Procédé de chauffage de matières carbonées solides on pâteuses et dispositif ponr la mise en couvre de ce procédé. La présente invention se rapporte, d'une part, à un procédé de chauffage de matières carbonées solides ou pâteuses, telles que par exemple des houilles diverses, des schistes. des lignites, des tourbes, des bitumes, etc. ainsi que des mélanges artificiels de liquides plus ou moins fluides avec un support actif ou inerte et, d'autre part, à un dispositif pour la mise en couvre de ce procédé.
Selon ce procédé, les matières sont entraî nées, d'une manière continue et par portions séparées, dans une chambre chauffée dans la quelle lesdites matières sont soumises à des températures croissantes au fur et à mesure qu'elles pénètrent plus profondément dans cette chambre.
Le dessin ci-annexé représente: Aux fig. 1, 2, 3 et 4 respectivement en coupe longitudinale selon la ligne I-I de la fig. 2, en coupe transversale selon la ligne II-II de la fig. 1, en plan et en vue arrière, un premier exemple du dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé; La fig. 5 montre, en perspective, une partie du mécanisme d'entraînement utilisé peur ledit dispositif; La fig. 6 montre, en élévation, parties en coupe, un deuxième exemple du dispositif.
Dans ces exemples, le dispositif comprend un long conduit 1, constituant la chambre de chauffage, ayant par exemple un diamètre intérieur d'environ 0,15 à 0,20 mètre et une longueur d'environ cinq à six mètres et com portant un orifice de chargement 2 avec tré mie 3 prévu à une extrémité et un orifice de vidange 4 avec conduit de décharge 5 établi <B>à '</B> l'autre extrémité. Le conduit est recourbé en forme de U dans l'exemple des fig. 1 à 5; il pourrait aussi être rectiligne ou affecter toute forme allongée convenable en étant alors disposé horizontalement ou obliquement.
On peut également constituer le conduit, comme montré sur la fig. 6, de manière que la plus grande partie de sa longueur affecte la forme d'une hélice ou d'un serpentin à grandes spires, l'axe de l'hélice pouvant être disposé verticalement, horizontalement ou obliquement.
Pour l'entraînement des matières d'une manière continue et à la vitesse voulue, par exemple entre 0,8 et 0,2 m/sec., il est prévu des moyens propulseurs. Ces moyens sont tels que les matières, pendant leur passage dans le conduit 1, sont maintenues séparées en petites portions distinctes offrant une grande surface et qui se prêtent facilement à l'en traînement.
Ces moyens sont constitués par des dis ques ayant une forme correspondant à. celle de la section du tube 1 et des dimensions un peu moindres que celles de ladite section pour empêcher tout coincement. Ces disques 6, fai sant office d'organes entraîneurs, sont reliés entre eux par un ou plusieurs maillons 7 (fig. 5) engagés librement dans des organes de liaison 8 fixés sur la face correspondante de chacun des disques 6. Pour l'intervalle sé parant deux disques voisins on peut adopter, par exemple, une longueur de 20 cm environ.
A l'aide des disques 6, articulés entre eux, on constitue une sorte de chaîne sans fin qu'on entraîne, d'une manière continue, dans le conduit 1, constituant le four, l'entraîne ment ayant lieu par un mécanisme moteur approprié tel qu'une roue 9, dont l'arbre 10 est actionné par un moteur et qui porte des palettes radiales 11. Deux palettes voisines sont écartées entre elles d'un angle correspon dant sensiblement à, l'intervalle prévu entre deux disques 6 voisins. On dispose la roue 9 de manière telle que la partie de la chaîne se trouvant entre la sortie et l'entrée du tube soit engagée sur la périphérie de ladite roue et soit entraînée par les palettes radiales 11.
Bien entendu, on pourrait adopter tout autre mode d'actionnement pour ces organes pro pulseurs, notamment en tenant compte de la forme qu'on a adoptée pour le conduit 1.
Au fur et à mesure que les chambres 12, formées -entre les paires de disques voisins 6, passent en dessous de la trémie 3, elles se remplissent avec des matières à traiter et en traînent celles-ci en portions distinctes et sé parées au travers du conduit jusqu'à ce que ces chambres arrivent au-dessus de l'orifice 4, où elles se vident automatiquement, les ma tières étant évacuées par le conduit 5.
L'entraînement par les disques, de petites masses distinctes, présente en outre l'avantage que les matières traitées progressent unifor mément dans le four sans être remuées et sans subir de malaxage, évitant ainsi la formation de poussières.
L'étanchéité de l'appareil est assurée par une masse d'eau ou autre liquide approprié contenue dans des récipients 19 et 20 et dans laquelle plongent les orifices d'entrée et de sortie du conduit 1 ainsi que l'orifice d'éva cuation des matières résiduaires.
Le chauffage du four tubulaire ainsi ob tenu a lieu en partie par un fluide à tempé rature élevée, tel que les gaz résultant de la combustion de combustible gazeux, liquides ou solides (pulvérisés) qu'on fait circuler dans une chambre 13 qui entoure le four tubulaire, ladite chambre 13 ayant la forme d'une enveloppe tubulaire établie à l'extérieur et le long du tube 1 dans le cas des fig. 1 à 5, alors que pour l'exemple selon la fig. 6,
on a recours à une véritable chambre 13 dans laquelle se trouve tout au moins la partie en forme d'hélice ou de serpentin du four tubu laire.
La circulation du fluide chaud, dans la chambre 13 du premier exemple, a lieu en sens inverse par rapport à celle adoptée pour les matières entraînées dans le four. Le ou les beleurs 14 ou analogues débouchent dans la chambre 13,à proximité de l'orifice de vidange 4, alors que l'évacuation du fluide chauffant dans le conduit de décharge ou la cheminée 15 a lieu à proximité de l'orifice d'entrée 2.
De cette manière, on obtient un chauffage progressif, c'est-à-dire sans varia tion brusque, des matières au fur et à mesure qu'elles avancent dans le four puisque les ma tières qui sont prêtes à quitter celui-ci sont chauffées par le fluide à température élevée, la température de ce fluide diminuant de plus en plus vers l'endroit 15 où a lieu son éva cuation.
Pour l'exemple selon la fig. 6, les brûleurs ou analogues 14 sont établis au bas et à la partie centrale de la chambre, de façon que les gaz chauds puissent monter librement à l'intérieur de l'ensemble formé par les spires du serpentin ou analogue 1 et descendre à l'extérieur de celui-ci pour être évacués par la cheminée 15. De cette manière, dans la partie centrale, les gaz les plus chauds vien nent en contact avec les spires inférieures ou de sortie du four tubulaire et ils se refroi dissent au fur et à mesure qu'ils se rappro chent des spires supérieures ou d'entrée du four.
On pourrait utiliser pour le chauffage extérieur, tel que décrit plus haut, des résis tances électriques établies à l'extérieur du four et afin d'obtenir le même effet de pro gressivité dans le chauffage, ces résistances pourraient être différentes entre elles de ma nière à chauffer plus fortement le four à la sortie qu'à l'entrée.
En plus du chauffage extérieur, des moyens sont prévus pour qu'il s'effectue un chauffage intérieur par les gaz et vapeurs émanant des matières traitées et résultant de la distillation. A cet effet, on a ménagé dans chacun des disques 6 un ou plusieurs orifices 60, par lesquels peuvent passer lesdits gaz, permanents ou condensables, qui réchauffent ainsi la partie centrale des matières qui sont entraînées sans venir pratiquement en con tact avec les parois chaudes du conduit. En outre, on fait circuler ces gaz de distillation, par l'effet de la dépression régnant dans les appareils condenseurs dont il sera question ci-après, et par un courant de vapeur d'eau ou de tout autre fluide introduit par un ori fice en un point approprié du four.
La cir culation a lieu de manière que les gaz se di rigent vers une zone moins chaude que celle qui leur a donné naissance et qu'ils cèdent ainsi leur chaleur à la matière en cours de traitement. Ces gaz servent donc, en quelque sorte, d'équilibreurs de température de la masse avançant dans le four puisque les gaz, produits dans les zones les plus chaudes du four, abandonnent leur chaleur aux matières. pénétrant dans celui-ci, celles-ci étant ainsi chauffées plus économiquement.
En des endroits appropriés du four tubu laire et, si on tient compte de ce qui vient d'être dit, plutôt. vers la partie formant l'entrée du four, débouchent dans la partie supérieure du conduit 1, un ou plusieurs tubes 16 par lesquels les produits volatils, résultant du traitement, peuvent s'échapper par des conduits communs ou distincts 17 aboutissant par exemple à un ou plusieurs condenseurs 18 de tout genre approprié.
Le four décrit permet le traitement de toutes matières carbonées à la température voulue, celle-ci étant fonction non seulement du degré de chauffage extérieur, mais égale ment de la vitesse progressive des organes d'entraînement 6, cette vitesse étant aisément réglable, par des moyens connus, d'après la nature des matières traitées et le traitement qu'on veut lui faire subir.
- En outre, le rapport masse-appareil est r p 'duit au minimum afin d'éviter l'encombre- ment, les pertes de chaleur, les entretiens coûteux, etc. De plus, la masse de la matière traitée est dans une grande proportion par rapport à la masse de l'appareil, une machine pesant par exemple 500 kilogrammes étant susceptible de traiter jusqu'à 3000 kilo grammes de lignite par jour.
Ce four convient non seulement au trai tement thermique des matières carbonées sou mises à une distillation, mais ces matières peuvent être traitées, dans le four, par des corps solides, liquides ou gazeux, susceptibles de réagir sur elles, par exemple par un effet d'hydrogénation ou de méthylation, suivant le but que l'on peut se proposer. C'est ainsi que le four permet d'obtenir un auto-cracking des gaz lourds qui se condenseront dans les zones plus froides des matières traitées et reviendront avec elles vers des zones plus chaudes.
En outre, on peut obtenir une hydrogénation, sans effet de pression, par la vapeur .d'eau introduite dans la partie la plus chaude du four et dans laquelle règne, par exemple, une température d'environ 900 C.