette batterie, les conduits à gaz riche des tuyères inférieures, ont un diamètre de 50 mm entiron et les conduits d'aspiration (28, fig. 2) ont un diamètre de 65 mm environ. Le gaz de fours à coke circule tout d'abord dans les conduits des tuyères inférieures et ensuite dans les carneaux de chauffage 8 la vitesse de 450 pieds par heure à travers un orifice de tuyère de 7 mm (ledit gaz de fours à coke étant maintenu à une pression de 260 mm de colonne d'eau dans cette tuyère).
Ce gaz entraîne environ 50% de son volume en produits de combustion, descendant du carneauà produits de combustion dans le conduit montant des tuyères inférieures, pour se mélanger avec le gaz riche entrant. Le mélange résultant, en entrant dans le carneau de chauffage au-dessus, brûle avec la longue flamme pauvre qui est la caractéristique des gaz combustibles de faible pouvoir calorifique. La combustion du gaz de fourscoke ainsi dilué dans les carneaux de chauffage a pour effet de réduire les différences de température entre la partie supérieure et la partie inférieure de ces carneaux, en com- paraison avec lee différences de température obtenues dans le chauffage par le bas avec du gaz de fours à coke non dilué.
A l'aide des conduits d'aspiration et des tuyè- res facilement contrôlables d'après la présente invention, il détient possible de faire circuler des produits de com- bustion entre des carneaux de chauffage en communication de fonctionnement, avec le résultat que certaines caracté- ristiques de combustion intempestive:bien connues des gaz combustibles de pouvoir calorifique élevé, employés pour le chauffage par le bas de fours à coke horizontaux, peuvent être substantiellement évitées à 1' 'avantage général des fours mêmes, et des conditions thermiques que l'on peut maintenir le long des piedroits de chauffage.
La présente invention permet de réaliser ces objets d'une manière simple et peu coûteuse, sans exiger la circulation dé quantités excessives de produits de combustion dans les récupérateurs ou dans les carneaux de chauffage, sans qu'il soit néces- saire de maintenir des pressions anormalement élevées dans le système de distribution du gaz combustible, et sans qu'il en résulte une perturbation dans la circulation normale des gaz a travers les carneaux de chauffage.
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En effet; l'objet de la présente invention conver- tit le gaz combustible riche, après son introduction dans le four et après sa distribution aux carneaux de.chauffage, mais avant son introduction dans ces carneaux, en un gaz pauvre qui brûle avec une flamme longue et non éclairante, que l'air de combustion soit ou non dilué avec des gaz inertes. lorsque des batteries de fours à coke combinés, munies des perfectionnements précédemment décrits, fonc- tionnent comme "gazogènes". la circulation des produits de combustion dans le système de distribution du gaz riche et dans les carneaux de chauffage est automatiquement inter- rompue, de sorte que le gaz pauvre des hauts-fourneaux ou gazogènes, employé généralement comme agent de chauffage par le bas dans ces cas;
ne subit aucune réduction de son pouvoir calorifique avant son entrée dans les carneaux de chauffage.
Grâce à l'invention, la quantité de produits de combustion circulant entre les carneaux de chauffage interconnectés est contrôlée et on peut la faire varier de la manière la plus favorable d'après les caractéristiques du gaz de chauffage par le bas employé.
- REVENDICATIONS=
1. Procédé de chauffage par le bas de four à coke à récupérateurs, avec du gaz combustible riche, dans lequel des gaz de combustion sont prélevés dans les carneaux de chauffage et mélangés avec le gaz riche avant le mélange de ce dernier avec l'air de oombustion, à l'aide de dispo- sitifs incorporés à l'installation des fours.
2. Les gaz de combustion sont entratnés pour circuler de l'orifice de sortie du ou des carneaux de chauf- fage par un conduit d'aspiration incorporé à l'installation, et ce par l'intermédiaire d'un jet de gaz riche injecté dans le système de chauffage et agissant sur les produits de combustion dans ledit conduit d'aspiration, les gaz de com- bustion ainsi obtenus étant mélangés avec le gaz combustible riche avant l'entrée dans. les carneaux de chauffage et avant le mélange avec l'air de combustion.
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Pel'fecti;:; :: - ne, û.3nts in the coke ovens.
The present invention relates to recuperator coke ovens and provides improvements to the heating systems of these ovens, these improvements allow relatively uniform temperatures to be obtained - (as obtained in the heating areas when these are heated from below with a lean fuel gas, for example blast furnace gas or gasifier gas) in a simple and efficient manner, when the legs are heated from below with a A rich fuel gas with a high calorific value, such as gases produced by the distillation of hard coal in the furnace itself.
a first object of the invention consists in creating, for coke ovens of the type indicated, a method and a device making it possible to automatically modify the characteristics of the combustion of the rich gases introduced into these ovens in such a way, to inside the coke oven itself, that the heating effects become substantially the same as those obtainable in cases where the bottom heating is carried out with the known gases.
another object of the invention is to create a new device making it possible to effectively delay the combustion of the rich gases in the heating pits of a coke oven battery, and this in a system with a single combustion stage and without introducing a disturbance in the heating program with normal recovery of the coil, or in the normal reversal of the gas flow through the heating pits.
Another object of the invention is to create an improved device for diluting a rich gas.
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with its own combustion products inside the battery itself, and in a place such as this battery that it is not necessary to provide an appreciable enlargement of the fuel gas distribution system for its adaptation, and that only the mixture thus diluted is admitted into the heating pits, thus allowing the columns of diluted fuel gases and air to rise in the heating pits without any disturbance in their normal parallel circulation.
Another object of the invention consisted in creating a simple and effective device making it possible to continuously introduce from the bottom heating gases of a high calorific value, and to mix them automatically, by means incorporated in the marl furnace. , with a sufficient quantity of their own combustion products, taken directly from the piers themselves, in such a way that the resulting mixture, of a lower calorific value, burns on entering the heating pits with a flame non-illuminating and with the more gradual development of heat normally obtained with the leaner gases, thus creating conditions of temperature uniformity along the heating flues and the heating piers in which these flues are provided.
The present invention is a process for the bottom heating of coke ovens with rich fuel gases, in which combustion gases are taken from the heating flues and mixed with the rich fuel gases prior to mixing. of these gases with the combustion air, and this by devices which form part of the furnace.
The present invention also consists in the creation of a recovery coke oven comprising a heating pedestal in which vertical heating flues and rich gas conduits are formed to allow this rich gas, not previously heated. in a recuperator, to reach the lower parts of the heating flues through inlet channels provided in the furnace itself and intended to pass combustion gases from the heating flues into the rich gas conduits, these conduits inlet communicating with the rich gas ducts at a point upstream of their inlet openings in the heating flues,
the nozzles for the admission of the rich gas into the rich gas conduits being arranged relative to the connection between the various intake conduits and the rich gas conduits in such a way that the jet of rich gas exiting from 'a nozzle drives a stream of combustion gas in the intake ducts for mixing with the rich gas at a point upstream of the entry of this gas mixture into the heating flues, and before contact between this gas mixture and combustion air.
The accompanying illustrative drawing shows one embodiment of the apparatus and method according to the present invention.
On this drawing :
Figure 1 is a vertical cross section of a battery of bottom-heated coke ovens according to the present invention, this section being taken partly through the heating foot and partly through the chamber. neighboring decoking.
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The figure is a compound section taken longitudinally through the battery shown in FIG. 1, sections A-A and B-B being taken respectively along lines A-A and B-B of this figure.
Figure 2a is a partial view on a larger scale according to Figure 2.
Figure 5 is a vertical cross section of a coke oven battery in which the combustible gas, not previously heated in a recuperator, is introduced into. the heating flues by ducts passing transversely in the coil in the direct vicinity of the lower parts of the heating flues.
This battery is also provided with the improvements according to the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal vertical section composed of the battery according to FIG. 3, sections C-C, D-D and E-E being taken respectively along lines C-C, D-D and E-E of FIG. 3.
FIG. 5 is a partial view on a larger scale of FIG. 3, showing in detail a nozzle device applicable to the implementation of the invention in the embodiment of said figure.
Figure 6 is a section taken along line VI-VI of Figure 3.
Fig. 7 is a longitudinal vertical section through a battery of bottom-heated coke ovens, incorporating the improvements made in accordance with the present invention and showing the principles of this invention in somewhat modified form from the modes. execution according to figures 1 and 2.
Figure 8 is a transverse vertical section of the battery according to Figure 7 and along the line VIII-VIII of this figure.
Figure 9 is a partial view on a larger scale of Figure 2, and shows in detail the nozzle device for use in the embodiments of the invention according to Figures 1, 2, 7 and 8 .
In all the figures, the same reference numerals designate the same elements.
In the embodiments represented by the drawing, the various characteristics of the invention are shown in application in a battery of vat ovens of the well-known Becker type, an essential characteristic of which consists in the arrangement of transverse pipes. arranged to conduct the combustion products, as they emerge from the vertical heating flues of a foot, over a neighboring coking chamber, into similar heating flues and arranged in a similar manner, a straight leg disposed on the opposite side of said coking chamber, but it is of course qans the following description that the invention is also susceptible of advantageous application in a coke oven of any construction,
comprising in the heating system vertical heating flues interconnected in their upper parts to allow circulation
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gases in opposite directions. As a specific example of another class of ovens, to which the invention can be applied, one can indicate the ovens, the heating rings of which are arranged according to the so-called "hairpin" construction method. ".
According to the drawing and, more particularly, from the preferred embodiment of the invention shown in Figures 1 and 2, the illustrated coke oven battery comprises several coking chambers 1U and piers. heating rights 11, alternately distributed along the battery.
The feet 11 include several heating flues 12 arranged vertically, side by side, and in the transverse direction of the battery, and they are intended to produce a circulation of the gases in groups each comprising, except the two flues at the ends of each piedroit, four heating flues in communication with a common upper transverse duct 13, leading the combustion products of a group upwards and over a coking chamber lU, in a corresponding group of kernels, provided on the opposite side of an interposed coking chamber.
Each of these groups of four flues is divided by construction into pairs of flues, each pair being provided with a common outlet port 14, and each pair of such outlet ports of a group of flues being arranged symmetrically. relative to one of said upper transverse ducts. The two heating flues at the ends of a piedroit 11 are provided with a separate upper transverse duct which is proportioned so as to adapt to the combustion products obtained by the greater quantity of heating gas by the low, burnt in the flues in this place in order to produce a more considerable radiation by the ends of the feet.
Of course, any preferred number of heating flues can be communicated with the upper transverse ducts of the ends.
The heating flues of the piers each communicate separately via ducts 15 with the two transverse recuperators 16 provided below the furnaces, and each of these recuperators is arranged to preheat the combustion air in all cases, where the heating flues must be heated from below with gas not previously heated in a recuperator, which takes place, for example, when the battery ovens have to function as "coke ovens".
One of the recuperators of the pair, with which each heating flue can be put in communication, is however also arranged to preheat poor fuel gas, arriving through the main lean gas duct 17 and entering through the boot. in the well known manner in cases where the furnaces are to function as "gasifiers" and where they are then heated with a specially taken gas, In the heating from the bottom of the heating flues, or with gas fuel preheated in a recuperator, or with combustible gas not previously heated in a recuperator,
these gases as well as their combustion air are introduced exclusively into the lower parts of the heating flues and at one level of these kernels, so that their combustion is initiated substantially at a single point. In the following description, this method of heating by the bottom will be called "non-staged combustion".
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When the battery according to Figures 1 and 2, operates in "coke ovens", then heated by fuel gas of a higher calorific value requiring no prior heating for efficient combustion, this fuel gas is returned to the bottom heating flues according to the principle of heating from below, using ducts 19,
starting from the underside of the slab 20 of the battery, upwards through a wall of the recuperator 21, to open into the lower parts of the heating flues. Each of the ducts 19 communicates by pipes with a main duct 22 of the wall, through which all the heating flues comprising only one heating wall are simultaneously supplied with heating gas of a calorific value. Student. Each of these main conduits 22 of the battery in turn communicates via connection pipes 23 with a main supply conduit 24 which extends along the battery in underground passages 25, provided below the battery. slab 20 and containing support columns 26 for the battery.
This duct is in communication with a rich gas tank placed outside the battery installation. A shutter 27 is intended to be actuated by the gas circulation reversal mechanism (not shown) of the battery, in order to bring the combustible gas into the corresponding side wall, alternating with a neighboring base.
According to the present invention, and as clearly shown in FIG. 2, the two ducts 19 of the lower nozzles, attached to corresponding heating ducts of neighboring piers in communication with the same upper transverse duct 13, can communicate between - them at their lower ends by a suction duct 28, formed in the slab 30, this suction duct thus providing a means for establishing a circulation of gas between the lower parts of the heating flues united by this conduit.
The suction duct 28 can be completely surrounded by the material of the slab, as shown in Figures 1 and 2 or, if preferred, this duct can be partially coated or be disposed in the close vicinity of either the face. upper, or the lower face of this slab. In the latter case, it is desirable to provide this duct with an insulation, either permanent or removable. To avoid any possible corrosion by the constituents of the combustion products, the suction ducts can be made of molded fote.
The rich fuel gas, contained under pressure in the main pipes 22 of the distributor system, is therefore distributed separately to each heating flue of a corresponding side wall, and this by means of connection pipes provided on a sampling pipe. 29, the outlet end of the latter being inserted in a removable manner in the lower part of the duct of the lower nozzles 19, along which it extends to a point substantially at the level of the suction duct 28.
The speed at which the rich fuel gas is delivered through the various conduits 19, and at which these conduits introduce it into the heating flues, is controlled by a device shown in detail in FIG. 9.
The outlet end of the pipe 29 is threaded over a long length to allow adjustment of the position of the pipe.
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nozzle 30, also threaded, which can be blocked at a preferred point using a lock nut 31. The displacement of this nozzle on the pipe 2 takes place in such a way that the position of the outlet orifice; 52 can be adjusted with respect to the most constricted part of a venturi nozzle 33. The rich fuel gas enters the flue located above, in adjustable amounts, inter alia, through the cross section of the flue. orifice 32, and also by the pressure under which said gas is maintained in the main pipe 22.
Since the nozzle 30 is replaceable, the quantity of combustible gas supplied to the heating flue can be changed in the most favorable manner, either by substituting for the existing nozzle a similar nozzle having an outlet of a different section, or by changing the gas pressure in the corresponding main pipe 22. From one end of the heating wall to the other, the orifices of the nozzles 30 are preferably of progressively different sections in relation to the profile of the heating chamber. neighboring coking and, therefore, with the different heat requirements of the coal content at different points of its length.
Using the gas circulation regulator device described above and provided according to the invention, rich fuel gas is injected into the conduits 19 of the lower nozzles producing a suction effect on the gases contained in the gas. suction duct 28 and producing their upward entrainment with the combustible gases leaving the nozzle, to mix them with and dilute the latter.
When, according to FIG. 2, the duct W of the lower nozzles supplies combustible gas to the combustion flue X disposed above, the corresponding heating flue Y of the neighboring piedroit, with which said flue X is in communication via the duct Transverse 13 passing over the coking chamber, and through conduit Z of the lower nozzles and suction conduit 28, is filled with combustion products flowing from top to bottom to the outlet recuperators. Said pipe Z of the lower nozzles and its corresponding suction pipe 28 are thus filled with combustion products taken from the upper part of the heating flue X, through the transverse duct 13 and the heating flue. Y.
As a result of the flow of rich combustible gases rising through line W of the lower nozzles, the gases entrained in suction line 28 are combustion products of rich combustible gases which have previously been burned in flue X. Given that as these combustion products are relatively inert, their mixture with the rich fuel gases during their rise in the duct will have the effect of introducing into the lower part of the heating flue X a fuel gas having a calorific value and characteristics less combustion compared to what would be obtained under other conditions.
This achieves the advantageous effect of allowing a reduced temperature variation to be maintained between the top and bottom of the heating flues and thus promoting uniformity of the heat distribution in the neighboring coal load. As clearly shown in FIG. 2, the reversal of the flow of the gas stream in the X and Y flues does not in any way modify the results obtained.
The invention offers onc the means for
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continuously and automatically dilute rich fuel gas with an inert gas inside the battery itself and before entering the heating flues, which also makes it possible to slow down the combustion of a radiated gas. che and achieve the advantages of bottom heating with a gas of low calorific value adjustable in the most favorable manner, without increasing the load of recirculated combustion products, passing through the recuperators, or without causing a disturbance in the normal circulation through the heating flues of the fuel gas and air columns introduced from below.
The combustion products entrained downwards from the heating rings, through the ducts 19 of the lower nozzles, under the action of the rich gas jets, undergo considerable cooling by the walls of the recuperators and the channels formed in the hearth, so that these gas jets act on gases having greatly reduced viscosities compared to those which they have inside the heating flues. This fact greatly facilitates their entrainment in the ducts of the lower nozzles, by the jet of combustible gases.
But their temperature is not lowered below the dew point of their moisture content and the presence of water vapor, carbon dioxide, and a small amount of oxygen acts as an agent which prevented carbon deposition in the ducts of the lower nozzles so that carbon removal is generally not necessary.
However, when the bottom heating gas has a rather high calorific value, or if it contains constituents which tend to decompose at relatively low temperatures, the deoarbonization can be carried out by introducing the necessary quantity air in the ducts 19 of the lower nozzles, and this through each suction duct 28 of the battery slab, through a duct 70, the amount being adjustable by the section of the orifice 72 of a cap 71, removably mounted on the lower end of said conduit 70. In other cases, an unperforated cap 70 may be employed.
As shown in FIG. 1, all the heating ducts of any piedroit are separately connected by the suction ducts 28 according to the invention, to a corresponding heating duct provided in a neighboring upright, but any technician in the field will be able to realize that, in order to achieve different modes of heat distribution along a piedroit, only part of the flues of a piedroit can be interconnected in this way. without departing for so little from the spirit of the invention.
For example if, in order to obtain a special carbonization effect in the coking chambers, it is desired to increase somewhat the normally very small temperature difference between the lower and upper parts of the heating feet, which difference is It is possible to obtain by introducing combustion products into the rich gas of all the heating flues, according to the principle of the present invention, some of the heating kernels can be heated from below with a rich gas which is not not diluted before entering the heating flues, while the other flues can be heated with gas coming from the same source, but which has been previously mixed with its own combustion products using the device according to present invention.
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The principle of the present invention is capable of application not only in coke ovens provided with a bottom heating system consisting of the principle of the lower nozzles but, by means of a simple device, similar to that provided in furnaces with lower nozzles, it can advantageously be applied to provide similar effects in coke ovens in which rich fuel gas is introduced into the lower parts of heating flues through a duct which extinguishes along a piedroit in the area immediately below the lower parts of the heating flues, for example, in the upper part of a partition wall of a recuperator, as will be described with reference to Figures 5, 4,5 and 6.
In the battery of coko ovens shown in Figures 3 and 4, the feet 40 contain several heating flues 41 arranged vertically and operating in groups of four, each of these groups comprising its own transverse duct and substantially the marl. device for the circulation of gases than that shown in Figures 1 and 2. The two flues at the ends of a heating stand are arranged to form a single group of flues having its own transverse duct 42. Combustible gas not previously heated in a recuperator is introduced into each heating flue 41 starting from the duct 43, through a separate vertical duct 44 and the gas arrives in each flue via an orifice made in the nozzle brick 45.
The pipes 57 at each end of the duct 43 serve as means making it possible to introduce a small quantity of air into said duct when this is deemed necessary in order to promote the decarbonization operation.
When the battery according to figure 3 is heated from below with rich fuel gas serving as the heat source, sliding dampers 46 are placed on the short length conduits 47 at both ends of the adjacent interconnected piers. which eliminates the extraneous transverse conduits in the gas circuit all around the interposed coking chamber.
The combustion products from the small groups of heating flues at the ends of the heating feet are thus prevented from reaching the recuperators via the transverse ducts, and can therefore be used to dilute the rich fuel gas introduced. into the apparatus from rich gas main lines 48 which run longitudinally into the top of the coil. Sampling conduits 49 starting from this main conduit and their lower end open into interchangeable nozzle devices 50 which FIG. 5 represents on an enlarged scale.
The nozzles 50 are constructed in such a way that they inject rich fuel gas into the space 51 in the vicinity of the upper part of the two end heating flanges and the result is that combustion products coming from the upper part , flow downwards in a conduit 52, provided in this embodiment of the invention, and in the conduit 43 of the combustible gas.
The suction ducts 52 of Figures: 5 and 4 are therefore similar, in their operation, to the ducts 28 of Figures 1 and 2. Flowing from top to bottom in said duct 52 under the action of the rich gas jet, combustion products are intimately mixed with this rich gas to dilute
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the latter and to reduce its calorific value when it enters the duct ,, 43, through which the mixture is distributed in the various heating flues attached to it.
The rich gas nozzles 50 are preferably made of a refractory material and are inserted in a sealed manner in the wall or on a seat 53, provided in the masonry of the battery. A wide variety of effects can be obtained by providing nozzles 54 having outlet orifices of different sections. The connection between the conduit 49 and the nozzle 50 need not be airtight when the cover 55 and the pipe 49 form an assembly of a weight sufficient to withstand the pressure of the rich gas and when the cover 55 is. provided with a sealing surface in contact with the top of the battery.
Removal of the pipe 49 and the nozzle 50 from the battery is facilitated by the connection device 56 of the pipe.
The ovens of the coke oven bank according to Figures 3 and 4 can easily be converted from "coke ovens" to "gasifiers", i.e. ovens which are heated from below with gas. fuel previously heated in the recuperator, this by interrupting the circulation of the rich gas in the nozzle 50 and by removing the sliding registers 46 at the upper end of the short-length conduits 47 and, then, by the well-known introduction of gas lean fuel passing through one of the two recuperators with which each heating flue is in communication.
In the embodiment of the invention described above with reference to FIGS. 1, 2 and 9, the combustion products serving to dilute the rich fuel gas introduced into any heating flue are taken from a corresponding heating flue arranged in an opposite piedroi't, and this by conduits arranged to allow the circulation of a certain quantity of gas between the lower parts of said flues.
In the embodiment of the invention according to Figures 7 and 8, means are provided by which the combustion products serving as a diluent for any particular heating flue can be taken from the section. top of this same flue, or in a neighboring flue of the same foot. An arrangement is thus produced which can function equally well in coke ovens, having flues adjacent to the same side wall, arranged to function alternately as fire flues or flues for combustion products, as well in ovens. coke, the kernels of which are all or mostly arranged to function simultaneously and alternately as upward and downward circulation flues%
In the battery shown in figures 7 and 8,
the dividing walls 60 between the heating flues 61, which communicate through their upper parts and have an orifice 62 common with the transverse duct, are each provided with a separate suction duct 63 which extends from a point close to the upper part of said partitions towards a point substantially at the level of the bottoms of the channels 64 formed in the sole of the recuperator, the upper ends of said suction ducts being curved towards the side of the flues to facilitate the circulation of the flues. gas.
At their lower ends, the conduits
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63 are connected by horizontal ducts of short length 65 to the ducts 66 of the lower nozzles of the heating flues arranged on each side, thus providing ducts through which the combustion products can be taken from the upper part of the flue pipes. heating, fage neighbors and reintroduced in the lower part of these. The rich gas supplied to the heating flues via the conduits 66 is introduced into these flues in the form of jets using nozzles 67, shown in detail in FIG. 9 and described above with reference to other figures.
The effect of the jets of rich gas rising through the conduits 66 is to produce a stream of combustion products which, as the arrows indicate, flow downward through the conduits. suction 63, 65 and then upwards into the heating flues, mixed and entrained by the jets of rich gas, for which they constitute a dilution agent.
The advantages of the present invention emerge from the following operating effects, obtained in a battery of coke ovens of the type shown in Figures 1 and 2. In this battery, the rich gas conduits of the lower nozzles have a diameter of 50 mm. entiron and the suction ducts (28, fig. 2) have a diameter of approximately 65 mm. The coke oven gas first circulates through the ducts of the lower nozzles and then through the heating flues 8 at a speed of 450 feet per hour through a 7 mm nozzle orifice (said coke oven gas being maintained at a pressure of 260 mm water column in this nozzle).
This gas entrains approximately 50% of its volume in combustion products, descending from the combustion product flue in the upstream duct of the lower nozzles, to mix with the incoming rich gas. The resulting mixture, on entering the heating flue above, burns with the long lean flame which is characteristic of low calorific fuel gases. The combustion of the oven gas thus diluted in the heating flues has the effect of reducing the temperature differences between the upper part and the lower part of these flues, in comparison with the temperature differences obtained in the heating from the bottom. with undiluted coke oven gas.
With the aid of the easily controllable suction ducts and nozzles of the present invention, it is possible to circulate combustion products between heating flues in operative communication, with the result that some Spurious combustion characteristics: well known fuel gases of high calorific value, employed for the bottom heating of horizontal coke ovens, can be substantially avoided to the general advantage of the ovens themselves, and the thermal conditions that the furnace has. 'can be maintained along the heating feet.
The present invention makes it possible to achieve these objects in a simple and inexpensive manner, without requiring the circulation of excessive quantities of combustion products in the recuperators or in the heating flues, without it being necessary to maintain pressures. abnormally high in the fuel gas distribution system, and without disturbing the normal flow of gases through the heating flues.
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Indeed; the object of the present invention converts the rich fuel gas, after its introduction into the furnace and after its distribution to the heating flues, but before its introduction into these flues, into a lean gas which burns with a long flame and non-illuminating, whether or not the combustion air is diluted with inert gases. when batteries of combined coke ovens, provided with the improvements described above, function as "gasifiers". the circulation of combustion products in the rich gas distribution system and in the heating flues is automatically interrupted, so that the lean gas from blast furnaces or gas generators, generally used as a bottom heating agent in these case;
does not undergo any reduction in its calorific value before it enters the heating flues.
By means of the invention, the amount of combustion products flowing between the interconnected heating flues is controlled and can be varied in the most favorable manner according to the characteristics of the bottom heating gas employed.
- CLAIMS =
1. A method of heating from the bottom of a coke oven with recuperators, with rich fuel gas, in which combustion gases are taken from the heating flues and mixed with the rich gas before mixing the latter with air. combustion, using devices incorporated in the installation of the furnaces.
2. The combustion gases are fed to circulate from the outlet orifice of the heating flue (s) via a suction duct incorporated in the installation, and this via a jet of injected rich gas. in the heating system and acting on the combustion products in said suction duct, the combustion gases thus obtained being mixed with the rich fuel gas before entering. heating flues and before mixing with combustion air.
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