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Il est déjà connu de distiller à basse température des combus- tibles, en particulier à l'état granuleux ou pulvérulent, en transmettant la chaleur au combustible par l'intermédiaire de pierres ou de boulets chauds. Il est, en outre, connu d'effectuer la distillation à basse tempé- rature de combustibles en fins morceaux dans des fours où le combustible est maintenu en suspension pendant le processus de distillation au moyen de gaz chauds acheminés à travers ce four.
On a également déjà proposé d'assurer le transport d'un combus- tible en fins morceaux par un tre@llis chaud sur lequel ce combustible est amené à la température de distillation.
De nouvelles recherches qui ont conduit à l'invention ont per- mis de trouver un moyen particulièrement favorable pour assurer la distilla- tion sèche de matières granuleuses, ce moyen consistant à incorporer le combustible, concassé à la grosseur particulaire convenable, à une couche de combustible chauffée (judicieusement entre 800 et 1200 C) et à mélanger les constituants froids et chauds par passage d'une quantité de gaz ou de vapeur appropriée.
On peut utiliser à cet effet comme combustible de la houille, du lignite, de la tourbe et du bois. Ces combustibles sont amenés ration- nellement, avant leur traitement,; à l'état de morceaux ayant des dimensions très réduites par concassage ou broyage. Ce combustible sous la forme de petits morceaux est tout d'abord gazéifié dans un four à cuve (par exemple dans un gazogène) en présence d'air ou d'oxygène, le cas échéant avec addi- tion de vapeur, le combustible étant maintenu judicieusement à l'état de sus- pension. Une fois que le combustible a atteint une température de 1000 C environ, l'admission d'air ou d'oxygène est totalement ou partiellement in- terrompue, et on fait arriver le combustible en petits morceaux dans le lit de combustible déjà présent.
La couche de charbon présente dans le four à cuve subit un mé- lange avec les produits gazeux qui se sont formés lors de la dégazéifica- tion, de sorte qu'il se produit une transmission de chaleur satisfaisante des morceaux de charbon chauds aux morceaux de charbon froids nouvellement incorporés. Pour améliorer encore le mélange, on peut assurer une adduc- tion de gaz ou de vapeur. Si l'on utilise les gaz de distillation à basse température qui sont alors produits et qu'on les remette en cycle, on peut, par passage à travers la couche de combustible chaude, obtenir encore une dissociation de ces gaz.
On peut refroidir les gaz provenant de la distillation à basse température et récupérer les goudrons qu'ils contiennent. Hais ces gaz provenant de la distillation à basse température peuvent, immédiatement après la séparation des goudrons ou bien en présence de ceux-ci, être soumis à un fractionnement, de sorte qu'il est possible d'obtenir à partir de ces gaz de distillation un gaz analogue au gaz de cokeries.
La moitié environ du coke débarrassé des gaz de distillation à basse température est prélevée au gazogène et peut être utilisée pour diverses applications. Ainsi, dans le cas d'une installation ou batterie de chaudières, le coke de distillation chaud peut être soufflé directement sous la chaudière pour y être brûlé. Ce coke de distillation peut être ame- né également à un gazogène pour y être gazéifié.
Mais ce coke de distillation peut également être refroidi et trans- formé en agglomérés par exemple par addition de la poix résultant de la dis- tillation. Les agglomérés obtenus peuvent servir de combustible pour le chauf- fage ou la gézéification, ou bien peuvent être soumis à un autre processus de cokéfaction, de telle sorte qu'il en résulte un coke solide en morceaux.
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Ce coke de distillation peut également servir à la réduction de minerai de fer,par exemple suivant le procédé Dwight-Lloyd. On peut, par addition de minerai de fer, fabriquer des agglomérés qui peuvent ensui- te être chargés dans le haut-fourneau. Un avantageparticulier de ce procé- dé réside dans le fait que l'on peut soumettre à un processus de distilla- tion sèche à l'état de grains fins des combustibles que l'on doit broyer pour une raison déterminée,ce qui permet de récupérer les produits de la dis- tillation comme les gaz et les goudrons, et d'utiliser le résidu chaud pour des applications déterminées, par exemple en vue d'une combustion, d'une ga- zéification, de l'obtention d'agglomérés, etc....
Pour la mise en oeuvre pratique de ce procédé, on peut par exem- ple, dans les centrales produisant de la force motrice et fonctionnant par voie thermique, récupérer d'abord les goudrons et les gaz, puis acheminer le coke chaud à la batterie de chaudières, tandis qu'on peut utiliser les produits de la distillation à basse température pour toutes les applications désirées, par exemple pour le chauffage ou comme produits assignés à une fabrication chimique.
On a déjà proposé, dans les centrales de production de force mo- trice fonctionnant par la vapeur, de dégazer le charbon par distillation préalable à basse température, et d'acheminer le coke chaud à la chaudière.
Dans ce cas le charbon en morceaux était dégazé dans un four de distillation à basse température monté en amont de la chaudière. Mais ce procédé ne peut employer qu'un combustible en morceaux qui n'est utilisable qu'exceptionnel- lement comme combustible pour les centrales thermiques. Dans l'hypothèse de charbon en fins morceaux comme dans le cas présent, ce procédé n'est pas applicable.
Exemple.
On suppose ici le cas d'une chaudière à vapeur nécessitant par heure une tonne de houille, qui lui est amenée sous forme de charbon de puits en petits morceaux. Ce charbon parvient tout d'abord à un broyeur dans lequel les morceaux plus gros sont broyés ; est ensuite incorporé à l'aide d'une vis transporteuse ou lit de combustible d'un gazogène. Ce dernier contient un coke se présentant sous la forme de petits morceaux et qui est chauffé par passage d'air, de sorte que les particules de combusti- ble sont mélangées et que la totalité du lit se trouve à une température de 1050 à 1200 C environ.
Le charbon devant être soumis à une distillation à basse température est introduit dans cette couche de combustible chaud, mais on arrête au préalable l'admission de l'air de gazéification,et on ouvre un conduit d'évacuation du gaz de distillation formé.
Lors de la venue en contact du combustible froid avec le combus- tible chaud dans le gazogène, il se produit des gaz, de sorte qu'il en résul- te en même temps un mélange du lit de combustible dans le gazogène. Ce mélange peut être encore amélioré par l'admission de gaz de distillation et de fractionnement.
Le gaz peut alors être prélevé et utilisé pour diverses applica- tions, par exemple en vue de son fractionnement dans une installation ap- propriée de sorte que l'on obtient alors un gaz ayant sensiblement la com- position suivante :
22 % de CH4
50 % de H2
12% de CO
5 % de N2
4 % de CO3
5 % de produits divers.
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On fait arriver par une vis transporteuse environ 1,4 tonne de charbon par heure dans le gazogène, et on souffle environ 1 tonne de cok@e chaud du gazogène dans la chaudière, où le coke en fins morceaux est brûlé et où de la vapeur est produite.
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It is already known to distill fuels at low temperature, in particular in the granular or pulverulent state, by transmitting heat to the fuel by means of stones or hot balls. It is further known to carry out low temperature distillation of finely chunked fuels in furnaces where the fuel is kept in suspension during the distillation process by means of hot gases passed through this furnace.
It has also already been proposed to ensure the transport of a fuel in fine pieces by a hot wire mesh over which this fuel is brought to the distillation temperature.
New research which led to the invention has made it possible to find a particularly favorable means of ensuring the dry distillation of granular materials, this means consisting in incorporating the fuel, crushed to the suitable particle size, in a layer of heated fuel (judiciously between 800 and 1200 C) and to mix the cold and hot components by passing an appropriate quantity of gas or steam.
Coal, lignite, peat and wood can be used for this purpose. These fuels are fed rationally, before their treatment; in the form of pieces having very small dimensions by crushing or grinding. This fuel in the form of small pieces is first gasified in a shaft furnace (for example in a gasifier) in the presence of air or oxygen, optionally with the addition of steam, the fuel being kept judiciously in the state of suspension. Once the fuel has reached a temperature of about 1000 C, the air or oxygen intake is totally or partially interrupted, and the fuel is fed in small pieces into the fuel bed already present.
The layer of carbon present in the shaft furnace undergoes mixing with the gaseous products which are formed during the degassing, so that satisfactory heat transfer occurs from the hot pieces of coal to the pieces of carbon. Newly incorporated cold charcoal. To further improve the mixing, gas or steam may be added. If the low temperature distillation gases which are then produced are used and re-cycled, it is possible, by passing through the hot fuel layer, to further dissociate these gases.
The gases from the low temperature distillation can be cooled and the tars they contain can be recovered. But these gases from the low-temperature distillation can, immediately after separation of the tars or in the presence of the latter, be subjected to fractionation, so that it is possible to obtain from these distillation gases a gas similar to coke oven gas.
About half of the coke freed from the low temperature distillation gas is taken off with the gasifier and can be used for various applications. Thus, in the case of a boiler installation or battery, the hot distillation coke can be blown directly under the boiler to be burned there. This distillation coke can also be fed to a gasifier to be gasified there.
However, this distillation coke can also be cooled and transformed into agglomerates, for example by adding the pitch resulting from the distillation. The resulting agglomerates can be used as fuel for heating or gezeification, or can be subjected to another coking process, so that a solid coke results in lumps.
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This distillation coke can also be used for the reduction of iron ore, for example according to the Dwight-Lloyd process. By adding iron ore, it is possible to produce agglomerates which can then be loaded into the blast furnace. A particular advantage of this process lies in the fact that it is possible to submit to a dry distillation process in the state of fine grains fuels which must be crushed for a determined reason, which makes it possible to recover the products of distillation such as gases and tars, and to use the hot residue for specific applications, for example with a view to combustion, gasification, obtaining agglomerates, etc ....
For the practical implementation of this process, it is possible, for example, in power plants producing motive power and operating by thermal means, first recover the tars and gases, then convey the hot coke to the battery. boilers, while the products of low temperature distillation can be used for any desired application, for example for heating or as products assigned to chemical manufacture.
It has already been proposed, in power plants operating by steam, to degas the coal by pre-distillation at low temperature, and to convey the hot coke to the boiler.
In this case, the lumpy coal was degassed in a low temperature distillation furnace mounted upstream of the boiler. But this process can only use lumpy fuel which can only be used exceptionally as fuel for thermal power stations. In the case of coal in fine pieces as in the present case, this process is not applicable.
Example.
We suppose here the case of a steam boiler requiring per hour a ton of coal, which is brought to it in the form of coal from wells in small pieces. This coal first reaches a crusher in which the larger pieces are crushed; is then incorporated using a conveyor screw or fuel bed of a gasifier. The latter contains a coke in the form of small pieces which is heated by passage of air, so that the fuel particles are mixed and the entire bed is at a temperature of 1050 to 1200 C about.
The coal to be subjected to low-temperature distillation is introduced into this layer of hot fuel, but the admission of the gasification air is stopped beforehand, and an outlet pipe for the distillation gas formed is opened.
When the cold fuel comes into contact with the hot fuel in the gasifier, gases are produced, so that at the same time a mixing of the fuel bed in the gasifier results. This mixing can be further improved by the admission of distillation and fractionation gas.
The gas can then be sampled and used for various applications, for example with a view to its fractionation in a suitable installation so that a gas is then obtained having substantially the following composition:
22% of CH4
50% H2
12% CO
5% of N2
4% CO3
5% miscellaneous products.
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About 1.4 tonnes of coal per hour are fed through a conveyor screw into the gasifier, and about 1 ton of hot coke from the gasifier is blown into the boiler, where the coke in fine pieces is burned and where steam is produced.