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PROCEDE ET INSTALLATION POUR LE CHAUFFAGE.DE COMBUSTIBLES ET.DE MATIERES
SIMILAIRES.
La présente invention est relative à un procédé pour le séchage, le chauffage;, la distillation, la distillation lente ou à basse température ou autre traitement thermique de matières en morceaux, en poussière ou bou- euses (schlamm) et cela par utilisation de véhicules ou supports de chaleur granuleux, qui sont mis en contact intime avec la matière à chauffer, en par- ticulier avec des combustibles, et sont maintenus en mouvement continuel par rapport à ceux-ci pour en être de nouveau séparés à la fin du traitement ther- mique, par utilisation des prqpriétés physiques différentes du véhicule de cha- leur et de la matière à traiter.
Pour certaines espèces de traitements thermiques, par exemple pour la distillation à basse température, il peut y avoir avantage à ce que le vé- hicule de chaleur chaud soit dès le début du traitement thermique du combusti- ble mélangé tellement intimement avec celui-ci que la chaleur lui soit cédée en très peu de tempso Toutefois, très souvent un traitement thermique de plus longue durée est plus économique ou absolument nécessaire, par exemple dans le cas de la gazéification des combustibleso
Selon l'invention, le véhicule de chaleur n'est pas conduit à cou- rant parallèle, c'est-à-dire de même sens, par rapport à la matière à chauffer, surtout parce qu'alors il s'établit rapidement un équilibre des températures,
mais le véhicule de chaleur est plutôt chauffé en au moins deux phases ou éta- ges et dans chaque étage le véhicule de chaleur chaud est d'abord conduit à la matière à traiter, maintenu continuellement en mouvement et en mélange et fi- nalement, à la fin de chaque étage, de nouveau séparé, par exemple par tamisa-- geo Le véhicule de chaleur chaud peut ainsi, par exemple, être ajouté d'abord au deuxième étage de chauffage d'un combustible, pour, après cession partielle de sa chaleur, être conduit au premier étage, dans lequel il porte le combus- tible à la température nécessaire à l'entrée dans le deuxième étage.
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Même pour la distillation à basse température, pareil procédé à deux étages est avantageux parce que, d'une part, il augmente l'économie de chaleur et que, d'autre part, il donne la possibilité de séparer le combusti- ble en plusieurs fractions par distillation et d'obtenir ainsi séparément dès leur formation différents produits de distillation lente. Il peut aussi être utile de prévoir plusieurs circuits différant par leur base de température au lieu de réunir toute la transmission de chaleur dans un circuit.
Par l'invention,on peut même,en cas d'emploi du véhicule de cha- leur granuleux et de combustibles allant de la forme granuleuse à la forme pulvérulente, obtenir une sorte d'effet de contre-courant, car en fait le vé- hicule de chaleur quitte le combustible ou autre matière à traiter en un point situé plus en arrière que le point d'introduction du véhicule de chaleur. On obtient donc également des avantages analogues à ceux qu'on obtient dans le cas du contre-courant. En particulier, on évite la formation de la températu- re mixte - relativement basse et inévitable autrement- au début à proximité de l'arrivée du combustible.
L'invention peut en principe être réalisée aussi bien dans des fours à cuve que dans des fours-tunnels ou à bande transporteuse et enfin dans des fours rotatifs de différents types.
En l'occurrence, une condition d'une importance essentielle pour l'invention est que la quantité ou le poids du véhicule de chaleur doit être un multiple de la quantité ou du poids de la matière à traiter. L'inven- tion concerne des installations qui se caractérisent par un travail d'éléva- tion particulièrement minime pour les importantes quantités et poids du véhi- cule de chaleur.
La figure 1 montre l'application d'une installation dans laquel- le la course du combustible et du véhicule de chaleur est pratiquement verti- cale.
La matière à traiter,par exemple du charbon, est amenée au four à cuve 2 à partir de la trémie 1. De la trémie 3 afflue du sable chaud, qui se mélange avec le charbon et forme des tas sur les plateaux 4. Les bras d'a- gitation 5 actionnés par l'arbre 6, assurent un mélange intime continuel et alternatif du charbon et du sable, de sorte que l'échange thermique est aus- si d'une intensité correspondante.
Le mélange arrive, par les ouvertures 6 des plateaux 4, peu à peu à l'extrémité inférieure du four à cuve dans la- quelle est placé un tamis 7. Tandis que le charbon est défourné par le con- duit central 8, le sable tombe à travers le tamis et arrive, en passant par la goulotte inclinée 9 et l'élévateur 10, dans la trémie 11 qui précède l'ap- pareil de chauffage ou réchauffeur 12, dans lequel le sable est de nouveau por- té à sa température maximum. Il arrive ensuite par la conduite 13 dans la tu- bulure de passage ou de transfert 14, où il se mélange avec le combustible déjà chauffé venant du four à cuve 2 et continue à chauffer ce dernier. Ceci se fait dans le four à cuve 15, qui, d'une manière générale, est construit comme le four 2 et est également pourvu de bras d'agitation 16.
Les gaz de distillation lente 3 s'échappent de la cuve 2 par la tubulure 17 et de la cu- ve 15 par la tubulure 18 et on peut continuer de les traiter séparément. Le combustible dégazé arrive par la sortie 19 sur la bande de refroidissement 20, tandis que le sable, qui ne s'est que partiellement refroidi, passe à travers le tamis 21 pour être transporté à la trémie 3 en passant par la con- duite 22 et l'élévateur 23. Ceci achève le circuit du sable. Le sable chauffé à haute température n'arrive donc pas dans l'échangeur de chaleur avec le charbon qui d'abord n'est pas encore chauffé; au contraire, il est conduit d'abord à la deuxième partie de l'installation, c'est-à-dire à la cuve 15 et , ensuite à la première partie (cuve 2).
Ceci peut également se faire à l'aide d'un seul four à cuve, d'une manière analogue au cas du four connu Borsig-Geissen, comme cela est représenté à la figure 2.
Dans ce four, dont soit l'enveloppe, soit les constructions en formation intérieures tournent, le charbon arrive de la trémie 24, avec le sa- ble venant de la trémie 37, dans le four à cuve 25, qui est pourvu de con-
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structions ou formations intérieures semblables à des lames de persienne à la manière du four Geissen. Le sable et le charbon 9 quittent ensemble la cu- ve et le sable est retiré par la goulotte inclinée-tamis 27, après quoi il est ramené au réchauffeur de sable 32 en passant par la trémie 28, la condui- te d'élévation 29, la trémie 30 et la conduite 31.
Le sable chauffé arrive par la conduite 339 avec le charbon déjà préalablement chauffé., dans le four à tambour rotatif 34, où il porte le charbon à la température de distillation lente ou à la température de cokéfaction. Le charbon dégazé ou le coke est re- tiré en 38; le sable est séparé en passant à travers le tamis 35 pour arriver dans la trémie 39 et de là il est ramené à la trémie 37 par la conduite 36.
Avec une dépense de travail d'élévation beaucoup moindre pour le véhicule de chaleur à grain fin, on se tire d'affaire lorsque, selon la figure 3, on emploie un four avec un couloir ou goulotte à secousses qui s'é- tend suivant une direction pratiquement horizontale. Le charbon est chargé en 40 et arrive sur un transporteur 42 à mouvement de va-et-vient, actionné par exemple par une manivelle 41, et cela avec le sable déjà partiellement refroi- di. Au milieu du transporteur, le sable est retiré en 43 et arrive au réchauf- feur de sable non représenté dans cet exemple. Le sable chaud est chargé en 45 et arrive de nouveau sur le transporteur 42 pour chauffer le charbon défi- nitivement jusqu'à la température de distillation lente ou de cokéfaction.
Le sable encore chaud est séparé par tamisage en 46 et arrive à l'entrée 40, tandis que le coke de distillation lente ou le coke proprement dit est dé- fourné en 47. Par l'enveloppe 48, la totalité du dispositif de distillation lente est réuni dans une chambre.
La sortie du gaz de distillation lente se fait par la tubulure 49.
Au lieu du couloir à secousses 42, on peut aussi employer un transporteur à éléments en acier ou une bande transporteuse en acier. On peut aussi constituer le transporteur de deux parties, la deuxième partie, servant par exemple à la distillation principale, ne devant pas se trouver absolument dans le prolongement de la première partie mais pouvant plutôt être placée au-dessous de la partie réservée à la distillation lente préalable et alors, de préférence, suivant une direction opposée.
La figure 4 en montre un exemple. Dans ce cas, c'est le sable au lieu du charbon qui est conduit d'une traite à travers deux étages de distil- lation lente, tandis que le charbon est chargé au milieu entre les deux éta- ges. Le charbon frais arrive en 60 sur le couloir à secousses 61, tandis que le sable partiellement refroidi est chargé par la tubulure 62. Sur le trans- porteur 61, il se produit donc un début de distillation lente, et à son ex- trémité le sable est retiré à travers le tamis 63 et conduit au réchauffeur de sable, tandis que le charbon ayant subi un début de chauffage est élevé par- le transporteur vertical 64 et est chargé sur le transporteur 66 en passant par la goulotte inclinée 65.
Sur ce transporteur 66, le charbon est mélangé avec le sable chaud venant directement du réchauffeur de sable, de sorte qu'il est dégazé à un haut degré. En 67, le coke quitte l'espace de distilla- tion lente, tandis que le sable continue d'avancer sur le transporteur 61 de la manière déjà décrite. Comme, pour l'échange de chaleur, la quantité de sa- ble doit être un multiple de la quantité de charbon, l'exemple décrit présen- te l'avantage d'un travail d'élévation particulièrement minime, de sorte que la force motrice nécessaire à l'installation est remarquablement réduite.
L'exemple de réalisation selon la figure 5 a aussi cet avantage.
Dans ce cas, un tambour double se composant des tambours 71 et 72 tourne dans l'espace de distillation lente 70. Les deux tambours sont mu- nis de constructions ou formations intérieures 73 et 74 semblables à un pas de vis, dont les directions de transport sont opposées. De préférence, le tambour intérieur 72 est réalisé de manière à pouvoir être retiré du tambour extérieur, de manière que les deux tambours puissent, au besoin, être exami- nés et réparés.
Le charbon est chargé par la goulotte inclinée 75 et arrive donc dans le tambour intérieur 72. Le sable entre par des appareils ou dispositifs
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élévatoires qui doivent encore.être décrits et par le tuyau 83 dans ce tam-. bour et réchauffe le combustible. Par les constructions intérieures 74, le sable et le charbon sont transportés à l'extrémité de défournement 77 du tam- bour intérieur. Là le mélange arrive sur le tamis 78 et le charbon arrive dans le tambour extérieur 71, tandis que le sable est retiré et envoyé vers le réchauffeur. Le sable chaud s'écoule par le tuyau 79 dans le tambour ex- térieur 71, de sorte que le charbon est maintenant amené à la pleine tempé- rature de distillation lente.
A la fin du dégazage, le mélange arrive sur le tamis 80 placé à la périphérie du tambour extérieur et le sable entre dans le creux 81 de l'enveloppe du tambour. Dans ce creux se trouvent des tôles directrices ou de guidage qui, lors de la rotation de l'enveloppe, condui- sent le sable dans des poches collectrices 82 tournant également, desquelles le sable est conduit ensuite par le tuyau 83 dans l'arrivée de charbon 75.
Le circuit de sable est ainsi fermé. Le coke dégazé arrive par la sortie 84 sur une bande de refroidissement ou à une autre utilisation.
Le gaz de distillation lente est retiré en 85.
L'exemple de réalisation selon la figure 5 présente non seule- ment des travaux d'élévation et des prestations de transport très minimes, mais il a en outre l'avantage d'un rendement thermique particulièrement fa- vorableo Les pertes de chaleur du tambour extérieur se font en grande par- tie au profit du tambour intérieur et la totalité du dispositif de distilla- tion lente est concentrée sur un espace relativement petit, de sorte que la surface de rayonnement est réduite.
Bien que les exemples de réalisation ne représentent que des installations à deux étages ou phases, on peut aussi prévoir plusieurs éta- ges.
A chaque étage, on peut choisir à volonté les quantités de sa- ble et les températures du sable; par exemple, à l'étage de chauffage préa- lable, du sable fortement chauffé peut être ajouté en un point quelconque; une quantité correspondante est de nouveau dérivée du circuit en un point convenable. On peut aussi retirer avant le chargement du sable chauffé sup- plémentaire une quantité correspondante de sable déjà refroidi. Au lieu du sable, on peut employer d'autres véhicules de chaleur. Des chauffages intermédiaires et des refroidissements intermédiaires du sable sont égale- ment réalisables.
Pour la mise en oeuvre du procédé, les fours qui conviennent surtout sont ceux dans lesquels, soit par rotation du four même, soit par des constructions ou formations intérieures, un mélange intime continu du véhicule de chaleur et de la matière à chauffer est obtenu.
L'invention peut être employée, outre pour la distillation lente et la cokéfaction, également pour le refroidissement de matières en morceaux ou pulvérulentes de toute espèce.
Par exemple, l'invention peut être employée aussi pour la pré- paration (grillage) de minerais.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour le chauffage de matières, en particulier des combustibles, à l'aide de véhicules de chaleur à grain fin caractérisé en ce que le véhicule de chaleur à grain fin est amené successivement à la ma- tière à chauffer à deux ou plusieurs étages de température séparés et en ce qu'à la fin ou extrémité de chaque étage il est effectué une séparation du véhicule de chaleur d'avec la matière.