Procédé de carbonisation à basse température de combustible et installation pour la mise en #uvr e de ce procédé. La présente invention se rapporte à un procédé pour la carbonisation à basse tem pérature de combustible, à l'aide d'une ins tallation pour la calcination de matières fi nement divisées, installation telle que par exemple celles utilisées pour la fabrication de la chaux. du ciment ou autre produit, et .dans laquelle on introduit, dans un four à cuve de grande hauteur, lesdites matières .de fa çon qu'elles tombent dans ce four sous forme d'une pluie à travers laquelle montent des gaz chauds.
La calcination -des-dites matières- s'effec tue nécessairement dans un four à cuve de grande hauteur pour permettre un bon mé lange des matières avec les gaz ascendants avant qu'elles atteignent la zone la plus chaude ou de frittage du four à l'extrémité inférieure de celui-ci. On -a. établi avec avan tage de tels fours à cuve très profonde en les fonçant dans le sol, pour éviter,de gros frais de construction ainsi que -des pertes -de .cha leur importantes. Cette disposition permet aussi de gagner de la place au haut du four pour installer des concasseurs, des chargeurs et autres machines pour le traitement des pro duits secondaires.
Malgré la grande hauteur du four, les gaz ascendants, après avoir agi sur les ma tières à traiter; ont encore une température élevée. Si on laisse échapper ces gaz, il s'en suit une perte considérable de chaleur et par conséquent une forte consommation de com bustible.
Le procédé selon la présente invention -a pour but de remédier à cet inconvénient. Il est caractérisé en ce que l'on utilise les gaz résiduels chauds, après qu'ils ont agi sur lesdites matières, pour la carbonisation .de combustible brut, lequel est traité au haut 4u four à l'état pulvérisé et séparément des matières introduites dans le puits du four et<B>dé</B> telle sorte que la carbonisation à basse température du combustible brut a lieu sans -autre source. de chaleur que les gaz chauds.
L'invention comprend encore une installa, tion pour la. mise en oeuvre de ce procédé, qui comporte une ou plusieurs chambres dispo- sées au haut .du four servant à la calcination des matières premières et recevant le combus tible à calciner, lequel y est chauffé par les gaz résiduels chauds.
Une telle chambre peut être formée par une cornue hermétiquement close, de façon que les gaz résiduels ne viennent pas en contact direct avec le combustible brut ou bien par une prolongation de la partie supérieure .du four, le combustible brut pulvérisé étant introduit dans cette prolongation -de façon qu'il vienne en contact direct avec les gaz chauds, qui, contrairement au procédé connu -de carboni sation, ne sont pas produits par une source spéciale de chaleur, mais émanent des gaz résiduels sortant -du four de calcination.
Dans ce dernier cas, un dispositif à chicanes peut être prévu pour empêcher le combus tible pulvérisé ,de se mélanger avec les ma tières pulvérisées introduites à l'extrémité supérieure du four à cuve proprement dit.
Le dessin annexé représente schématique ment, à titre d'exemple, deux formes d'exécu tion .d'une installation pour la préparation de la chaux ou du ciment utilisant en même temps, selon la présente invention, lès gaz ré siduels pour la carbonisation à basse tempé rature de combustible.
La fig. 1 est une coupe verticale dans une carrière selon la ligne I-I de la fig. 2 mon trant le puits,de four; La fig. 2 est un plan, et La fig. 3 est une coupe verticale selon la. ligne III III -de la fig. 2; La fig. 4 est une coupe montrant schéma tiquement une .deuxième forme d'exécution de l'installation, dans laquelle les gaz chauds viennent en contact direct avec les particules de charbon.
L'installation représentée aux fig. 1 à 3 comporte un puits -de four A foncé dans le sol et dont l'axe longitudinal est approxima tivement parallèle à la face B -de la carrière, la base -du four se trouvant au niveau du sol BZ -de la carrière. Une galerie -de travail B' communique avec la base du four et donne accès au brûleur C auquel le combustible pul- vérisé est amené par une ou plusieurs con duites D.
La partie supérieure du four constitue une zone de chauffage préalable ou -de dé- carbonatation et la hauteur de cette partie est telle que la matière brute pulvérisée est complètement mélangée et calcinée pendant qu'elle descend en sens contraire -des gaz chauds montants, avant d'atteindre la. zone de frittage E, laquelle est -de préférence pour vue d'un revêtement en briques et est -de dia mètre réduit. Le sommet du four peut éga lement être muni -d'un revêtement E' en bri ques, si on le désire.
Les matériaux bruts pulvérisés sont de préférence, avant d'être introduits dans l'extrémité supérieure -du four, emmagasinés dans des puits r -de sé chage, foncés dans le sol. Ces matières pre mières sont broyées, avant leur emmagasi nage, à l'aide d'appareils appropriés tels que G, munis de trémies G'. Une fois sèches, les matières premières sont transférées par des transporteurs<I>II</I> et des élévateurs<I>H'</I> et d'au tres transporteurs H' à la trémie J' d'un ap pareil de pulvérisation J communiquant par une ou plusieurs ouvertures latérales A' avec le sommet du four.
La matière, une fois frittée, peut passer entre les tuyères C du brûleur dans un puits -de four K foncé dans le sol au-dessous -de la galerie -de travail, l'ex trémité supérieure :de ce puits étant revêtue de briques réfractaires E2 et l'extrémité infé rieure .communiquant par une galerie K' avec un puits élévateur K=. L'air nécessaire à la combustion est fourni par un ventilateur L et passe par une conduite L' à travers le puits K2, la galerie K' et la chambre K contenant les clinkers chauds.
De cette manière, les clinkers chauds sont refroidis et l'air est chauffé, avant que les clinkers soient trans portés par un élévateur<B>AI</B> jusqu'au niveau du sol, -d'où ils sont transférés, pour être encore traités ou emmagasinés dans un puits N, .duquel ils peuvent être emmenés par un élévateur Ni et un transporteur N2. Les gaz chauds quittent le puits par un carneau de décharge O et passent à travers un collec teur de poussières P électrique ou autre, en donnant encore de la chaleur à une chaudière Qï à chaleur résiduelle, avant :
de s'échapper dans l'atmosphère en passant par la cheminée R munie d'un ventilateur R1 destiné à four nir le tirage nécessaire.
Lorsque les gaz chauds quittent la zone de frittage du puits, ils sont à. une tempéra ture convenable pour la carbonisation à. basse température et, dans l'installation re présentée aux fig. 1 à 3, on a prévu, à l'ex trémité supérieure :du four. une cornue annu laire S ayant des ouvertures d'entrée Sl pour du .combustible brut pulvérisé et :des passages de décharge S2 pour le coke pulvérisé pro duit dans cette cornue. Les produits de la :dis- tillati.on sortent au bout :de la cornue et sont traités comme habituellement; le gaz peut en outre servir à l'alimentation des brûleurs C.
Le charbon brut est :de préférence séché dans des puits d'emmagasinage ou -des silos tels que T, avant d'être introduit dans la cornue. Le coke à basse température, provenant de la cornue S, est traité de façon à ce qu'il donne sa chaleur, comme par exemple en prévoyant que l'orifice & de décharge du coke con duise à travers ou autour du silo de sé chage du charbon ou que le coke encore chaud soit enfermé dans n'importe quel :dispositif connu pour utiliser la chaleur. Le coke re froidi peut alors être pulvérisé comme in diqué en U et ensuite envoyé par la conduite D au brûleur.
Les brûleurs peuvent être ali mentés avec de l'huile ou comme déjà indiqué avec du gaz obtenu du charbon; dans ce cas les produits secondaires solides de la carbo nisation à basse température peuvent être employés pour n'importe quelle fin.
Au lieu de la cornue close, formée dans l'extrémité supérieure du four comme repré senté aux fig. 1 à 3, on peut établir une pro longation du puits de. four de préférence: désaxé par rapport au four. Ainsi, en plus du puits principal Al , clans lequel les ma tières pulvérisées (calcaire, argile, gypse ou autre produit), sont introduites par un con- cluit S' clé la matière ci-dessus décrite, on prévoit un autre puits 8l clans lequel les gaz chauds provenant de l'extrémité supé rieure du four principal, passent grâce à un passage A" µ'étend:
ant latéralement. Dans le puits Sl , le charbon brut pulvérisé des cend comme une pluie contre des gaz chauds ascendants. Les gaz chauds proviennent du four au lieu d'être fournis, par une source séparée, comme cela a été proposé jusqu'à. présent pour des .appareils de carbonisation à basse température du type général décrit ci-dessus.
Le charbon pulvérisé, lorsqu'il -at teint l'extrémité inférieure du puits. S1 , peut :être conduit de côté comme par exem ple par un passage S11, vers un puits d'em magasinage approprié ou un silo ou autre dispositif semblable, n'importe quel disposi tif approprié étant prévu pour empêcher les particules de charbon d'entrer dans le four du ciment ou de la chaux et par conséquent de se mélanger avec les matières premières employées pour la fabrication de la- .chaux ou du ciment.
Si on .le désire, le puits Sl , comme déjà connu, peut être formé par deux puits sépa rés disposés l'un au-dessus de l'autre et, si cela est nécessaire, légèrement hors d'aligne ment l'un avec l'autre, le gonflement des particules de charbon .ayant lieu dans la partie supérieure et la carbonisation à basse température étant complétée dans la partie inférieure du puits.
Les produits secondaires de la. carboni sation à basse température sont évacués par un passage représenté schématiquement en 514, après quoi ils peuvent être séparés des gaz résiduels par n'importe. quelle méthode connue employée habituellement et ensuite soumis à n'importe quel traitement connu et désiré.
Avec les installations représentées, les pertes de chaleur provenant à la, fois par ra diation interne et externe, sont réduites dans une grande mesure et une utilisation aussi bonne que possible des gaz est obtenue, après que ces gaz ont calciné ou fritté les matières dans la, partie inférieure du four, pour ef fectuer la carbonisation à basse température chi combustible. Ce dernier peut être utilisé subséquemment, soit pour les brûleurs, soit pour- n'importe quel autre but, la chaleur des clinkers incandescents et du coke étant uti lisée dans l'installation sans, être transpor tée à n'importe quelle distance, la carboni sation à basse température du combustible ayant lieu sans autre source de chaleur que les gaz chauds.
Low temperature carbonization process of fuel and installation for the implementation of this process. The present invention relates to a process for the low temperature carbonization of fuel, using an installation for the calcination of finely divided materials, an installation such as, for example, those used for the manufacture of lime. cement or other product, and .in which is introduced, in a high-rise shaft furnace, said materials so that they fall in this furnace in the form of a rain through which hot gases rise.
The calcination -of said materials- necessarily takes place in a high-rise shaft furnace to allow good mixing of the materials with the ascending gases before they reach the hottest or sintering zone of the high-pressure furnace. lower end of it. We have. Advantageously established such very deep-chamber furnaces by sinking them into the ground, to avoid large construction costs as well as significant losses of heat. This arrangement also makes it possible to save space at the top of the furnace to install crushers, loaders and other machines for the treatment of secondary products.
Despite the great height of the oven, the rising gases, after having acted on the materials to be treated; still have a high temperature. If these gases are allowed to escape, there is a considerable loss of heat and consequently a high consumption of fuel.
The object of the method according to the present invention is to remedy this drawback. It is characterized in that the hot residual gases are used, after they have acted on said materials, for the carbonization of raw fuel, which is treated at the top of the furnace in the pulverized state and separately from the materials introduced. in the furnace shaft and <B> die </B> so that low temperature carbonization of the raw fuel takes place without any other source. heat than hot gases.
The invention further comprises an installation for the. implementation of this process, which comprises one or more chambers arranged at the top of the furnace serving for the calcination of the raw materials and receiving the fuel to be calcined, which is heated there by the hot residual gases.
Such a chamber can be formed by a hermetically sealed retort, so that the residual gases do not come into direct contact with the raw fuel or else by an extension of the upper part of the furnace, the pulverized raw fuel being introduced into this extension. -so that it comes into direct contact with the hot gases, which, unlike the known carbonization process, are not produced by a special heat source, but emanate from the residual gases leaving the calcination furnace.
In the latter case, a baffle device can be provided to prevent the pulverized fuel from mixing with the pulverized materials introduced at the upper end of the shaft furnace proper.
The appended drawing represents schematically, by way of example, two embodiments of an installation for the preparation of lime or cement using at the same time, according to the present invention, the residual gases for carbonization. at low fuel temperature.
Fig. 1 is a vertical section through a quarry along the line I-I of FIG. 2 showing the well, furnace; Fig. 2 is a plan, and FIG. 3 is a vertical section according to. line III III -of fig. 2; Fig. 4 is a section showing schematically a second embodiment of the installation, in which the hot gases come into direct contact with the carbon particles.
The installation shown in fig. 1 to 3 comprises a shaft -de furnace A dark in the ground and whose longitudinal axis is approximately parallel to the face B -of the quarry, the base -du furnace being at ground level BZ -of the quarry. A working gallery B 'communicates with the base of the furnace and gives access to the burner C to which the pulverized fuel is brought by one or more conduits D.
The upper part of the furnace constitutes a pre-heating or decarbonation zone and the height of this part is such that the pulverized raw material is completely mixed and calcined as it descends in the opposite direction of the rising hot gases, before to reach the. sintering zone E, which is preferably for view of a brick lining and is of reduced diameter. The top of the furnace can also be provided with a coating E 'in bricks, if desired.
The pulverized raw materials are preferably, before being introduced into the upper end of the furnace, stored in dry wells, dark in the ground. These raw materials are crushed, before their storage, using appropriate devices such as G, provided with hoppers G '. Once dry, the raw materials are transferred by conveyors <I> II </I> and elevators <I> H '</I> and other conveyors H' to the hopper J 'of a similar device. spray J communicating through one or more side openings A 'with the top of the oven.
The material, once sintered, can pass between the nozzles C of the burner in a well -of K furnace dark in the ground below -the working gallery, the upper end: of this well being lined with bricks refractory E2 and the lower end .communicating by a gallery K 'with a lifting shaft K =. The air required for combustion is supplied by a fan L and passes through a pipe L 'through the well K2, the gallery K' and the chamber K containing the hot clinkers.
In this way, the hot clinkers are cooled and the air is heated, before the clinkers are transported by an <B> AI </B> elevator to the ground level, from where they are transferred, to be further processed or stored in a well N, .du which they can be taken by an elevator Ni and a transporter N2. The hot gases leave the well through a discharge flue O and pass through an electric or other P dust collector, giving further heat to a residual heat boiler Qi, before:
to escape into the atmosphere through the chimney R fitted with a fan R1 intended to provide the necessary draft.
When the hot gases leave the sintering zone of the well, they are at. temperature suitable for carbonization at. low temperature and, in the installation shown in fig. 1 to 3, the upper end of the oven is provided. an annular retort S having inlet openings S1 for pulverized raw fuel and: discharge passages S2 for pulverized coke produced in this retort. The products of the distillation come out at the end of the retort and are treated as usual; the gas can also be used to supply the burners C.
The raw coal is: preferably dried in storage pits or silos such as T, before being introduced into the retort. The low temperature coke, coming from the retort S, is treated in such a way that it gives off its heat, for example by providing for the coke discharge port & to flow through or around the drying silo. coal or that the still hot coke be enclosed in any device known to use heat. The cooled coke can then be pulverized as indicated in U and then sent through line D to the burner.
The burners can be supplied with oil or, as already indicated, with gas obtained from coal; in this case the solid byproducts of low temperature carbonization can be used for any purpose.
Instead of the closed retort, formed in the upper end of the furnace as shown in fig. 1 to 3, we can establish a well prolongation of. oven preferably: offset from the oven. Thus, in addition to the main well A1, in which the pulverized materials (limestone, clay, gypsum or other product) are introduced by a result S 'key to the material described above, another well 81 is provided. which the hot gases coming from the upper end of the main furnace, pass through a passage A "µ 'extends:
ant laterally. In the Sl well, the pulverized raw coal ash like rain against rising hot gases. The hot gases come from the furnace instead of being supplied, by a separate source, as has been proposed until now. present for low temperature carbonization apparatus of the general type described above.
The pulverized coal, when it dyed the lower end of the well. S1, can: be driven from the side as for example through a passage S11, to a suitable storage well or silo or other similar device, any suitable device being provided to prevent the carbon particles from entering. entering the kiln of cement or lime and consequently of mixing with the raw materials used for the manufacture of lime or cement.
If desired, the well Sl, as already known, can be formed by two separate wells arranged one above the other and, if necessary, slightly out of alignment with each other. the other, the swelling of the carbon particles taking place in the upper part and the low temperature carbonization being completed in the lower part of the well.
The secondary products of the. low temperature carbonization are discharged through a passage schematically shown at 514, after which they can be separated from the residual gases by any means. any known method usually employed and then subjected to any known and desired treatment.
With the installations shown, the heat losses from both internal and external radiation are reduced to a great extent and as good a use as possible of the gases is obtained, after these gases have calcined or sintered the materials in. the lower part of the furnace, to carry out carbonization at low temperature chi combustible. The latter can be used subsequently, either for the burners or for any other purpose, the heat of the incandescent clinkers and the coke being used in the installation without being transported at any distance, Low temperature carbonization of the fuel taking place without any heat source other than hot gases.