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PROGEDE POUR LA DISTILLATION DE LA HOUILLE.
Jusqu'à présenta on distille la houille dans des fours à coke à cornue ou dans des fours à cuve., en chauffant la houille,, par une amenée de gaz de chauffage, jusqu'à ce qu'on expulse et obtienne séparés ses constituants en composés organiques, sous forme de gaz ou de vapeurs, tandis qu'un carbone relativement pur reste comme coke,
La présente invention a pour objet un procédé nouveau pour la dis- tillation de la houille, suivant lequel on introduit continûment de la houille finement moulue dans un courant de vapeur d'eau chauffée jusqu'à la tempéra- ture de distillation, et sépare, après distillation, un à un, les différents produits de distillation, c'est-à-dire, les gaz, les vapeurs de goudron, l'eau ammoniacale et le coke,,
d'une façon comme en soi.
Le procédé peut, par exemple, être appliqué avantageusement la où l'on dispose de vapeur surchauffée de turbines., Une autre forme d'application appropriée consiste en ce qu'on combine l'installation pour la mise en oeuvre du procédé de distillation avec chaudière à pulvérisé, de façon à amener con- tinûment le coke poussiéreux, résultant du procédé, directement,, c'est-à-dire avec le contenu calorifique avec lequel il résulte du procéder à la tuyère de pulvérisation du foyer à pulvérisé. De cette fagon, on fait une économie sé- rieuse d'énergie calorifique, parce que le coke de distillation n'est pas re- froidi d'abord et ramené, par la suite, à la température élevée, lors de la combustion.
Avantageusement, on peut aussi appliquer le procédé de telle fa- çon que, dans une chambre de distillat,ion chauffée extérieurement, on intro- duit continûment de la houille moulue dans un courant de vapeur surchauffée à température et en quantité telles quelles sont nécessaires pour obtenir, dans la chambre' -la température de distillation.
Dans ce cas, l'énergie ca- lorifique pour l'obtention et le maintien de la température de distillation à l'intérieur de la chambre de distillation ne est plus due, exclusivement, à de la vapeur surchauffée., mais on travaille avec deux sources d'énergie,
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à savoir, un chauffage externe de la chambre de distillation et, de plus, une introduction continue de vapeur surchauffée dans celle-ci. La vapeur surchauffée ne doit alors fournir que le complément d'énergie nécessaire pour passer de la température intérieure, atteinte par le chauffage externe, à la température de distillation.
Par ailleurs, la vapeur d'eau. surchauffée a ici également pour mission de bien transporter la houille moulue finement au travers de la chambre de distillation. Si l'amenée d'énergie de l'exté- rieur est suffisante, ceci reste la seule fonction qui incombe à la vapeur d'eau surchauffée.
Le procédé suivant l'invention est particulièrement approprié pour être utilisé en combinaison avec les grandes installations de chaudières de centrales de force motrice. Ici, l'énergie calorifique peut être prélevée sur les gaz de combustion qui se forment dans la chambre de combustion. A cette fin, on dispose la chambre de distillation, ou de préférence un cen- tain nombre de chambres de distillation, constituant une batterie, qui peu- vent être montées en parallèle ou l'une derrière l'autre, de manière quelcon- que à l'intérieur de la chambre de combustion du groupe de chaudières; on peut notamment l'accrocher (ou: les accrocher) verticalement, pour qu'elle(s) soi(en)t chauffée(s) par les gaz de combustion qui la (ou.- les) baignent.
La matière constituant la chambre de distillation est choisie de manière à supporter l'échauffement sans dommage. Le procédé de distillation se fait impeccablement à l'intérieur des tubes,
Ce mode de chauffe est très peu coûteux. Il ne nécessite, au fond, que la dépense normale pour l'installation des batteries de distillation dans la chambre de combustion du système de chaudières, car la dépense courante d'énergie pour le chauffage ne se fait pratiquement sentir que dans une cer- taine baisse de la température des fumées passant du carneau dans la chemi- née.
Pour ce mode opératoire, une dépense de 0,1 kg de vapeur, ou moins, par kilo de houille suffit pour garantir l'avancement et pour éviter préventivement, avec certitude, une condensation indésirable. Suivant le gen- re de houille, sa température finale, le genre de produits finals désirés, et les autres données éventuelles du procédé, on utilise plus ou moins de 0,1 kg de vapeur par kg de houille. Le procédé présente 1-'avantage d'une faculté d'adaptation étendue aux circonstantes locales et aux sources d'énergie exis- tantes. Il est essentiel, en l'occurrence, qu'il y ait, de toute àcon., tou- jours assez de vapeur d'eau, amenée confinement au système, que la houille avance bien à la vitesse désirée et est distillée dans une atmosphère de va- peur d'eau surchauffée.
Dans ce cas, toute la chaleur, nécessaire pour la distillation, est fournie par la source de chaleur externe. Si celle--ci ne suffit pas, la quantité d'énergie manquante peut être amenée par de la va- peur d'eau surchauffée.
La division d'une grande chambre de distillation unitaire en un certain nombre de chambres de distillation plus petites, comprises dans une batterie, présente, d'autre part, l'avantage d'une transmission de chaleur améliorée et accélérée, grâce à l'agrandissement de la surface chauffés uni- formément, Il est bien entendu que les chambres de distillation peuvent aussi être chauffées par d'autres sources de chaleur disponibles,par exemple par un chauffage électrique, dont les éléments sont répartis uniformément sur les surfaces externes des chambres de distillation.
A coté de 1.' avantage du fonctionnement continu, le procédé sui- vant l'invention présente l'avantage supplémentaire de pouvoir être exécuté avec des appareils très simples, peu coûteux et prenant peu de place. Comme le procédé fonctionne dans une atmosphère de vapeur d' eau surchauffée, l'ac- tion de l'oxygène de l'air sur les composants de la houille, à haute tempéra- ture, est exclue pendant tout le processus de distillation. Cela n'est, bien entendu, valable qu'en fonction de l'air, occlus dans la houille, qui entre dans la chambre de réaction, quand on n'estime pas nécessaire d'intercaler une opération de désaération préalable.
Il peut pourtant aussi être recommandable d'appliquer le procédé
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avec une légère addition dair extérieur. On peut, par exemple, introduire dans le système de réaction, à l'entrée de la houille ou dans le bas de la chambre de réaction,, une quantité calculée d'air qui brûle une quantité, chaque fois déterminée, de la houille traitée et règle ainsi également, dans la mesure voulue, la température à l'intérieur du système.
Pour autant que la vapeur surchauffée est séparée, sans condensa- tion, des gaz et des vapeurs organiques extraits de la houille, le procédé peut aussi être appliqué en un cyclela vapeur d'eau, libérée des gaz et des autres vapeurs, étant passée dans un dispositif de réchauffage et étant rame- née ensuite à l'entrée de la houille.
Le procédé peut aussi être exécuté en plusieurs stades,, le char- bon n'étant distillé que partiellement dans une première phase, la distilla- tion étant complétée, au cours d'une seconde phase, dans le même ou dans un second appareil, dans un courant de vapeur d'eau. Dans des cas spéciaux, on peut ajouter, de la même façon, une troisième phase. En général, grâce aux faibles durées de réaction,dues aux conditions du procédé, une seule phase de distillation est amplement suffisante pour extraire de la houille tous les constituants utilisables ailleurs et pour obtenir un coke d'excellente quali- té.
Pour garantir une séparation aussi nette et complète que possi- ble des produits de distillation solides et sous forme de vapeurs, il se re- commande de régler la température de telle façon que, sur le parcours com- pris entre la limite de distillation inférieure et le lieu de séparation des produits de distillation sous forme de vapeur, les parois internes de l'appa- reil et la matière traitée qui y circule sont maintenues, au moins, à la tem- pérature une fois atteinte. Il est avantageux d'y maintenir la température non seulement constate, mais croissante. On obtient ainsi que d'abord, le coke solide est séparé sans dépôt de goudron et que, par la suite, jusqu'à la séparation des vapeurs de goudron des gaz de distillation, il n'y a pas non plus de condensation prématurée et indésirable de vapeurs de goudron.
De cette façon;, aussi bien le coke que l'appareil sont maintenus propres. Si la température ne peut tomber, en aucun point à l'intérieur du système, en des- sous du point d'ébullition de l'une des vapeurs présentes, la température des parois intérieures de l'appareil doit être maintenue, évidemment, plus élevée. On évite ainsi toute possibilité de condensation de composants, pré- sents sous forme de vapeur, sur les particules de coke ou les parois de l'ap- pareil.
Dans certains cas, il peut être désirable, dans des bats spéciaux, d'obtenir un coke présentant un autre état de consistance., grâce à une certai- ne teneur en composants de goudron séparés. On peut atteindre ainsi -une cer- taine agglomération. Ce mode opératoire ne s'applique cependant pas en règle générale,, Dans ce cas, les températures devraient être abaissées à tel point que les vapeurs de goudron se condensent., dans une certaine mesure, sur les particules de coke.
Le régime de températures décrit peut être réalisée de différen- tes façons, en ce qui concerne l'appareillage. On peut, par exemple, confor- mer les parois de la chambre de réaction et d'autres parties d'appareils, par des variations de surface, de façon que la transmission de chaleur varie son- tinûment, ou en plusieurs étages, du début de la zone de réaction à l'extré- mité de celle-ci, dans le sens conforme au principe de fonctionnement décrit ci-avant.
Dans la disposition décrite ci-avant, de chambres de distilla- tion, en batteries, dans la chambre de combustion d'un système de chaudières, ua revêtement, variable en épaisseur, des différentes chambres de distilla- tion peut régler la température dans le sens voulu. De même, la section trans- versale de la chambre de réaction peut varier sur la longueur de la chambre de --réaction,
Enfin, on peut aussi modifier le procédé en portant la températu- re dans la chambre de réaction de la température de distillation à la tempé- rature de gazéification et en gazéifiant donc le coke sous forme de CO, pour
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obtenir un mélange de gaz et de vapeurs à haute valeur calorifique.
Au be- soin, on peut aussi travailler;,, dans ce cas, avec de Pair extérieur en fai- bles quantités appropriées. Il est avantageux de travailler, dans le cas de cette variante du procédé., avec deux chambres de réaction montées l'une der- rière l'autre, dont l'une fait distiller la matière à traiter, tandis que la seconde gazéfie les produits qui y sont amenés de la première chambre., y com- pris le coke.
Le procédé peut être appliqué à toute espèce de houille ou de li- gnite. Les conditions de travail, notamment le degré de broyage ou de mouture de la houille., la vitesse de déplacement., la durée de réaction;,, la proportion de charbon et de vapeur dans le mélange dépendent des propriétés de la houil- le traitée dans chaque cas, qui peuvent être déterminées simplement par un essai.
Dans le cas d'une houille de la Ruhr d'un pouvoir calorifique de 8000 Cal, on a utilisée avec succès, une mouture après laquelle 85 % passaient par un tamis de 4900 mailles. Cela correspond à une grosseur de grain moyenne de 0,09 mm. Le procédé peut, cependant, aussi être utilisé avec des grosseurs de grain plus fortes,, jusqu'à 1 mm et plus, pour autant que la vapeur sur- chauffée soit à même de transporter la houille finement répartie sur tout le parcours de réaction.
Pour le charbon cité, on a opéré.avec une vitesse de déplacement des particules de houille qui s'élevait à 2 à 5 mètres par seconde. L'appa- reil avait été dimensionné de sorte que l'opération de distillation de la houil- le prenne 1 1/2 à 2 sec. Dans ce cas, on utilisa 3 kg de vapeur d'eau sur- chauffée pour 1 kg de houille. La vapeur surchauffée .avait une température de 500 - 550 . Pour la gazéification, la température doit être portée à environ 7 - 900 .
La grosseur de grain, la vitesse de déplacement, la durée de traitement, et la proportion de mélange., sont accordées respectivement de ma- nière à être optima pour chaque but visé.
Ainsi,, la grosseur de grain de la houille peut être réglée selon la finesse voulue du coke, ou du point de vue que la séparation des particules de coke des vapeurs de goudron etc. doit être facilitée autant que possible.
Le temps de traitement et la vitesse de déplacement sont réglés suivant que., dans le cas considérée une opération plus ou longue est plus avan- tageuse pour l'obtention du gaz ou du goudron.
La séparation de gaz, d'huiles de goudron, de l'eau ammoniacale, du coke se fait suivant des procédés connuso
La séparation du goudron peut se faire par refroidissement, par lavage, électriquement ou mécaniquement.
La séparation du coke peut se faire par des cyclones ou tourbil- Ions.
La figure 1 annexée représente schématiquement., à titre d'exemple, la réalisation d'un appareillage pour la mise en oeuvre du procédé, La trémie 1 contient la houille à traiter, finement broyée. Cette houille est amenée par la roue à cellules 3, disposée à l'extrémité inférieure de la trémie à la tuyère l'injection 4. Par la tubulure 2, de la vapeur d'eau surchauffée passe dans la tuyère d'injection 4 et, de là, dans la chambre de réaction 5, qui est munie extérieurement, à sa partie droite, de dispositifs de chauffa- ge quelconques.
La vapeur surchauffée entraîne les particules de houille in- troduites vers le haut, au travers de la chambre de réaction, tandis que. sous Inaction du contenu calorifique, de la vapeur d'eau surchauffée, d'une part, et de la chauffe des dispositifs de chauffage précités, d'autre part, se pro- duit la distillation, c'est-à-dire l'expulsion des gaz et des vapeurs de gou- dron des différentes particules de houille. Par suite de la petitesse des di- verses particules et par suite du fait quelles baignent uniformément dans le
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courant de vapeur d'eau surchauffée;, cette opération se fait- assez rapidement,, facilement et uniformément.
Il peut être recommandable de préchauffer la houil- le en poussière avant son introduction dans 1-'injecteur. Cela peut se faire,
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par exemple, par de la vapeur d-léchappement ou en utilisant, directement9 le charbon venante avec une température d'environ 100 à 150 , du séchage ou du. séchage avec broyage. La distillation étant terminée, le mélange de vapeur surchauffée, hydrocarbures gazeux, vapeurs de goudron et particules de coke pa,sse au séparateur 6. Le séparateur est conçu d'après le principe connu du cyclone et sépare les particules de coke solides, qui tombent et sont amenées, par la roue à cellules 7, vers la tubulure de sortie 8.
Le mélange de vapeur
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d'eau surchauffée de vapeurs de goudron et de gaz de distillation est évacué par le tube 9 et arrive au dispositif de refroidissement et de séparation 10, non expressément représenté à la figure.
La figure 2 représente un autre mode de réalisation d'un disposi- tif pour la mise en oeuvre du procédé. Le principe du dispositif de distilla- tion en soi est le même qu' à la figure 1. La houille finement broyée se trou- ve dans la trémie 13 et est continûment amenée à la tuyère d'injection 16 par la table de distribution 14. Dans la tuyère d'injection 16, la houille se mé-
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lange a la vapeur d9 eau surchauffée entrant par la tubulure 15 qui transpor- te la houille dans la chambre de réaction 17 et au travers de celle-ci. La distillation de la houille se fait dans ladite chambre 17.
A l' extrérWté supé- rieure de la chambre 17, le mélange de vapeur d'eau surchauffée, de vapeurs de goudron, de gaz de distillation, et de particules de coke solides passe dans le séparateur 18. Ce dernier sépare,, selon le principe du cyclone, les particules de coke solides des constituants sous forme de vapeurs ou de gaz.
Les particules tombent vers la roue à cellules 20 et sortent par celle-ci- dans la tubulure 19. Les constituants sous forme de vapeurs ou de gaz, les gaz de distillation, les vapeurs de goudrons, et la vapeur d'eau surchauffée sont conduits, par le tube 22, aux dispositifs de refroidissement et de sépa- ration 21, non représentés expressément au dessin.
La particularité du dispositif suivant la figure 3 réside dans la réunion avec la chambre de combustion et la sortie des fumées d'un système de chaudières.. La chambre de réaction 17, disposée verticalement dans la cham-
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bre de combustion 23, en magonnerie., de la chaudière, est baignée par les gaz de combustion produits dans cette chambre et est ainsi chauffée.
Une partie
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importante de la chaleur;, nécessaire pour obtenir la température de distilla- tion dans la chambre de réaction 17, est donc fournie par les gaz de combus- tion. La partie supérieure de la chambre de réaction 17, le séparateur 18 et
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le tube 22, disposé à Ilextrémit*é supérieure du séparateur 18, sont disposés dans la sortie des fumées de la chaudière et sont maintenus,, par la chaleur de cet endroit, à une température suffisamment élevée pour exclure toute con.-
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den<3a.l;ion indésirable de goudron ou d'eau.
La combinaison directe du dispositif avec le système de chaudières
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permet, de plus, de souffler immédiatement., sans refroidissement intemnédié-1- re, le coke résultant de la distillation dans les tuyères d'injection de pul- vérisé du foyer de la chaudière, avec la chaleur contenue dans ce coke, grâce au procédé de distillation. On épargne donc le refroidissement nécessaire et le réchauffage ultérieur de la poussière de coke, nécessaires sinon. A cette fin, la poussière de coke est conduite;, de la roue à cellules 20, vers la tuyères d'injection 26, par la tubulure de sortie 19.
Dans cette tuyère la poussière de coke est mélangée avec de l'air ±rais, soufflé dans le tube 25,
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et est soufflée par le tube 27 vers les tuyères à pulvérisé bzz, d9o-'Ll elle en- tre dans le toyer 23.
Il peut être favorable de soumettre la poussière de charbon à un
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préc,l1a"2.ffage par de la vapeur d' échappement ou analogue, avant de 1 introdui- re dans la tuyère d'injection, la température de distillation ne pouvant!, bien entende pas être atteinte au cours de cette opération.
Après la fin de la distillation., le mélange de vapeur d'eau sur-
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cha1xE'fée,y d"hydrocarbures gazeux et vapeurs de goudron passe dans le sépara- teur à coke 6 (ou 18), où le coke est séparé du mélange selon un principe con-- na. Le mélange restant est amené alors à. un séparateur à goudron qui est adap-
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té, par une enveloppe réfrigérante, ou de toute autre façon, pour liquéfier des vapeurs de goudron et les séparer ainsi.
Tandis que, jusqu'ici, la tempé- rature est maintenue au-dessus de 100 , le mélange sortant du séparateur à goudron est amené à un dispositif de refroidissement, dans lequel de la va- peur d'eau est condensée par refroidissement et séparée comme eau, tandis qué les hydrocarbures, formant le gaz de distillation, sont emmenés vers l'emmagasinage ou l'utilisation immédiate, après passage dans un séparateur d'eau.
REVENDICATIONS,
1. Procédé pour la distillation de la houille, caractérisé en ce que l'on introduit continûment de la houille finement moulue dans un courant de vapeur d'eau surchauffée,notamment la vapeur sortant d'une tur- bine, qui est à la température de distillation, et qu'après distillation les différents produits de distillation sont séparés, un à un, de façon connue.
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PROGEDE FOR THE DISTILLATION OF COAL.
Up to now the coal has been distilled in retort coke ovens or in tank ovens, heating the coal, by a heating gas supply, until its constituents are expelled and obtained. in organic compounds, in the form of gases or vapors, while a relatively pure carbon remains as coke,
The present invention relates to a novel process for the distillation of hard coal, in which finely ground hard coal is continuously introduced into a stream of steam heated to the distillation temperature, and separated, after distillation, one by one, the different distillation products, that is to say, gases, tar vapors, ammoniacal water and coke,
in a way as in itself.
The process can, for example, be advantageously applied where superheated steam from turbines is available. Another suitable form of application consists in combining the plant for carrying out the distillation process with spray boiler, so as to continuously bring the dusty coke, resulting from the process, directly, that is to say with the calorific content with which it results from proceeding to the spray nozzle of the firebox to be sprayed. In this way, a serious saving in heat energy is made, because the distillation coke is not cooled first and subsequently returned to the elevated temperature during combustion.
Advantageously, the process can also be applied in such a way that, in a distillate chamber, ion heated externally, ground coal is continuously introduced into a stream of superheated steam at temperature and in quantity as necessary for obtain the distillation temperature in the chamber.
In this case, the calorific energy for obtaining and maintaining the distillation temperature inside the distillation chamber is no longer due exclusively to superheated steam, but we work with two sources of energy,
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namely, external heating of the distillation chamber and, moreover, continuous introduction of superheated steam therein. The superheated steam must then provide only the additional energy necessary to go from the internal temperature, reached by the external heating, to the distillation temperature.
By the way, water vapor. The superheated task here is also to transport the finely ground coal well through the distillation chamber. If the supply of energy from the outside is sufficient, this remains the sole function of the superheated steam.
The process according to the invention is particularly suitable for use in combination with large power plant boiler installations. Here, heat energy can be taken from the combustion gases that form in the combustion chamber. For this purpose, the distillation chamber, or preferably a hundred distillation chambers, constituting a battery, which can be mounted in parallel or one behind the other, in any way is arranged. inside the combustion chamber of the boiler group; one can in particular hang it (or: hang them) vertically, so that it (s) is (in) t heated (s) by the combustion gases which bathe it (or.- them).
The material constituting the distillation chamber is chosen so as to withstand the heating without damage. The distillation process is carried out impeccably inside the tubes,
This heating method is very inexpensive. Basically, it only requires the normal expenditure for the installation of the distillation coils in the combustion chamber of the boiler system, since the current expenditure of energy for heating is practically felt only in a certain area. drop in the temperature of the fumes passing from the flue into the chimney.
For this procedure, an expenditure of 0.1 kg of steam, or less, per kilogram of coal is sufficient to ensure progress and to prevent preventively, with certainty, undesirable condensation. Depending on the kind of coal, its final temperature, the kind of end products desired, and any other process data, more or less than 0.1 kg of steam per kg of coal is used. The process has the advantage of being easily adaptable to local circumstances and existing energy sources. It is essential, in this case, that there is always enough water vapor, confined to the system, that the coal advances well at the desired speed and is distilled in an atmosphere. of superheated water vapor.
In this case, all the heat, necessary for the distillation, is supplied by the external heat source. If this is not enough, the missing amount of energy can be caused by superheated water vapor.
The division of a large unitary distillation chamber into a number of smaller distillation chambers, included in a battery, has, on the other hand, the advantage of improved and accelerated heat transmission, thanks to the enlargement of the uniformly heated surface, It is understood that the distillation chambers can also be heated by other available heat sources, for example by an electric heater, the elements of which are distributed evenly over the external surfaces of the chambers of distillation.
Next to 1. ' advantage of continuous operation, the method according to the invention has the additional advantage of being able to be carried out with very simple, inexpensive and space-saving apparatus. As the process operates in an atmosphere of superheated steam, the action of oxygen in the air on the coal components at high temperature is excluded during the entire distillation process. This is, of course, valid only as a function of the air, occluded in the coal, which enters the reaction chamber, when it is not considered necessary to insert a prior deaeration operation.
However, it may also be advisable to apply the process
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with a slight addition of outside air. One can, for example, introduce into the reaction system, at the inlet of the coal or in the bottom of the reaction chamber, a calculated quantity of air which burns a quantity, each time determined, of the treated coal. and thus also regulates, to the desired extent, the temperature inside the system.
As long as the superheated steam is separated, without condensation, from the organic gases and vapors extracted from the coal, the process can also be applied in a cycle with the water vapor, freed from the gases and other vapors, having passed through a reheating device and then being returned to the inlet of the coal.
The process can also be carried out in several stages, the charcoal being distilled only partially in a first stage, the distillation being completed, during a second stage, in the same or in a second apparatus, in a stream of water vapor. In special cases, a third phase can be added in the same way. In general, due to the short reaction times due to the process conditions, a single distillation phase is more than sufficient to extract from the coal all the constituents which can be used elsewhere and to obtain coke of excellent quality.
In order to ensure as clean and complete separation as possible of the solid and vapor distillates, it is recommended to regulate the temperature in such a way that, on the distance between the lower distillation limit and the place of separation of the distillation products in the form of vapor, the internal walls of the apparatus and the treated material which circulates therein are maintained, at least, at the temperature once reached. It is advantageous to keep the temperature there not only observing, but increasing. It is thus obtained that first, the solid coke is separated without tar deposit and that, subsequently, until the separation of the tar vapors from the distillation gases, there is also no premature condensation and unwanted tar vapors.
In this way, both the coke and the appliance are kept clean. If the temperature cannot drop, at any point inside the system, below the boiling point of any of the vapors present, the temperature of the interior walls of the apparatus must be maintained, of course, more high. This prevents any possibility of condensation of components, present in vapor form, on the coke particles or on the walls of the apparatus.
In some cases, it may be desirable in special batches to obtain a coke having a different state of consistency, with some content of separate tar components. It is thus possible to reach a certain agglomeration. This procedure, however, does not generally apply. In this case, the temperatures should be lowered to such an extent that the tar vapors condense to some extent on the coke particles.
The temperature regime described can be achieved in different ways, with regard to the apparatus. For example, the walls of the reaction chamber and other parts of the apparatus can be shaped by surface variations so that the heat transmission varies suddenly, or in several stages, from the start. of the reaction zone at the end thereof, in the sense in accordance with the operating principle described above.
In the arrangement described above, of distillation chambers, in coils, in the combustion chamber of a boiler system, the coating, variable in thickness, of the different distillation chambers can regulate the temperature in the boiler. meaning wanted. Likewise, the cross section of the reaction chamber may vary along the length of the reaction chamber,
Finally, the process can also be modified by raising the temperature in the reaction chamber from the distillation temperature to the gasification temperature and therefore by gasifying the coke in the form of CO.
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obtain a mixture of gases and vapors with high calorific value.
If necessary, it is also possible to work; ,, in this case with external air in suitable small quantities. It is advantageous to work, in the case of this variant of the process, with two reaction chambers mounted one behind the other, one of which distils the material to be treated, while the second gasifies the products. which are brought there from the first chamber., including the coke.
The process can be applied to any kind of coal or coal. The working conditions, in particular the degree of grinding or grinding of the coal., The speed of displacement., The reaction time; ,, the proportion of coal and steam in the mixture depend on the properties of the coal being treated in each case, which can be determined simply by a trial.
In the case of Ruhr hard coal with a calorific value of 8000 Cal, a grinding was used with success after which 85% passed through a sieve of 4900 mesh. This corresponds to an average grain size of 0.09 mm. The process can, however, also be used with larger grain sizes, up to 1 mm and larger, as long as the superheated steam is able to transport the finely distributed coal throughout the reaction path.
For the cited coal, the operation was carried out with a displacement speed of the coal particles which amounted to 2 to 5 meters per second. The apparatus had been sized so that the operation of distilling the oil took 1 1/2 to 2 sec. In this case, 3 kg of superheated steam was used for 1 kg of coal. The superheated steam had a temperature of 500 - 550. For gasification, the temperature should be raised to about 7 - 900.
The grain size, travel speed, processing time, and mixing ratio, are respectively tuned to be optimum for each intended purpose.
Thus, the grain size of the coal can be adjusted according to the desired fineness of the coke, or the separation of the coke particles from the tar vapors etc. should be facilitated as much as possible.
The treatment time and the speed of movement are adjusted depending on whether, in the case considered, a longer or longer operation is more advantageous for obtaining gas or tar.
The separation of gas, tar oils, ammoniacal water, coke is carried out according to known processes.
The separation of the tar can be done by cooling, washing, electrically or mechanically.
The separation of the coke can be done by cyclones or vortices.
The appended FIG. 1 represents schematically., By way of example, the production of an apparatus for carrying out the method. The hopper 1 contains the coal to be treated, finely ground. This coal is brought by the cell wheel 3, arranged at the lower end of the hopper to the injection nozzle 4. Through the pipe 2, superheated water vapor passes into the injection nozzle 4 and, thence into the reaction chamber 5, which is provided externally, at its right side, with any heating devices.
The superheated steam drives the introduced coal particles upward through the reaction chamber, while. Under the inaction of the calorific content, of the superheated water vapor, on the one hand, and of the heating of the aforementioned heating devices, on the other hand, distillation takes place, that is to say the expulsion of gases and vapors of tar from the various coal particles. Because of the smallness of the various particles and because of the fact that they bathe uniformly in the
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stream of superheated steam ;, this operation is done fairly quickly, easily and evenly.
It may be advisable to preheat the dusted oil before it is introduced into the injector. It can be done,
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for example, by exhaust steam or by using, directly9 the coal coming with a temperature of about 100 to 150, drying or. drying with grinding. When the distillation is complete, the mixture of superheated steam, gaseous hydrocarbons, tar vapors and coke particles passes through separator 6. The separator is designed according to the known principle of the cyclone and separates the solid coke particles, which fall. and are brought, by the cell wheel 7, to the outlet pipe 8.
The steam mixture
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superheated water, tar vapors and distillation gas is discharged through tube 9 and arrives at the cooling and separation device 10, not expressly shown in the figure.
FIG. 2 represents another embodiment of a device for carrying out the method. The principle of the distillation device per se is the same as in Fig. 1. The finely ground coal is in the hopper 13 and is continuously supplied to the injection nozzle 16 by the distribution table 14. In the injection nozzle 16, the coal is mixed
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The mixture of superheated water vapor entering through tubing 15 which carries the coal into and through reaction chamber 17. Coal distillation takes place in said chamber 17.
At the upper end of chamber 17, the mixture of superheated water vapor, tar vapors, distillation gas, and solid coke particles passes through separator 18. The latter separates, according to the specification. cyclone principle, the solid coke particles of the constituents in the form of vapors or gas.
The particles fall towards the cell wheel 20 and exit through the latter into the tubing 19. The constituents in the form of vapors or gases, the distillation gases, the tar vapors, and the superheated water vapor are conducted. , through tube 22, to the cooling and separating devices 21, not expressly shown in the drawing.
The peculiarity of the device according to Figure 3 lies in the union with the combustion chamber and the outlet of the fumes of a boiler system. The reaction chamber 17, arranged vertically in the chamber.
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combustion bre 23, in magonnerie., of the boiler, is bathed by the combustion gases produced in this chamber and is thus heated.
A part
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A significant amount of the heat, necessary to obtain the distillation temperature in the reaction chamber 17, is therefore supplied by the combustion gases. The upper part of the reaction chamber 17, the separator 18 and
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the tube 22, arranged at the upper end of the separator 18, are arranged in the flue gas outlet of the boiler and are maintained, by the heat of this place, at a temperature high enough to exclude any con.-
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den <3a.l; unwanted ion of tar or water.
The direct combination of the device with the boiler system
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allows, moreover, to blow immediately., without compensated cooling, the coke resulting from the distillation in the sprayed injection nozzles of the boiler hearth, with the heat contained in this coke, thanks to the distillation process. This saves the necessary cooling and subsequent reheating of the coke dust, otherwise necessary. To this end, the coke dust is conducted ;, from the cell wheel 20, to the injection nozzles 26, through the outlet pipe 19.
In this nozzle the coke dust is mixed with air ± rays, blown into the tube 25,
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and is blown through the tube 27 towards the spray nozzles bzz, d9o-'Ll it enters the toyer 23.
It may be beneficial to subject the coal dust to a
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above, l1a "2.ffage by exhaust steam or the like, before it is introduced into the injection nozzle, the distillation temperature not being able, of course, to be reached during this operation.
After the end of the distillation, the steam mixture over-
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The heat, yd "gaseous hydrocarbons and tar vapors pass into coke separator 6 (or 18), where the coke is separated from the mixture according to a known principle. The remaining mixture is then fed to a. tar separator which is suitable
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tee, by a cooling jacket, or in any other way, to liquefy tar vapors and separate them thus.
While heretofore the temperature has been maintained above 100, the mixture leaving the tar separator is fed to a cooling device, in which water vapor is condensed by cooling and separated. as water, while the hydrocarbons, forming the distillation gas, are taken to storage or immediate use, after passing through a water separator.
CLAIMS,
1. Process for the distillation of hard coal, characterized in that finely ground hard coal is continuously introduced into a stream of superheated steam, in particular the steam coming out of a turbine, which is at temperature. distillation, and that after distillation the various distillation products are separated, one by one, in a known manner.