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la Procédé et dispositif pour/combustion et la gazéification..
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la combustion ou la gazéification, et a pour but d'effectuer la combustion ou la gazéification avec un rendement élevé, en même temps qu'avec une grande sécurité de service.
Le procédé pour la combustion ou la gazéification selon l'invention comporte l'utilisation de combustibles solides, en morceaux, et est caractérisé principalement par le fait que l'on fait brûler le combustible solide dans un puits comportant une ou plusieurs parois réfrigérées. De préférence, le combustible est déposé jusqu'à une hauteur
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assez élevée dans un puits relativement étroit. On obtient de cette manière des avantages importants. La combustion s'effectue avec contrôle de la temprérature par les parois réfrigérées du puits, et peut de ce fait être régularisée de la manière désirée. Comme il est indiqué de procéder à la réfrigération à l'aide de tubes remplis d'eau ou de vapeur, la cha.leur de combustion peut aisément être utili- sée de la meilleure façon.
L'invention s'applique à tous les combustibles; elle est toutefois particulièrement intéressante pour la combustion, à titre d'exemple, des immondices et des com- bustibles agglomérants, tels que les cokes schisteux et le schiste huileux.- Lors de la combustion dans les foyers du type connu jusqu'à présent de coke schisteux, par ex- emple, dont les cendres fondent à basse température, on rencontre des difficultés qui ont pour conséquence que la. température de la couche en combustion - lorsque la com- bustion est effectuée avec un excès d'air économiquement favorable, - devient si élevée qu'il se produit des mâchefer et que la couche s'agglomère.
Par contre, lorsque l'on utilise le procédé et le dispositif conformes à l'invention, les cokes schisteux peuvent être brûlés économiquement avec un rendement élevé, par exemple pour faire de la va- peur, sans que les cendres ni les scories fondent. Il de- vient de ce fait possible d'utiliser avantageusement des cokes schisteux qui sans cela seraient considérés comme rebuts.
Un exemple d'exécution d'un dispositif conforme à l'invention est représenté par les figures ci-jointes.
La fig. 1 représente une'coupe verticale dans un dispositif conforme à l'invention.
La fig. 2 représente une coupe verticale, à plus grande échelled'une partie de la paroi garnie de tubes
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du puits, à l'endroit d'un orifice de passage d'air.
La fige 3 représente, à échelle agrandie, une coupe verticale d'une partie de la paroi garnie de tubes du puits, à un endroit où la circulation de l'air est fortement freinée.
Les fig. 4 et 5 représentent une autre forme d'exécution.
La figure 1 représente en 1 une trémie d'amenée pour un combustible solide, en morceaux, par exemple du coke schisteux. A la sortie de cette trémie, le combusti- ble s'amoncelle sur une face de chute libre 2, puis tombe dans la partie supérieure étroite 4 d'un puits vertical de combustion 5, muni à sa base d'un dispositif d'évacua- tion de cendres et/ou de scories. Comme l'indique la figure, le puits 4-5 est haut, mais relativement étroit.
Sur le côté de la trémie 1 se trouve une chambre de dégazage 7, munie d'orifices d'admission d'air 8 et 9, pour l'air comburant. La partie 10 de la trémie 1, qui est du côté de cette chambre, consiste en une paroi réfri- gérée, constituée de tubes parcourus par de l'eau ou de la vapeur. La paroi tubulaire 10 est prolongée par un volet mobile 11, constitué de tubes parcourus par de l'eau ou de la vapeur, et un volet analogue 12,également constitué de tubes réfrigérés, est situé dans.l'ouverture de commu- nication de la chambre de dégazage avec la chambre princi- pale de combustion 14-15.
Les parois du puits 4-5 sont également réfrigé- rés et sont constituées de préférence à l'aide de tubes 16 remplis d'eau ou de vapeur ,reliés à des collecteurs d'eau ou de vapeur, ou à des organes analogues. Comme on le voit le mieux à la figure 3, un intervalle notable existe entre les tubes 16. Ceux-ci ,de même que les tu- bes 10 de l'exemple de réalisation représenté par la figu- re, sont horizontaux, mais des tubes verticaux ou même obliques, ou encore d'une autre configuration, peuvent
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être utilisés.
Les parois de la chambre de combustion 15 sont également revêtues de tubes d'eau ou de vapeur 17, ou bien sont réfrigérées d'une autre manière. Dans l'exemple d'exécution représenté, les tubes 17 sont verticaux, et sont reliés au collecteur 18. Les cendres tombant de la chambre de combustion 15 peuvent être retirées par l' espace 19.
L'air comburant est amené par le carneau 20, par exemple à l'aide d'un ventilateur, et traverse la partie inférieure du puits 5, remplie de cendres ou de scories, pour accéder à la chambre de répartition 21.
L'air sort de celle-ci en traversant horizontalement le puits 5; les gaz brûlés montent alors vers le haut, et traversent alors la partie la plus étroite 4 du puits, pour arriver dans la chambre 14, d'où. ils sortent par le canal 23, pour être envoyés dans une chaudière 24, ou dans tout autre appareil consommateur de chaleur.
La chambre 21 est également munie d'une entrée 25, de manière à y admettre des gaz, par exemple des gaz brûlés ou des vapeurs, (notamment de la vapeur d'eau), pour diluer l'air comburant et permettre une régularisation du processus de la combustion. Dans certains cas, le canal 25 peut être mis en communication (par l'intermé- diaire d'une soufflante, par exemple) avec l'orifice d' évacuation des gaz brûlés de la chaudière 24, de façon qu'une partie des gaz de fumées soient réintroduits dans la chambre 25 et circulent en circuit fermé dans le foyer.
Les tubes 16 sont munis avec avantage, aux ou- vertures correspondant aux volets 22, de brides 26 telles que représenté à la figure 2. Les brides peuvent être soudées directement aux tubes, et avoir une forme telle qu'ils empêchent le combustible de tomber entre les tubes 16, tout en permettant le passage de l'air comburant.
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Entre les ouvertures des volets, les tubes 16 sont avan- tageusement munis de brides soudées 27, comme le repré- sente la fig. 3, pour empêcher l'air de passer dans ces zones . De cette manière, le courant d'air passant de la chambre de distribution 21 à la chambre 15 est forcé de traverser plus ou moins horizontalement le puits de combustion 5. Un canal d'aération 28 relie directement la chambre de distribution 21 à la chambre 14 ; chambre 15 peut être pourvue d'un ou de plusieurs orifices d'en- trée d'air 29, lorsque la combustion doit s'y effectuer.
Le dispositif venant d'être décrit fonctionne comme suit :
Le combustible solide, en morceaux, par exemple du coke schisteux, est introduit par la trémie 1. Il est soumis à un échauffement préalable au moyen de la chaleur rayonnée par la chambre de dégazage 7, de sorte que les corps volatils pouvant éventuellement s'y trouver sont éliminés en partie ou totalement, lorsqu'on le désire, en vue de la poursuite du processus de la combustion.
Cette combustion se règle en agissant sur les volets ré- frigérés 11 et 12, dont la position est réglable, ainsi que de la manière habituelle, en réglant le débit d'air entrant par les orifices 8 et 9. Le volet 11 est réglé dans ce but de telle manière que le combustible ne soit pas trop échauffé, et ne commence pas à s'agglomérer. A l'aide du volet 12, on règle le débit des gaz passant de la chambre de dégazage 7 à la chambre 14. Il est avan- tageux, dans certains cas, d'introduire dans cette chambre 14 une quantité déterminée d'air secondaire, par exemple par le canal 28, pour y brûler le gaz provenant de la chambre 7.
Si le combustible 2 est soumis dans la chambre 7 au rayonnement direct des gaz brûlants,(par exemple par le
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rayonnement de la maçonnerie), les gaz dégagés par le combustible dans la trémie 1 sont également brûlés.
Le combustible échauffé au préalable et dégazé de la manière venant d'être décrite descend alors par le puits 4-5, dans lequel il brûle peu à peu. Les cendres et/ou les scories sont évacuées au bas du puits par le dispositif d'évacuation 6. Lorsque l'on fait va- rier la vitesse de celui-ci, on peut régulariser la vites- se de descente du combustible dans le puits.
L'air comburant ,froid ou réchauffé au préa- lable, entrant par le canal 20 traverse ensuite la cham- bre des cendres et la partie inférieure du puits 16, et refroidit ainsi les cendres et/ou les scories qui s'y trouvent, tout en s'échauffant lui-même. L'air comburant réchauffé- traverse alors horizontalement le puits 5, par les volets 22, et provoque la combustion du combustible qui s'y trouve. Lorsque l'on désire obtenir une combus- tion totale,on achève celle-ci dans les chambres 15 et 14, éventuellement en introduisant une quantité déterminée d' air secondaire par les ouvertures 28 et 29. Les gaz de combustion traversent horizontalement la partie 4 du puits, et sèchent et/ou échauffent (ou même dans certains cas allument) le combustible descendant lentement dans le puits.
Lorsque le dispositif est utilisé pour la produc- tion de vapeur, les gaz de combustion peuvent passer dans la chaudière 24 par le canal 23. Lorsque le dispositif est utilisé comme gazogène, le gaz produit est évacué par la conduite 23, en vue de son utilisation.
Il est souhaitable, dans certains cas, de ne faire passer qu'une partie des gaz par la, partie supérieu- re 4 du puits. Le restant des gaz est alors conduit dans une autre direction, par exemple directement vers une chau- dière à vapeur. Lorsque le combustible est humide, il peut
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être indiqué d'effectuer le séchage dans la partie supé- rieure 4 du puits, de manière à y obtenir une température de dégazage ne nécessitant pas de réfrigération supplé- mentaire.
La combustion dans le puits 4-5 s'effectue avec le combustible en contact plus ou moins direct avec les parois réfrigérées du puits, c'est-à-dire en contact avec les tubes 16. Le combustible reste alors soumis à l'action refroidissante de ces parois réfrigérées pendant la combustion, de sorte qu'il devient possible de contrô- ler et de régler la combustion comme on le désire. Lorsqu' il s'agit par exemple de coke schisteux ou d'autres com- bustibles agglomérants, on règle l'action réfrigérante de manière à ce qu'il ne se produise pas d'agglomération ni de fusion des cendres; la combustion se poursuit all alors régulièrement et de façon complète.
Une possibilité supplémentaire de réglage résulte également du fait que l' air comburant peut être dilué avec un gaz approprié;par exemple un gaz brûlé ou de la vapeur d'eau, qui est amené par le canal 25. Lorsque l'on introduit de cette manière, par le canal 25, des gaz brûlés contenant de l'anhydride carbonique, il se produit une décomposition de ce der- nier (C02) dans le puits 5, avec production d'oxyde de carbone; il en résulte une absorption de température, de sorte que la température du puits baisse. Il se produit de même une décomposition de l'eau, :..lorsque c'est de la vapeur d'eau qui est introduite par le canal 25.
Il est également possible d'introduire par ce canal un gaz inerte, par exemple de l'azote, pour diluer directement l'air com- burant, de sorte que la vitesse de combustion et par con- séquent également la température du puits 5 soient abais- sées. Dans certains cas, une partie des gaz de combustion peut être ramenée de la chaudière dans le canal 25, par l' intermédiaire d'une soufflante, de sorte que les gaz de
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combustion circulent dans l'installation), et qu'il ne reçoivent du canal 20 que la quantité d'air comburant frais correspondant à la quantité d'oxygène nécessaire à la combustion. On reconnaîtra à la lumière de ce qui précède que la combustion dans le puits 5 peut être réglée comme on le désire.
En même temps, le rendement de la combustion reste cependant élevé, étant donné que la transmission de chaleur aux tubes 16,17,10,11 et 12 est particulière- ment efficace. Le fluide traversant ces tubes, par exem- ple de l'eau ou de la vapeur, est échauffé de manière efficace . Les faisceaux de tubes 10,12,16 et 17 peuvent par conséquent avantageusement être utilisés pour la pro- duction et/ou la surchauffe de la vapeur.
Certaines modifications peuvent être apportées aux dispositifs venant d'être décrits et représentés sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Par exemple, les parois du puits 4-5 et/ou celles de la chambre de com- bustion 15 peuvent être réfrigérées autrement que par des tubes. Le refroidissement peut être prévu pour une ou pour plusieurs des parois du puits 4-5, mais de préférence pour toutes ses parois. La chambre de dégazage 7 peut être totalement supprimée. Une surface de chauffe par connection(par exemple un serpentin parcouru par de la vapeur) peut être placé dans la chambre 15).
Lorsque le puits est chargé par exemple de schiste utilisable pour la production d'huile, il est in- diqué de rendre les parois du puits étanches au gaz, tout au moins à la partie supérieure (4) du puits. Dans cette zone, le schiste est échauffé jusqu'à la température de distillation, par la chaleur de la.chambre (15) entourant le puits. Une température suffisamment élevée peut être obtenue par un foyer séparé, ou par l'utilisation directe de la chaleur qui est libérée dans lors de la distillation
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suivant la combustion des résidus de distillation.
Ceci peut par exemple être obtenu en divisant la chambre entou- rant le puits en deux parties, à l'aide d'une paroi ho- rizontale : une partie supérieure, entourant la zone de distillation, et une partie inférieure, entourant la zone de combustion du coke dans le puits. (Cette paroi horizon- tale peut alors être placée approximativement entre les zones 4 et 5 du puits). La partie inférieure 5 du puits, dans ce cas, n'est pas étanohe; de l'air comburant pour le coke y est amené.
Le gaz produit dans la zone de distillation est aspiré, par exemple par des tuyaux qui en proviennent.
Il peut dans ce but être indiqué de munir le puits d'une extension, immédiatement au-dessus de la paroi horizontale de séparation, de manière que le dégazage puisse y avoir lieu plus facilement, sans que le schiste empêche la sor- tie des gaz. Le mieux est que les tubes d'aspiration partent de la partie supérieure de ce prolongement. L' extension du puits est réalisée de préférence de manière à s'élargir vers le haut et à se rétrécir vers le bas, jusqu'à arriver à la largeur normale du puits.
Il est bien connu qu'il est avantageux, dans un procédé comme celui dont il s'agit ici, d'introduire de la vapeur. Cette vapeur peut être amenée dans le puits de distillation par exemple par des tubes de. vapeur ou d' eau, débouchant à la hauteur appropriée, de préférence dans la moitié supérieure de l'extension du puits.
Lorsque l'on doit procéder à la distillation, et que la partie 4 du puits est rendue étanche au gaz, et lorsque l'échauffement y est produit à l'aide des gaz provenant de la combustion du coke dans la partie 5 du puits, on dimensionne les surfaces réfrigérantes de la chambre 15 de manière à obtenir une température suffisam- ment élevée aux parois de la partie fermée 4 du puits
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(qui ne doit pas être refroidie dans ce cas). Le schiste est alors échauffé dans la partie 4 du puits par la dis- tillation, et est alors envoyé directement, sans déper- dition calorifique, dans la partie 5 du puits, pour y être brûlé directement, sous contrôle de la température.
Il faut s'assurer , à l'aide de dispositifs de réglage du tirage, que les gaz de distillation et les gaz brûlés circulent dans les directions correctes.
Un sas peut éventuellement être prévu entre la partie supérieure étanche du puits, et la partie inférieure, de manière à pouvoir faire passer le résidu de distilla- tion(le coke shcisteux) de la partie supérieure à la, par- tie inférieure, sans circulation, notable de gaz entre ces parties.
Des dispositifs peuvent également être prévus dans le puits,, sous forme de parties saillantes ou d'or- ganes mobiles, pour provoquer un certain brassage du com- bustible pendant son trajet de descente. Le dégazage peut être effectué parconnection ,en faisant passer de l' air dans le combustible se trouvant dans la trémie 1.
Il vient d'être décrit, dans ce qui précède, un procédé et un dispositif pour la production de gaz de combustion véhiculant de la chaleur, ou de gaz combusti- bles, par combustion de combustibles solides aggolmérants, tels que des cokes schisteux, dans lesquels la combustion de ceux-ci s'effectue dans un puits essentiellement ver- tical, suivie d'une phase finale de combustion dans une partie du puits, laquelle partie constitue avec le puits et une chambre de distribution pour l'air c@@burant, côté opposé du puits, un foyer de 'combustion, dont le mode de construction et le mode de fonctionnement ont été dé- crits dans ce qui précède.
La figure 1 ci-jointe montre que l'espace formant
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foyer est constitué de trois puits : le puits à combus- tible 5,'la chambre de combustion des gaz 15, et la cham- bre de distribution SI pour l'air comburant. On en déduit que plusieurs puits.peuvent être disposés l'un à côté de l'autre, au moins l'un. deux étant alimenté en combustible par le haut, et un deuxième servant de chambre de combus- tion des gaz. Ceci a donné lieu à la forme d'exécution représenté schématiquement aux figures 4 et 5 ci-jointes; la dernière de celles-ci représente l'ébauche d'une coupe horizontale selon la ligne V-V du foyer représenté à la figure 4, La figure 4 est une coupe verticale du foyer dont il s'agit.
Les puits 5 de droite et de gauche correspondent au puits 5 de la figure 1, et la chambre 15 comprise entre eux correspond à la chambre 15 de la figure 1.
Cette dernière, conformément à la figure 5, est de forme carrée, et comporte quatre puits, un puits étant monté le long de chacun de ses côtés. Toutes les parois sont réfrigérées, par exemple à l'aide de tubes refroidisseurs 16. Celles des parois réfrigérées des puits à combustibles qui sont situées' vis à vis de la chambre de combustion 15, constituent simultanément les parois refroidies de cette chambre de combustion. Grâce à cette possibilité de réfrigération par tous les côtés, la température peut être contrôlée aussi bien dans le puits à combustible que dans le puits@de combustion des gaz, en même temps que l'excédent de chaleur peut être récupéré.
Le combustible est introduit par les trémies 30 des puits 5, et les cendres sont évacuées par les ouver- tures manégées au fond des puits, pouvant par exemple être garnies de rouleaux. L'exécution des puits n'est pas renseignée en détails, étant donné qu'elle peut être modi- fiée selon les besoins. Lorsque.'le puits de combustion des gaz est réalisé avec le dessus fermé, il est avanta- geux que le toit soit également réfrigéré! par exemple
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à l'aide de tubes refroidisseurs.
Le puits intérieur peut être de sections trian- gula,ire ou circulaire, les puits qui l'entourent ayant une forme correspondante. Dans le dernier cas, ils sont réunis en un puits annulaire.
R E V E N D 1 0 A T 1 ON S.
I) Procédé pour la production de gaz brûlés porteurs de chaleur ou de gaz combustibles, à partir de combustibles solides, en blocs, avec transformation pra.- tiquement complète en cendres et en gaz, caractérisé en ce que le combustible est brûlé dans un puits vertical, entre deux parois opposées du puits, telles que la distance qui les sépare soit faible par rapport à la hauteur du puits, et qui sont composées en totalité ou en partie de tubes, parcourus par un fluide refroidisseur, tandis que l'air comburant est introduit dans le puits et que les gaz brûlés en sont évacués par des ouvertures prévues entre les tubes.
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the Method and device for / combustion and gasification.
The present invention relates to a method and a device for combustion or gasification, and its object is to carry out the combustion or gasification with high efficiency, at the same time as with high operational safety.
The process for combustion or gasification according to the invention comprises the use of solid fuels, in pieces, and is characterized mainly by the fact that the solid fuel is burned in a well comprising one or more refrigerated walls. Preferably, the fuel is deposited up to a height
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quite high in a relatively narrow well. Significant advantages are obtained in this way. The combustion takes place with temperature control by the refrigerated walls of the well, and can therefore be regulated as desired. As it is indicated to carry out the refrigeration by means of tubes filled with water or steam, the heat of combustion can easily be utilized to the best advantage.
The invention applies to all fuels; it is, however, particularly advantageous for the combustion, by way of example, of refuse and agglomerating fuels, such as shale cokes and oily shale. During combustion in fireplaces of the type known hitherto for shale coke, for example, the ash of which melts at low temperature, difficulties are encountered which have the consequence that the. The temperature of the burning layer - when the combustion is carried out with an economically favorable excess air - becomes so high that clinker occurs and the layer clumps.
On the other hand, when the method and the device according to the invention are used, the shale cokes can be burnt economically with a high yield, for example for steaming, without the ash or the slag melting. It therefore becomes possible to advantageously use shale cokes which would otherwise be considered as waste.
An exemplary embodiment of a device according to the invention is represented by the accompanying figures.
Fig. 1 shows a vertical section in a device according to the invention.
Fig. 2 shows a vertical section, on a larger scale, of a part of the wall lined with tubes
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of the well, at the location of an air passage opening.
Fig 3 represents, on an enlarged scale, a vertical section of a part of the wall lined with tubes of the well, at a place where the air circulation is severely slowed down.
Figs. 4 and 5 represent another embodiment.
Figure 1 shows at 1 a feed hopper for a solid fuel, in pieces, for example shale coke. On leaving this hopper, the fuel accumulates on a free-falling face 2, then falls into the narrow upper part 4 of a vertical combustion shaft 5, fitted at its base with an evacuating device. - release of ash and / or slag. As shown in the figure, well 4-5 is tall, but relatively narrow.
On the side of the hopper 1 there is a degassing chamber 7, provided with air intake openings 8 and 9, for the combustion air. The part 10 of the hopper 1, which is on the side of this chamber, consists of a refrigerated wall, made up of tubes traversed by water or steam. The tubular wall 10 is extended by a movable flap 11, made up of tubes traversed by water or steam, and a similar flap 12, also made up of refrigerated tubes, is located in the communication opening of the degassing chamber with the main combustion chamber 14-15.
The walls of the well 4-5 are also refrigerated and are preferably formed by means of tubes 16 filled with water or steam, connected to water or steam collectors, or the like. As best seen in Figure 3, a notable gap exists between the tubes 16. These, like the tubes 10 of the exemplary embodiment shown in Figure, are horizontal, but vertical or even oblique tubes, or of another configuration, can
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be used.
The walls of the combustion chamber 15 are also lined with water or steam tubes 17, or else are refrigerated in some other way. In the exemplary embodiment shown, the tubes 17 are vertical, and are connected to the collector 18. The ash falling from the combustion chamber 15 can be removed through the space 19.
The combustion air is brought through the flue 20, for example using a fan, and passes through the lower part of the well 5, filled with ash or slag, to access the distribution chamber 21.
The air leaves the latter by crossing horizontally the well 5; the burnt gases then rise upwards, and then pass through the narrowest part 4 of the well, to arrive in the chamber 14, from where. they exit through channel 23, to be sent to a boiler 24, or to any other appliance consuming heat.
The chamber 21 is also provided with an inlet 25, so as to admit therein gases, for example burnt gases or vapors, (in particular water vapor), to dilute the combustion air and allow the regulation of the combustion air. combustion process. In certain cases, the channel 25 can be put in communication (by means of a blower, for example) with the exhaust gas outlet of the flue gases of the boiler 24, so that part of the gases of fumes are reintroduced into chamber 25 and circulate in a closed circuit in the hearth.
The tubes 16 are advantageously provided, at the openings corresponding to the flaps 22, with flanges 26 as shown in figure 2. The flanges can be welded directly to the tubes, and have a shape such as to prevent the fuel from falling. between the tubes 16, while allowing the passage of the combustion air.
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Between the openings of the shutters, the tubes 16 are advantageously provided with welded flanges 27, as shown in FIG. 3, to prevent air from passing into these areas. In this way, the air stream passing from the distribution chamber 21 to the chamber 15 is forced to pass more or less horizontally through the combustion well 5. An aeration channel 28 directly connects the distribution chamber 21 to the chamber. 14; chamber 15 may be provided with one or more air inlet openings 29, when combustion is to take place there.
The device just described operates as follows:
The solid fuel, in pieces, for example shale coke, is introduced through the hopper 1. It is subjected to a preliminary heating by means of the heat radiated by the degassing chamber 7, so that the volatile bodies possibly being able to s' found therein are partially or totally eliminated, when desired, with a view to continuing the combustion process.
This combustion is regulated by acting on the refrigerated flaps 11 and 12, the position of which is adjustable, as well as in the usual way, by regulating the flow of air entering through orifices 8 and 9. The flap 11 is set in this aim in such a way that the fuel is not overheated, and does not begin to agglomerate. With the aid of the shutter 12, the flow rate of the gases passing from the degassing chamber 7 to the chamber 14 is adjusted. It is advantageous, in certain cases, to introduce into this chamber 14 a determined quantity of secondary air. , for example via channel 28, to burn the gas coming from chamber 7 there.
If the fuel 2 is subjected in the chamber 7 to the direct radiation of the hot gases, (for example by the
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radiation from the masonry), the gases given off by the fuel in hopper 1 are also burned.
The fuel preheated and degassed in the manner just described then goes down through well 4-5, in which it burns little by little. The ashes and / or the slag are evacuated at the bottom of the well by the evacuation device 6. When the speed of the latter is varied, the rate of descent of the fuel in the well can be regulated. .
The combustion air, cold or heated beforehand, entering through channel 20 then passes through the ash chamber and the lower part of well 16, and thus cools the ash and / or slag therein, while warming up himself. The heated combustion air then crosses the well 5 horizontally, via the flaps 22, and causes combustion of the fuel therein. When it is desired to obtain complete combustion, this is completed in chambers 15 and 14, optionally by introducing a determined quantity of secondary air through openings 28 and 29. The combustion gases pass horizontally through part 4. from the well, and dry and / or heat (or in some cases even ignite) the fuel slowly descending into the well.
When the device is used for the production of steam, the combustion gases can pass into the boiler 24 through the channel 23. When the device is used as a gasifier, the gas produced is discharged through the line 23, with a view to its return. use.
It is desirable, in some cases, to pass only a part of the gases through the upper part 4 of the well. The remainder of the gas is then conducted in another direction, for example directly to a steam boiler. When the fuel is wet, it can
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It is advisable to carry out the drying in the upper part 4 of the well, so as to obtain a degassing temperature there which does not require additional refrigeration.
The combustion in well 4-5 is carried out with the fuel in more or less direct contact with the refrigerated walls of the well, that is to say in contact with the tubes 16. The fuel then remains subject to the action. cooling of these refrigerated walls during combustion, so that it becomes possible to control and regulate combustion as desired. In the case of, for example, shale coke or other agglomerating fuels, the cooling action is regulated in such a way that no agglomeration or melting of the ash takes place; the combustion then continues all regularly and completely.
An additional possibility of adjustment also results from the fact that the combustion air can be diluted with a suitable gas, for example a burnt gas or water vapor, which is supplied through channel 25. When this is introduced. So, through channel 25, the burnt gases containing carbon dioxide, there is a decomposition of the latter (CO 2) in well 5, with the production of carbon monoxide; this results in temperature absorption, so that the temperature of the well drops. In the same way, water decomposes,: .. when it is water vapor which is introduced via channel 25.
It is also possible to introduce through this channel an inert gas, for example nitrogen, to directly dilute the combustion air, so that the combustion rate and therefore also the temperature of the well 5 is. lowered. In some cases, part of the combustion gases can be returned from the boiler to channel 25, by means of a blower, so that the combustion gases.
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combustion circulate in the installation), and that they only receive from channel 20 the quantity of fresh combustion air corresponding to the quantity of oxygen required for combustion. It will be recognized from the foregoing that the combustion in well 5 can be controlled as desired.
At the same time, however, the combustion efficiency remains high, since the heat transmission to the tubes 16,17,10,11 and 12 is particularly efficient. The fluid passing through these tubes, for example water or steam, is heated efficiently. The tube bundles 10, 12, 16 and 17 can therefore advantageously be used for the production and / or superheating of steam.
Certain modifications can be made to the devices which have just been described and shown without departing from the spirit of the invention. For example, the walls of well 4-5 and / or those of combustion chamber 15 may be refrigerated other than by tubes. Cooling can be provided for one or more of the walls of the well 4-5, but preferably for all of its walls. The degassing chamber 7 can be completely eliminated. A heating surface per connection (for example a coil traversed by steam) can be placed in the chamber 15).
When the well is loaded for example with shale which can be used for the production of oil, it is advisable to make the walls of the well gas-tight, at least at the upper part (4) of the well. In this zone, the shale is heated up to the distillation temperature by the heat of the chamber (15) surrounding the well. A sufficiently high temperature can be obtained by a separate hearth, or by the direct use of the heat which is released in during the distillation
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following the combustion of the distillation residues.
This can for example be obtained by dividing the chamber surrounding the well into two parts, using a horizontal wall: an upper part, surrounding the distillation zone, and a lower part, surrounding the distillation zone. burning coke in the well. (This horizontal wall can then be placed approximately between zones 4 and 5 of the well). The lower part of the well, in this case, is not ethanol; combustion air for the coke is supplied there.
The gas produced in the distillation zone is sucked, for example by pipes which come from it.
For this purpose, it may be advisable to provide the well with an extension, immediately above the horizontal separation wall, so that degassing can take place there more easily, without the shale preventing the escape of gases. . It is best if the suction tubes start from the upper part of this extension. The extension of the well is preferably carried out so as to widen upwards and to narrow downwards, until arriving at the normal width of the well.
It is well known that it is advantageous, in a process such as the one in question here, to introduce steam. This vapor can be brought into the distillation well, for example by tubes of. steam or water, opening at the appropriate height, preferably in the upper half of the well extension.
When the distillation is to be carried out, and the part 4 of the well is made gas-tight, and when the heating is produced there with the aid of the gases originating from the combustion of the coke in the part 5 of the well, the cooling surfaces of the chamber 15 are dimensioned so as to obtain a sufficiently high temperature at the walls of the closed part 4 of the well
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(which should not be cooled in this case). The shale is then heated in part 4 of the well by the distillation, and is then sent directly, without heat loss, to part 5 of the well, to be burned there directly, under temperature control.
It must be ensured, using draft control devices, that the distillation and flue gases are flowing in the correct directions.
An airlock can optionally be provided between the sealed upper part of the well, and the lower part, so as to be able to pass the distillation residue (the shcistous coke) from the upper part to the lower part, without circulation. , noticeable gas between these parts.
Devices can also be provided in the well, in the form of projecting parts or moving parts, to cause some stirring of the fuel during its descent path. Degassing can be carried out by connection, by passing air through the fuel in hopper 1.
It has just been described, in the foregoing, a process and a device for the production of combustion gas conveying heat, or of combustible gases, by combustion of solid fuels, aggolmerants, such as shale cokes, in in which the combustion of these takes place in an essentially vertical well, followed by a final phase of combustion in a part of the well, which part constitutes with the well and a distribution chamber for the air c @@ burant, on the opposite side of the well, a combustion chamber, the mode of construction and the mode of operation of which have been described in the foregoing.
The attached figure 1 shows that the space forming
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The hearth consists of three wells: the fuel well 5, the gas combustion chamber 15, and the distribution chamber SI for the combustion air. It is deduced from this that several wells can be arranged one next to the other, at least one. two being supplied with fuel from the top, and a second serving as a gas combustion chamber. This gave rise to the embodiment shown schematically in Figures 4 and 5 attached; the last of these represents the outline of a horizontal section along the line V-V of the hearth represented in FIG. 4, FIG. 4 is a vertical section of the hearth in question.
The right and left wells 5 correspond to the well 5 of Figure 1, and the chamber 15 between them corresponds to the chamber 15 of Figure 1.
The latter, in accordance with Figure 5, is square in shape, and comprises four wells, a well being mounted along each of its sides. All the walls are refrigerated, for example by means of cooling tubes 16. Those of the refrigerated walls of the fuel wells which are situated opposite the combustion chamber 15, simultaneously constitute the cooled walls of this combustion chamber. By virtue of this possibility of refrigeration from all sides, the temperature can be controlled both in the fuel well and in the gas combustion well, at the same time that the excess heat can be recovered.
The fuel is introduced through the hoppers 30 of the wells 5, and the ash is discharged through the openings operated at the bottom of the wells, which can for example be lined with rollers. The execution of the wells is not given in detail, since it can be modified as required. When the gas combustion shaft is made with the top closed, it is advantageous if the roof is also refrigerated! for example
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using cooling tubes.
The inner well may be of triangular, ire or circular sections, the surrounding wells having a corresponding shape. In the latter case, they are united in an annular well.
R E V E N D 1 0 A T 1 ON S.
I) Process for the production of burnt gases carrying heat or combustible gases, from solid fuels, in blocks, with practically complete transformation into ash and gas, characterized in that the fuel is burned in a well vertical, between two opposite walls of the well, such that the distance which separates them is small compared to the height of the well, and which are composed entirely or in part of tubes, traversed by a cooling fluid, while the combustion air is introduced into the well and the burnt gases are discharged from it through openings provided between the tubes.