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"Procédé de traitement du coke de pétrole".
La présente invention concerne de manière générale un procédé de fabrication de boulettes ou agglomérés dé car- bone granulaire obtenue à partir du coke brut de pétrole* Elle vise plus spécialement un procédé de traitement du coke brut de pétrole retiré des chambres de distillation après un arrêt des opérations ceci au moyen de dispositifs hydrauliques ou mécaniques, ce traitement fournissant un rendement maximum de carbone granulaire, qui est hautement approprié dans la pré- paration du phosphore et/ou du carbure de calcium, et dans d*
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autres procédés où on utilise le carbone cornue réactif ou com- me réducteur ou encore dans la production des pâtes dites
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de Soderberg qu'utilise l'industrie de l'aluminium.
En général le procède de l'inven-cion consiste à pro- duire du carbone granulaire a partir d'une natice première constituée principalement ou entièrement par un coke brut de pétrole. Ce produit eev essentiellement fora,6 par des pE#1iicu- lea, granules ou boulettes supérieures à 3 17 #in<3 de diamètre et contenant moins d'environ 6 et de préférence entre 0 et 4 de mati01'e volatile. Les dimensions doo particules du pros duit varient sensiblement entre 3,17 ou 6,35 l'a et d9 05 ou 25,40 !!'¯"'l de dic.l1ll!te, bien qu'on puisse aussi produire des par., tioules plus grandes qu'on utilise isolement ou ensemble avec d'autres matériaux dana les procédés industriels déjà men-
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tionnos.
La totalité ou une proportion trba élevée de la ma titre formée par le coke brut de pétrole contient un taux de matière volatile, à 1 exr.lur¯iou de l'humidité, compris entre environ et environ 20%.Une partie ou la totalité de cette
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matière première peut être plue fine que 3,17 ou 6,35 ffill ou au contraire plue grossière que 19,05 ou 25,40 mm, car le prof cédé conforme à ] 'invention permet d'utiliser des matières
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premières de n'importe quelle dimension. En gÚ1'5rt'1 on effec- tue cependant le traitement conforme à l'invention avec du co.. ke brut de pétrole des chambres de distillation.
Une telle ma- tière première contient généralement environ 12% d'humidité, environ 13% de matières volatiles, en plue de 1 humidité et la totalité du produit présente des dimensions inférieures à 30 cm de diamètre, environ 80% sont inférieures à 10 cm, en-
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viron 60% inférieures à 19 mm et environ 30% inférieures à 3,17 DU*
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Pour l'utilisation d'une telle matière première type, le procédé consiste à envoyer tout d'abord le produit de départ dans un séchoir où on retire la plus grande partie
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pu la +otali té de l'humidité, puis à envoyer le produit sécha* sur un sysfctiae de triage et de tamisage.
Cette opération ijiîm tiale de séchnge peut parfois être .supprimée quand le produit de départ ne contient que peu d'humidité ou !;,6::lp pas ùu tout..
La miRe en oeuvre du Procédé de l'invention osera mieux comprise à l'aide du dessin tnnox6, dessin sur lequel s la figure 1 représente un schéma garerai decireur lation du procéda ;
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la figure 2 est également un schéma codifie, dop--ère lequel la totalité du produit de départ forme par le coke brut de pétrole est réduit à la finesse appropriée à la fabrica- tion des boulettes,
Pour le procédé indiqué sur la figure 1 ou utilise
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un coxce brut de pétrole ayant lea caractéristiques ci-après humidité 12% matière volatile 13%
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dimensions 100% int, â '30 cm 80% inf. à 10 cm
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60% inf. h 1,9 cl 30;
inf, à 0,32 om qui sont celles de l'a plupart des cokes bruts à traiter conformément à l'invention,.
On amène ce produit dans un séchoir 1 par exemple
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un séchoir rotatif fonctionnant à 9DeC pour débarrasser la matière première de tout ou partie de l'humidité, de façon que les particules de coke ne collent plus les unes les autres
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et puissent être ta:nior:es. On envoie ensuite le coke séché sur un tamis 2 de 10 cm d'ouverture, puis sur un tS:.li:3 de 19<0*)
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L 2,40 cm. Les morceaux supérieurs à 10 on! de diamètre sont envoyas dane un concaaneur 4 pour être ramen6s à une dimeri-P sion inférieure à 10 cm.
Les particules venant du séchoir et inférieures à 10 cm de diamètre, mais supérieures à 19,05 ou 25,40 mm, sont également envoyées dans le concasseur 4 pour
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être ramenés à des dimensions inférieures à 19,05 ou 25,40 mm.
Les particules venant de ce concasseur 4 et qui sont supé- rieures à cette dernière dimension sont renvoyés dans ce con-
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on:1eur. Toutes les particules de matière première sent donc tamisées sur Ze tamis 3, de 19,05 . 25,40 mm, et envoyées sur 10 un autre ta.7iiB/de 3,17 mm. On peut ainsi envoyer les parti eu-
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les traversant le tamia de 19,0 ou 25,40 mm, mais encore supérieures à 3,17 mm de diamètre directement dans un appareil 5 d'élimination de la matière volatile, et après le traitement à chaud les faire passer dans une zone de refroidissement 21.
Les particules traveroant le tamis 10 de 3,17mm sont recyclées dans un broyeur 6, par exemple un broyeur à mar- teaux où on les réduit à une finesse telle qu'environ 50% de ces particules traversent le tamis de 0,149 mm.
Les particules ainsi broyées sont mélangées à fond avec un mélange ou une solution d'un liant aqueux, par exemple un
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mélange d'amidon et d'era,u , dans le mélangeur 7 puis on les recycle dans un appareil d'arlomération par exemple une ma- chine 8 à former des agglomérés, de préférence une machine à plateaux, qui transforme les particules en des agglomérés ou boulettes dont le. grosseur peut varier mais reste avantageu- sement comprise entre environ 3,17 mm et 19,05 ou 25,40 mm.
Ces boulettes sont ensuite envoyées dans l'appareil 5 d'éli- mination de la matière volatile ou dana un appareil séparé de celui dans lequel on traite les particules de coke brut de pé-
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trole non encore r, lomréors, afin d'effectuer le traitement par la chaleur. Cornue indiqué en pointillés sur le Jcoain, les boulettes peuvent le cas échéant Êtreenvoyées dans le séchoir
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15 séparé afin de les sécher avant qu'elles pénètrent dans
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l'appareil de d'évolat11:loa.tiol'1. ou bien on peut les archer di recteacent dans cet a..Pl (1.1'011 Les particules, boulettes ou 890 glomérea traitas par la chaltur, après dévolatiliaation jus- qu'à un point où. la teneur en matières volatiles est COIJl1'rlK entre environ 0 et 6, sont ensuite refroidie.
On eut effec- tuer ce refroidissement dans la zone 21 qui peut former la
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partie inférieure de .se.p:areil de dévolatilisation ou etteC tuer ce refroidissement partiellement dans celui- ci et par-
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tiellement à l'extérieur ou encore effectuer tout le refr1.. discernent en dehors de l'appareil de dévolat3.i. aticn, Au cours du procédé conforme à l'invention, il est possible qu'il se forme un faible pourcentage de produits de dimension tria faible (par exemple inférieure h 3t1.','¯.n ou 6,35 iL'), ce qui provient surtout de l'abrasion des particules
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dans l'appareil de dévolatilisation et dans la zone de refroi- pissement.
II est donc parfois désirable de séparer ces faibles pourcentages de particules trop petites d'avec le produit prin- cipal qui a les dimensions appropriées , Cette opération est indiquée sur les figures 1 et 2 où on utilise un tamis 11 pour séparer les particules 12 trop faibles des particules 13 ayant la dimension voulue. Dans le procéda correspondant à la figure lion utilise à cet effet un tamis de 3,17 mm.
On peut aussi
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utiliser un tamis de 6,35 mi quand on désire éliminer le pro. duit plus petit que 6,35 mm et parfois les 3 pacification du produit n'exigent même aucun tamisage à ce stade de procédé,
La figure 2 sa rapporte à une variante particulier renient utile au cas où la matière première constitue);
par le coke brut de pétrole contient un taux faible de particules
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comprises entre 3,17 aa et 19,05 ma ou 25,40 Taa de diamètre, par-exeple quand le produit de départ est constitué en ma- jeure partie par des particules fines,
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Dans cette variante, on envoie toutes les particules, au lieu d'effectuer une opération de tamisage, directement dans le séchoir, on les concasse, on les broie et on les mélange avec un liant aqueux pour forcer des boulottes.
Les particules non transformées en boulettes sont dévolati- lisées cornue indiqué pour le procédé de la figure 1.
Les boulettes sortant de la machine de formation 8 peuvent être envoyées directement dans l'appareil de dévclatilisation 5 ou dans un séchoir 15 séparé pour débarrasser les boulettes de la totalité ou de la plus grande partie de l'humidité.
Les diverses manipulations utilisées dans les pro- cédés des filtres 1 et 2 sont couvent les mêmes et dans ce cas on les a désignéss par des références identiques.
Comes pour le procède de la figure 1 un faible pourcentage de produit peut être brisé ou effrité par abra- sion, ce qui réduit la dimension au-dessous du minimum désira. ble, s'il devient nécessaire ou indiqué de séparer ces parti- cules très petites du produit 13, on peut le faire en plaçant un plan incliné de tamisage du produit à la sortie de la zone de refroidissement. L'ouverture de ce tamis doit bien entendu âtre la cerne que le diamètre minimum désiré pour le produit, et elle est par exemple de 3,17 mm pour les granules fabri- quées à l'intention de l'industrie du carbure, et de 6,35 mm pour les granules destinées à l'industrie du phosphore.
Le produit 12 resté fin obtenu dans l'une ou l'autre des variantes, ne forme habituellement pas plus qu'un faible pourcentage du produit dévolatilisé. L'invention présente la caractéristique supplémentaire que même cette faible quantité de produit très fin peut être utilisée ou incorporée à la quan- tité principale en l'ajoutant aux particules de coke brut de pétrole qui sont chargées dana le broyeur 6 ou le mélangeur 7, ceci jusqu'à concurrence d'environ 4 parties pour 100 par-
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fies de coke brut de pétrole.
Quand on recycle ainsi les quan- tités ci-dessus, le produit dévolatilisé '-.et très fin, peut être incorporé au cours des stades ultérieurs du procédé sans
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nuire à l'opération de formation ces boulettes ou de la dévo- latilisation. De préférence on ajoute ces particules au pro-
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duit charge dans le broyeur comme l'indiquent les traits inter"" rompus de la figure 2. Cette variante s'applique bien entendu tout aussi bien au procédé indiqué sur la figure 1,
On peut effectuer la dévolatisation dans plusieurs types d'appareils.
Les températures particulières qui sont préférables pour la dévolatilisation des boulettes du autres
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particules de dimension appropriée sont voisines deg99 C, bien qu'on puisse aussi utiliser des températures g,1...esi élevées que î.t3 C ou aussi faibles que 4820C, Pendant l'opération de chauffage des boulettes ou. du mélange de boulettes avec
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des granules de carbone non agglomérées, il ent nécessaire du utiliser une atmosphère réductrice ou inerte .tour la dêvola- tilisation (c'est-à-dire une atmosphère pratiquement non oxy-<' dante) afin d'empêcher ou de réduire autant que possible l'o- xydation du produit charbonneux solide au cours du traitement* On peut réaliser facilement une telle condition, en brûlant un
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combustible dans l'air ou dans l'oxygène, ce "o:nbU"s;
ible étant présent (on ezobs. On doit réduire toute oxydation au minimum, car une oxydation même faible peut ea produira avec des bouler.
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tes encore molles. Le maintien de ces conditions est trea 3m portait, au-dessous d'environ 5500C, point auquel le liant des boulettes se "fixe" dt1finttivù":lént. Une variante possible du procédé consiste 11 dévolatili3er les granules de carbone non ae,,lo:n6rés en les tenant séparés dû.3 boulet-Los.
Dans ce cas) la composition de l'atmosphère do dévols-tilisation est aoina importante, du moins en ce -.rai CO:1c'rm) la présence de l'oxy- gène , que pour à.'vo}.:;ilit.H.?l' -j(!.; boulettes ou un :ai...7.i..:il..i aï boulettes avec des l' :--!.iC'..1.1N; non .-ï e::: rwcw ,. ,
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On effectue de préférence la formation des boulet* tes sur le plateau d'une machine d'agglomération qui est inclina d'un angle d'environ 45 et qui peut être actionne à des vitesses variables de rotation. Une pulvérisation d'eau en suppléent do celle introduite dans le mélange avec le liant
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est généraJecaent utilisée pour faciliter l'agglomération du mélange.
Une racle qui est placée devant le plateau assure les
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aocousaea et l'agitation ainsi que le mélange de l'eau aveo les particules pour transformer ce mélange en des agglomérée.
Le "pouvoir" "d'agglomération" et la dimension des boulettes
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obtenues sont fonction des prorriétda du mélange, du débit auquel il est amené sur le plateau, de l'angle et de la vites- se du plateau et de l'emplacement auquel la charge est ame- née sur la plateau ou dans la cuvette.Le réglage précis de ces facteurs peut, si on le désire, donner lieu à la formation de boulettes d'une dimension très régulière. , un peut aussi régler les conditions de faon que la gamme de dimensions des boulettes produites soit assez large. Les par- ticules transformées en boulettes sont déchargées de ce pla- teau dans une goulotte ou chute qui les amène dana l'appareil
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5 de dévdlatilisaticn.
Comme indiqué ci-dessus, on peut aussi envoyer d'abord les boulettes dans la machine 15 qui comporte par exemple un tapis roulant et est maintenue à une tempéra- ture supérieure à environ 99 C pour changer la plus grande par- tie de l'humidité, avant d'envoyer le produit dans le dévola-
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tilll3!tto.;.r. Le c:loix de cette variante dépend en une certaine mesure de l'installation et du type de -et appareil et du fait qu'il est construit pour fonetinnnar avantageusement . la fois couse uéehoir et coa.:e dévolfltilisateur. l'eTl:,e:p1 du procédé comporte de noztbreux facteurs critiques Ain::J1)]' 'ordre de aucjescion des divers stades du procd' ent tris important, par exemple, le fait de trunsfcr- ':1èr le cola> brut de pétrole en des boulettes avant la duvola-
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tilisation.
Cela provient de ce que la. liaisottt pern'1flento dans les boulettes se développa d'eHe-m8me par la fusion des particules du coke brut de pétrole juste avant ue l'es 'boulet- tes soient trailefDr,%4eo en up coke infusible.
En ce qui concerne l'opération de nélungeg on a t ^ou' vé que la distribution des dimensions des particules du coke) de pétrole, le type du liant, les proportions entra celui-CI. et les particules de coke et les procédés utilisés pour mé-
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langer le liant avec ce dernier, présentent tous., une iilpor-- tance pour la facilité et l'intensité du mélange 4 transfor- mer en boulettes, et aussi pour obtenir des boulettea ayant une solidité appropriée avant et aprs le séchage et la lévo-
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latß,ls atian.
Le liant utilisa doit produire une bonne r$sita',ce des boulettes au mouillé, une bonne rt!3ip"tance au vert st à l'état sec et ne pas donner de difficulté sérieuse provenant d'un collage. Tout produit qui est compatible avec l'eau et
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qui peut oervir h lier et à agglomérer les produits ou à don- ner des 'boulettes d'nrve solidité suffisante au mouillé, ainsi que des boulottes d'une résistance B.p:,ro)'riée au vert et à geo pour la manipulation et la dvolf::.ti11 Gation après le départ de l'eau. est approprié. De tels liants sont donc de.3 produits so
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/qui s'CMulsionnent dans l'eau et qui sont di!3per;:ibles ou/lubles dans celle-ci.
Un liant formé par un mélange d'anidon et d'eau ezvi,articulièrement approprié à la mise en oeuvre du procédé* D'autres liants comprennent les daul3ions asphaltiques, les 6r:mlsiona d'argile et de:? mélanges d'eau et de mélasse ou des lifjno-oulf ouates de calcium raffinés. Qnpaut également se ser vir de mélanges des liants précités.
Des proportions ou quantités non appropriées des divers matériaux servant à forcer des boulettes,se traduisent ou bien par l'impossibilité d'obtenir des boulettes ou par la formation de boulettes qui perdent leurs dimensions appropriées
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ou qui n'ont pas une solidité suffisante La résistance des
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boulettes oûchéeo dépend du taux Jeu liants utilisés par rapport au carbone. La teneur en eau du taelanse influe tout d'abord sur les caractéristiques de formation des boulettes avec ce mélange, par exe..'.e sur la vitesse de formation des boulettes et sur leur solidité au mouillé.
Quand on utilisa un
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liant à base d'amidon, on constate que les mélangea contenant en poids 100 parties axe particules Ce carbone, 2> à 35 par- fies d'eau ot 0,6 h 1,2 partie d'amidon donnent les meilleurs ré- suinta dans la formation des boulettes et dans les stades ul-
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térieurs et que des mélanges forces de 100 parties de ,1Jrt1- cules do carbone, de 15 à 50 parties d'eau et de 0,2 à 2,0
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parties d'amiCon sont efficaces. Ces quantités sont basses sur l'analyse des boulettes terminées et elles comprennent l'eau ajoutée pendant la formation de celloe.ci, qui est vol- sine de la quantité d'eau qu'on utilise lors du mélange et
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représente plus partiCUli2:re:a:nt environ 15 parties d'eau pour chaque opération.
La façon de mélanger l'amidon et l'eau avec le mélange de coke est également importante pour la for- mation des boulettes ou, lorsque celles-ci se farniente pour leur donner une solidité suffisante. Un mélange préalable du liant avec le coke effectua dans un mélangeur avant la for- :nation des boulettes donne à ces dernières une solidité bien
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plus grande que celle des boiiletteu qu'on obtient quand on pulvérise la totalité du liant aur le coke pendant l'opération de production dee boulettes.
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Selon un mode dé miee en oeuvre proféré du recédé" de l'inTention, on mélange d'abord la coke avec une partie de la quantité totale de l'eau nécessaire, ceci pendant envi., @ ron une minute. On ajoute ensuite l'amidon, qu'on a mélangé
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séparément avec une autre partie de l'eau nécessaire pour for ! mer les boulettes, au coke déjà humecté et on mélange encore
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le tout pendant environ cinq minutes supplémentaires. On en- voie ensuite ce mélange dans l'appareil de formation des bouc- lettes dans lequel on introduit le reste de l'eau pour favori. ser cette opération de formation des 'boulettes.
D'autres procédés appropriés de mélange consistant à mélanger l'amidon avec la moitié de l'eau totale nécessaire et à ajouter ce mélange la charge de coke, puis à mélanger le tout pendant environ cinq minutes. Un troisième mode appro-
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prié consiste à mélanger à sec l'amidon avec le cote pendant environ une minute, puis à ajouter la moitié de l'eau totale nécessaire à ce mélange, et à mélanger encore le tout pendant environ 5 minutes. Pour ces différents mélanges, on peut uti-
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liser des robit""ts se trouvant aux emplacements appropries.
Cocui.e on l'a indiqué, la distribution des dimensions particulaires du coke qu'on mélange avec le '.'.Iant est égale, ment importante pour l'opération ultérieure {le formation des boulettes. On a trouvé que si environ 40% ou plus de particules
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de coke sont plus fines que 0,149 tatag on obtient des boulette satisfaisantes en ce qui concerne la. solidité, la dimension
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etc... Quand le coke comporte moins d'environ: 40% de parti- ouïes plus fines que le tamia de 0,149 mm, 1 'agglomération est médiocre. Le complément des particules qu'on utilise pour fabriquer des boulettes peut correspondre à une gamme éten- due des dimensions.
Dans un exemple type, 100% du produit peu
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vent Strie formées par des particules plus n'ines qo 6,35 ou 3,17 m" selon l'éventualité, et 40 50% peuvent titre plue grosses que 0,30 tn:".1 Parmi les procédés de production .'ar,;.lor:éréa ou de granules compe,ctes ayant la dil!.e:1io!l d63irée il partir des particules finement broyées c3.-.âe:,:uo,. o:x pr-iflre, contse on l'a déjà mentionne, forcer des particules fines avo un li- ant pour obtenir dis boulottes car un plateau d ssa, ¯,..".v. c¯t3 0..
On peut également .1'i5.'!:'t'.:' 0;: âC:.''s llJ:3 techniques de .C'i.t.;:.:.#â¯t3.1.
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et d'agglomération comme le moulage, l'extrusion, la forma- tion de 'briquettes, ou la compression pour former des boulet- tes conformes à l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la production d'un produit à base de carbone granulaire, ayant une teneur en matière volatile comprise entre environ 0 et environ 6% et une dimension par. ticulaire supérieure à environ 3,17 mm de diamètre, h partis- d'uno matière première formée par du coke brut de pétrole, d'une teneur en matière volatile de 9 à 20% environ et d'une dimension particulaire telle qu'environ 40% des particules traversant le tamis de 0,149 mm d'ouverture et que presque la totalité des particules traversent le tamis de 2,38 irai d'ou varture, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes ; a) on mélange ces particules avec un liant composé d'eau et d'un. produit liant compatible avec l'eau;
b) on agglomère les particules du mélange ci-dessus pour former des boulettes ayant une dimension supérieure à en- viron 3,17 mm en diamètre; o) on dévolatilise,au sein d'une atmosphère sensi- blement non oxydante et à une température comprise entre 482 C et 1093 C environ,les boulettes ci-dessus jusqu'à oe que la teneur en matière volatile soit comprise entre environ 0 et environ 6%.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.