Four de distillation vertical continu. La présente invention a pour objet un four vertical continu pour la distillation de toutes matières quelconques, telles que char bons, lignites, tourbes, schistes bitumineux, bois, déchets, etc.
<B>Il</B> est déjà connu, dans les fours de distil lation verticaux continus, :de prévoir, dans les parois des cornues, sur toute la hauteur de la zone de .distillation, des ouvertures multiples, reliées à -des canaux verticaux. pour faciliter le départ des gaz de distilla tion.
Cette disposition est représentée, en une vue en coupe verticale axiale, sur la fig. 1 des dessins ci-joints, sur laquelle a désigne la cornue, dans les parois b de laquelle sont ménagées,des ouvertures bi, débouchant dans des canaux verticaux c, qui sont raccordés à des collecteurs d.
Mais un tel four présente deux inconvé nients graves: a) Le poussier léger, entraîné par les gaz en passant par les ouvertures b' prévues pour le départ des gaz, retombe en grande partie dans le canal vertical c reliant les ouvertures b1, situées d'un même côté -d'une cornue.
Ces canaux c s'obstruent ainsi. complètement au bout d'un temps relativement court, empê chant tout départ .des gaz et rendant par suite impossible le bon fonctionnement du four; b) Les petites ouvertures b' @de départ des gaz se bouchent assez facilement, par suite de la condensation des huiles de goudron ren fermées dans les gaz -de distillation et qui, m:;
langées avec,du poussier entraîné par le mouvement des gaz, produisent -des louchons d'une grande dureté.
Le four vertical continu suivant la pré :ente invention permet de supprimer ces in- convénients. Il présente au moins une cornne, dont les parois comportent, sur toute la hau teur de la zone de distillation, .des ouvertures multiples reliées à des canaux verticaux, pour faciliter le départ des gaz de distillation,
et il est caractérisé en ce que chacun de ces ca- vaux verticaux collecteurs de gaz est prolongé à sa base par un conduit, qui s'étend jusqu'à l'extérieur du four et qui met ainsi le canal collecteur de gaz en communication directe avec l'extérieur, et qui est fermé par un or gane obturateur étanche qu'on peut ouvrir de temps en temps pour évacuer le poussier qui a été entraîné par les gaz -de distillation et qui s'est rassemblé dans ce .conduit, ainsi que pour -produire le nettoyage de ces canaux et des petites ouvertures à gaz, par combus tion des matières déposées dans ceux-ci, à l'aide de l'air aspiré dans ces canaux.
Comme l'organe obturateur ne reste ouvert que quel ques minutes à peine, il ne peut s'effectuer qu'une rentrée d'air infime, qui, ne se produi sant d'ailleurs qu'à des intervalles de temps relativement éloignées, n'exerce pas d'in fluence sensible sur la qualité des gaz re cueillis.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution du four selon l'invention.
La fig. 2) représente, en vue en -coupe ver ticale axiale, une première forme d'exécution qui est un four à une seule cornue, et la fi-. 3 est une vue correspondante d'une deuxième forme d'exécution qui est un four compre nant deux batteries de cornues juxtaposées.
Comme représenté sur la fig. 2, ,chacu_i des canaux verticaux c, recueillant les gqz de distillation qui s'échappent d'une cornue a par des ouvertures b1 ménagées dans les pa rois b de cette cornue, sur toute la hauteur de la zone de distillation, est prolongé à sa base par un conduit incliné e, qui traverse la ma çonnerie f -du four et qui débouche à l'exté rieur; ce conduit est fermé par un couvercle étanche el. Le poussier, qui est entraîné par les gaz .dans le canal. collecteur c et retombe à la partie inférieure -de celui-ci, est recueilli dans ce conduit e.
Pour l'enlever, on ouvre le couvercle el et le poussier, accumulé dans le conduit e, tombe alors dans un réservoir ou dans un transporteur quelconque, e2, disposé sous l'orifice inférieur -du conduit e, pour être évacué. Pour empêcher l'obstruction -des petites ouvertures b1 de départ ,des gaz, il suffit, de temps en temps, ,d'ouvrir le couvercle e1. à la base du conduit e correspondant; il se produit alors un appel d'air, grâce à la cheminée ver ticale constituée par le canal collecteur de gaz c.
Cet air, s'échauffant quelque peu au contact des parois et rencontrant ensuite les gaz chauds passant par les premières ouver tures b', produit une combustion intense qui, réchauffant le canal c sur toute sa hauteur, détruit les dépôts de goudron et de poussier qui se sont accumulés dans les petites ouver tures V de départ des gaz. Il suffit -de procé der pendant quelques minutes, chaque jour, à -ce chauffage .intense, pour empêcher tout dé pôt, même dans les -cas les plus -difficiles @où les gaz sont chargés d'un goudron extrême ment épais.
L'ouverture des couvercles el, à la partie inférieure -des conduits e, qui est nécessaire pour l'évacuation du poussier rassemblé dans .ces conduits, ne dure que quelques minutes et ne peut .donner lieu qu'à une rentrée .d'air très faible et n'influence pas la qualité des gaz recueillis.
Il faut évidemment éviter toute entrée d'air directe .dans ces canaux collecteurs -de gaz c, entrée d'air qui peut se produire par les petites fissures ou joints dans les murs qui entourent ces canaux. Ces entrées d'air, non seulement empêcheraient la production convenable du phénomène de nettoyage qu'on désire réaliser, mais encore elles -diminue raient fortement la -qualité -du gaz de dis tillation.
Pour réaliser une étanchéité extérieure parfaite des murs entourant ces canaux à gaz, ainsi que des murs formant toute l'enve loppe extérieure -de<B>-</B>la cornue, la maçonne rie du four est entourée, sur toute la hau teur .des canaux c, ou bien sur toute la, hau teur -de la zone de distillation, d'une couche -de .sable, ou de toute autre matière pulvéru lente se comportant comme du sable, c'est-à- dire ne s'agglomérant pas sous l'action .de la chaleur. .
Cette enveloppe de sable, ou autre ma- titre pulvérulente, g, en couche relativement épaisse, est maintenue par un mur g1 reposant sur les ceintures extérieures d'ancrage en pro filés g2 et ancré dans ceux-ci, ce qui permet de réduire très fortement son épaisseur, qui au trement, serait. nécessaire pour résister à la pression du sable ou de la matière pulvéru lente. Ce mur pourrait être remplacé par des plaques de tôle.
Par sa grande mobilité, cette matière pulvérulente conserve au four une étanchéité parfaite, malgré les fissures ou crevasses qui peuvent se former dans les murs extérieurs du four.
Dans le four de la fig. 3, comportant deux batteries comprenant chacune plusieurs cor nues a, on réunit en un -seul canal médian les canaux verticaux collecteurs de gaz de deux cornue., voisines juxtaposées, dans l'une .des parois de celles-ci; le conduit médian e, ser vant à l'évacuation du poussier entraîné dans ce canal commun, est alors disposé verticale ment; les deux conduits latéraux sont dispo sés de la même manière que dans le four de l'a fi(,. 2.
L'enveloppe de sable ou autre matière pulvérulente g entoure alors l'ensemble formé par les batteries de cornues.
Les fig. 4 et 5 représentent, -de façon plus détaillée, une troisième forme d'exécution du four selon l'invention.
La fig. 4 est une vue en coupe verticale, la partie de rauche correspondant à une coupe verticale suivant une cornue du four, et la partie de droite correspondant à une coupe verticale suivant un piédroit de chauf fage.
La fi-. 5 est une vue en coupe verticale :à angle droit par rapport à celle de la fi-. 4. Le four se compose -d'un certain nombre de cornues a, disposées les unes à côté des au tres, (le façon à constituer une batterie, dans laquelle deux cornues voisines sont. chauf fées par l'intermédiaire du mur mitoyen, formant piédroit de chauffage la, disposé en tre ces deux cornues.
Ces piédroits de chauf fage sont disposés suivant les longs côtés .des cornues<I>a.</I> Dans les murs<I>b situés</I> suivant les petits côtés de chacune -de celles-ci sont ména gés, sur toute la hauteur de la zone de dis tillation, des canaux verticaux c, qui :commu- niquent avec les cornues a par des ouvertures multiples V, prévues dans les murs b, pour le dégngement ,des gaz -de -distillation;
chacun -de ces canaux est prolongé à sa base par un conduit incliné e, débouchant à sa partie infé rieure à l'extérieur .du four et fermé par un couvercle étanche e1, qu'on peut ouvrir -de temps en temps pour évacuer le poussier qui a été entraîné dans le canal c correspondant par les gaz de distillation et qui s'est rassem blé dans ce conduite. Ces conduits c per mettent également, comme expliqué plus haut, de nettoyer très aisément les canaux verticaux c et d'empêcher des .dépôts goudron neux -d'obstruer ceux-ci ainsi que les petites ouvertures b' de -départ .des gaz.
Les gaz de distillation, passant par les ca naux verticaux c, se rassemblent. dans des barillets ou collecteurs généraux d, comman dés par des registres d'. Lorsqu'on procède au nettoyage des canaux verticaux c et -des ouvertures b', en ouvrant le couvercle e1 à la partie inférieure des conduits e, on isole les barillets<I>d</I> .en fermant les registres d' et, en ouvrant des registres d2, on met les canaux c en communication avec des collecteurs d3, ,
des tinés à recueillir les fumées résultant de la combustion .des dépôts de goudron et -de pous sier qui se sont accumulés dans les canaux c et les ouvertures bi.
L'ensemble des cornues a, avec murs en maçonnerie, constitue un bloc vertical d'une certaine hauteur, dans lequel les vides ne pré sentent qu'une section relativement faible. Ceci permet de réaliser une maçonnerie bien entretoisée et extrêmement solide. Toute la maçonnerie réfractaire, entourant les cornues de distillation, est elle-même entourée -d'un mur en briques rouges i, assez épais, consti tuant une enveloppe calorifuge .efficace. L'en semble .du massif est fortement ancré, exté rieurement, par :des profilés horizontaux g'' et verticaux g', de manière à réaliser un tout d'une rigidité et d'une stabilité très grandes.
Ce massif ainsi constitué est, comme il a été spécifié précédemment, entouré d'une enve loppe de sable g, ou autre, matière pulvéru lente ne s'agglomérant pas sous l'action de la chaleur; cette enveloppe relativement épaisse est maintenue par un mur extérieur en bri ques rouges g1, reposant sur les ceintures ex térieures en profilés g= et ancrés dans celles-ci.
Comme dit plus haut, cette enveloppe g réalise une étanchéité. absolue vers l'extérieur et empêche l'air extérieur de pénétrer dans les canaux c de départ des gaz de distillation, ce qui produirait la combustion de ces gaz.
La matière à traiter est déversée directe ment à la partie supérieure du four, soit à l'aide d'un élévateur à godets ou d'un skip, soit à l'aide d'un wagonnet monté par un as censeur. Chaque cornue du four est prolongée à sa partie supérieure par une trémie j, d'une hauteur suffisante pour que la matière elle- même suffise pour constituer une fermeture d'une étanchéité suffisante sans l'interposi tion d'aucun registre. Il ne peut par consé quent subsister aucun vide .dans les cornues de distillation. Il ne peut en résulter aucune surchauffe ni une décomposition des gaz de distillation.
Lorsque la matière à distiller consiste en des agglomérés de charbon, ou des matières quelconques qui, sous l'action de la chaleur, peuvent l'agglomérer entre elles ou coller aux parois des cornues, cette matière est mélangée et enrobée, avant son introduction dans le four, avec une autre matière, sous forme de, poussier, qui ne présente aucun pou-voir ag glomérant et empêche par suite tout collage.
Cette matière enrobante peut être constituée par du poussier de coke ou .de semi-coke, ou bien par le combustible brut à traiter lors qu'il faut distiller les agglomérés fabriqués à l'aide du semi-coke provenant de ce combus tible. Ce procédé présente alors l'avantage de permettre de traiter en une seule opéra tion de distillation deux combustibles diffé rents; qu'il faudrait autrement traiter succes- sïvement dans deux appareils convenablement appropriés.
Dans les murs verticaux, constituant les longs côtés des cornues de distillation, sont ménagés -des canaux verticaux k très étanches pour la circulation des flammes ou fumées de chauffage; ces conduits sont formés par des briques superposées k1, s'eemboîtant les unes dans les autres.
Dans ces conduits sont .dis posées de petites briques k=, reposant sur des saillies intérieures des grandes briques déli mitant ces conduits; ces briques k - consti tuent des cloisons axiales dans ces conduits k. Les flammes et les gaz âe la combustion viennent buter contre ces cloisons, qui ne laissent qu'un faible espace libre entre elles et les parois internes des conduits k; il en ré sulte un brassage énergique des molécules ga zeuses, ce qui active la combustion, ainsi qu'un contact très intime des gaz chauds avec les parois à chauffer, ce qui augmente très sensiblement la transmission de chaleur.
L'échange -de chaleur est rendu plus rapide, de façon à réaliser une température rapide ment décroissante du bas vers le haut, c'est- à-dire en sens inverse du mouvement de des cente de la matière dans les cornues a.. On réalise ainsi les conditions les plus favorables pour un chauffage économique et le meilleur rendement en sous-produits.
Il 'en résulte que la température des fumées est toujours très faible, à leur départ de la partie supérieure -du four, dans .des .col lecteurs 1, le rendement calorifique du four est ainsi fortement augmenté.
Le chauffage est réalisé à l'aide de gaz riche ou de gaz pauvre, introduit par des brû leurs<I>m</I> dans un canal horizontal m', disposé à une certaine distance de la base du four. La température atteinte dans ce canal de combus tion peut être très élevée, comme celle ordi nairement utilisée pour le chauffage .des cor nues à gaz ou des fours à coke. Des regards ne,', disposés au-dessus -des brûleurs m., per mettent d'observer l'allure de la combustion.
La partie inférieure des murs, séparant les -cornues de distillation a, est disposée de façon à récupérer la totalité de la chaleur -con tenue dans la matière déjà .distillée. Cette récupération de chaleur est réalisée par l'action simultanée de plusieurs moyens:
a) Par l'air servant à la combustion, qui circule dans des canaux récupérateurs n, en pénétrant par un collecteur en fonte n1, dis posé à la base de ceux-ci; ces canaux récupé rateurs 7a .sont situés en dessous et dans le prolongement des canaux de chauffage L La quantité d'air est réglée par un robinet 7a\ pour -chacune .des parois -de -chauffage. Ces canaux -de récupération -de chaleur compor tent également des briques 7z', formant cloi sons axiales, identiques aux briques 7c2 des conduits -de chauffage.
b) Par -de l'eau, circulant dans des chau dière., o, formant les parois des cornues .dans la partie inférieure du four; cette eau peut se vaporiser en quantité plus ou moins grande, suivant sa vitesse de circulation dans les chaudières; la vapeur ainsi formée pénètre directement dans les cornues cc par des ouver tures o', ménagées latéralement à la partie supérieure des chaudières.
Cette vapeur, tra versant le résidu -de la distillation, récupère, par contact direct, la chaleur contenue dans ce résidu; dans la zone de distillation, à la partie supérieure du<B>four,</B> cette vapeur faci lite la distillation, ainsi que l'échange,de cha leur.
c) Par un,courant -de vapeur, indépendant (le celui déjà formé dans le four par la récu@ pération de chaleur spécifiée en b), ce courant de vapeur étant insufflé dans les cornues a, à travers les petites parois de celles-ci, par des tuyaux p.
La matière, sortant du four, est ainsi re froidie d'une façon :coiuplète, au moment -de son arrivée sur -des registres oscillants q; cha cun de ceux-ci, qui supporte le poids de la matière contenue dans la -cornue a correspon dante, consiste en une pièce, pouvant osciller autour d'un axe horizontal q' et présentant à sa partie inférieure la forme d'une cuvette, correspondant à une partie de la surface d'un cylindre.
Ces registres sont disposés avec leur axe d'oscillation q' suivant l'axe longitudinal de chacune -des cornues; de façon à opérer le défournement ,de la matière d'une façon uni- forme sur toute la longueur de ces cornues. Ces .registres sont manceuvrés, indépendam ment l'un .de l'autre, à l'aide de leviers q2 ac tionnés à la main. Ils peuvent cependant éga lement être commandés mécaniquement par la liaison de tous ces leviers à une tringle de commande q3.
Lorsque la matière à distiller renferme une proportion de poussier assez forte et, notamment lorsqu'on utilise le procédé d'en robage expliqué plus haut, l'étanchéité infé rieure du four est réalisée à l'aide unique ment d'une certaine épaisseur de cette ma tière, comprise entre les registres oscillants ou .de support q et les premières ouvertures pour le départ des gaz b'.
Lorsque, par contre, la matière à distiller se présente en morceaux de certaines .dimen sions qui ne leur permettent pas de réaliser une .étanchéité suffisante, il -est nécessaire de disposer, en -dessous .du registre oscillant q, un registre à garde hydraulique dont l'étan chéité est absolument parfaite.
Ce -dispositif est représenté sur les fig. 6 et î, qui sont des vues en coupe verticale, cor respondant à la partie inférieure des fig. 4 et 5, respectivement, à plus grande échelle, dans le cas de cette variante -de construction.
Ce registre consiste en une gouttière s, -de forme quadrangulaire, -délimitant l'ouverture de défournement et renfermant -de l'eau cons tituant la garde hydraulique, dans laquelle est plongé le rebord t', dirigé vers le bas, d'une cuvette t, pouvant se déplacer à la ma nière d'un tiroir, à mouvement horizontal, sous l'effet d'une traction exercée sur l'une 'de ses extrémités, en t2, ce tiroir se déplaçant, à son autre extrémité, par des roulettes t3, sur des plans inclinés u, de façon à être relevé progressivement et dégagé de la gouttière s,
pour venir occuper une position horizontale et démasquer l'ouverture de .défournement par son -déplacement horizontal ultérieur. La gouttière s est ménagée à la partie inférieure ,d'un caisson v, disposé extérieurement à une trémie av, elle-même disposée en dessous et autour du registre oscillant q. Le mouvement & ce registre hydraulique peut être effectué très rapidement; d'autre part, les -défournements partiels se succèdent à -des intervalles relativement éloignés. Il en résulte que le four est pratiquement toujours fermé d'une façon rigoureusement étanche.
La matière, défournée lors de l'effacement des registres, tombe sur un transporteur lon- gitudinal@ r, commun à une série de cornues .disposées en batterie les unes à, côté .des au tres. Ce transporteur conduit la matière à d'autres appareils de traitement, qui peuvent être jugés nécessaires à la suite de la,distilla- tion.
Les gaz de distillation, recueillis dans les barillets d, sont traités dans une usine de ré cupération, suivant les procédés connus pour leur épuration en goudron et en autres sous- produits. Une partie de ces gaz peut être ren voyée au four pour le chauffage en m.