CH94828A - A method and apparatus for the treatment of carbonaceous material with a view to extracting volatile hydrocarbons therefrom. - Google Patents

A method and apparatus for the treatment of carbonaceous material with a view to extracting volatile hydrocarbons therefrom.

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CH94828A
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Crocker Bussey Charles
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Crocker Bussey Charles
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/06Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated according to the moving bed type

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Description

  

  Procédé et appareil pour le traitement de matières     carbonacées    en vue  d'en extraire des hydrocarbures volatils.    La présente invention concerne un pro  cédé et un appareil pour le traitement de  matières     carbonacées,    comme la houille, le  lignite, le schiste etc., en vue d'en extraire  des hydrocarbures volatils. Ce procédé permet  de traiter avec. avantage des matières     carbo-          nacées    riches en produits volatils.

   Ce procédé  se distingue en ce qu'on allume une masse  de la matière,     contenue    dans une cornue, de  sorte qu'elle entre en combustion à sa base,  qu'on fait passer les produits     chauds de    la  combustion et les gaz produits, lesquels sont  aussi utilisés     pour    fournir la chaleur néces  saire, de bas en haut, à travers la masse  de matière, qu'on enlève d'une façon inter  mittente des quantités successives du résidu  en forme de matière cokéfiée de la partie en  combustion à la base de la masse, en four  nissant en même temps des quantités corres  pondantes de matière brute fraîche au som  met de cette masse, et qu'on maintient des  conditions sensiblement uniformes de tempé  rature, de pression et de vitesse de progres  sion de toutes les parcelles de matière,

   dans  un plan donné quelconque transversal à la    ligne de progression de la matière à travers  la cornue, à un instant     quelconque.     



  L'appareil suivant l'invention, pour la  mise en pratique du procédé indiqué ci-des  sus, comporte une cornue verticale pourvue,  à sa partie supérieure, de moyens pour lui  fournir la matière à traiter et, à sa base, de  moyens pour enlever des quantités successives  des résidus du traitement, la chaleur néces  saire pour l'extraction des hydrocarbures vo  latils étant engendrée à l'intérieur de la  masse de la matière, à la base de celle-ci,  par allumage et combustion partielle de la  matière elle-même.  



  On évite ainsi l'emploi de chaleur exté  rieure pour assurer les températures d'ex  traction et on. emploie la chaleur en  gendrée par la combustion de la matière à  traiter elle-même et notamment la chaleur  des gaz combustibles produits.  



  En réglant et en contrôlant convenable  ment la génération de chaleur et le passage  des vapeurs chauffées, des gaz et des produits  de combustion à travers la masse; et en  faisant progresser la matière à travers la      chambre de     chauffe,    en enlevant d'une façon  intermittente des parties correspondantes à  la base de la colonne, la matière est soumise,  au cours de sa progression, à une tempéra  ture allant en croissant à partir de son point  d'admission à la chambre jusqu'au point où  le maximum de chaleur est atteint, dans la  région de la partie inférieure en combustion.  Il est bon que au moment où la matière  atteint le point de température maximum,  l'action d'extraction soit terminée.

   De la sorte  les produits volatils contenus dans la matière  à traiter sont dégagés; les plus volatils se  dégageant au sommet, ou dans la région du  sommet de la colonne et d'autres, exigeant  des températures plus élevées, se dégageant  à mesure que la matière passe à travers la  chambre. Toutes les vapeurs, gaz et autres  produits volatils ainsi dégagés de la matière  aux     températures    successivement     croissantes     sont avantageusement retirés ensemble et  ensuite soumis aux phases de condensation  et de raffinage nécessaires dans le but de  recueillir et de récupérer les     produits    de  valeur.  



  La partie inférieure en combustion, donc  la matière située dans la région oit l'allu  mage se produit et où les températures  maxima sont atteintes, supporte et porte le  le poids de la colonne superposée et, par  conséquent, pendant le traitement d'extraction,  cette partie en combustion de la matière est       soumise    à la pression de la masse superpo  sée. Cette pression aide à comprimer la  masse fondue, ce qui permet par cela même  d'assurer une excellente     cokéification    de la  matière traitée, même de matières     carbona-          cées    considérées comme non collantes.  



  Il est bon d'effectuer l'extraction et la  récupération d'une façon sensiblement con  tinue. En d'autres termes, il est avantageux  de maintenir la matière soumise au traite  ment en progression sensiblement continue,  en empêchant par cela même l'aggloméra  tion et la formation d'une voûte.  



  En mettant l'opération en pratique d'une  façon sensiblement continue, on est à même  d'augmenter dans une très large mesure le    rendement journalier, et d'augmenter consi  dérablement le volume de produits extraits,  avec la même dépense de fonctionnement et  d'entretien pour l'appareil, en comparaison  de ce qui se passe dans la pratique habi  tuelle, et même moyennant une     dépense    de  beaucoup réduite.  



  Sur le dessin ci-joint, on a représenté, à  titre d'exemple, diverses formes d'exécution  de l'appareil pour exécuter le procédé.  



       Fig.    1 est une vue, en élévation de face,  de la première forme d'exécution;       Fig.    2 en est une élévation latérale       Fig.3    est une coupe verticale suivant  3 - 3,     fig.    1;       Fig.4    est     une    coupe similaire suivant  4-4,     fig.    2 ;       Fig.    5 est un détail en plan d'un barreau       éjecteur    de résidu;       Fig.    6 en est     une    élévation latérale;       Fig.    7 et 8 sont des vues similaires en  perspective des blocs porteurs pour les  extrémités du barreau éjecteur;

         Fig.    9 est un plan de la     deuxième    forme  d'exécution de     happareil;          Fig.    10 est une élévation d'un fragment  de la construction représentée à la     fig.9;          Fig.    11 est une coupe verticale de l'ap  pareil;       Fig.    12 est un détail en coupe d'un frag  ment de l'appareil représenté à la     fig.    11,  montrant le fonctionnement;       Fig.    13 est une vue similaire, en coupe  suivant 13-13,     fig.    12;

         Fig.    14, 15 et 16 sont des détails repré  sentant une autre modification de grille et  de mécanisme éjecteur.  



  Dans l'exemple     des        fig.    1 à 8 une cornue  verticale est supportée sur une fondation 20.  Deux parois opposées de la chambre 21  de la cornue sont inclinées de manière que  les sections transversales aillent en augmen  tant à partir du sommet, ou d'un point  adjacent au sommet vers le bas. Ceci facilite  la progression de la matière à travers la  chambre et aide à empêcher la formation de  voûtes en travers de celle-ci, d'une paroi à  l'autre; tout en assurant en même temps une      bonne distribution de la matière dans la       chambre,    évite l'engorgement et permet une  dilatation convenable de la matière durant  la     chauffe.     



  La chambre de cornue et la base de  support sont construites en     briques.    L'extré  mité inférieure de la cornue est en maçon  nerie réfractaire comme cela est indiqué en  22. La cornue est entourée de tôles 23, qui  servent à renforcer la construction; entre les  tôles et les briques est placée une couche, 24,  d'amiante ou d'autre matière convenable pour  empêcher ou réduire le rayonnement de  chaleur.  



  Des poutrelles 25, qui font corps avec la  fondation 20 portant la cornue, ou qui y sont  autrement appliquées, s'étendent en travers  de l'extrémité inférieure de la chambre de  cornue et au-dessous de cette extrémité       (fig.    3) et sur ces poutrelles sont posés des  barreaux de grille 26 qui constituent le sup  port pour la pile de matière contenue dans  la chambre de cornue. Les barreaux de grille  26 ne s'étendent pas sur toute la largeur de  la chambre dans le massif de fondation 20,  de façon à laisser des espaces ouverts à  leurs extrémités.

   Ces espaces débouchent dans  la trémie 28, disposée immédiatement au  dessous des barreaux de grille, et présentant  des côtés convergeant de haut en bas se  terminant dans une ouverture centrale 29  qui     communique    avec une chambre de dé  charge, 30, située     au-dessus    de la trémie.  Cette communication est contrôlée, dans cette  forme d'exécution, au moyen d'un registre à  tiroir 31. Dans l'extrémité inférieure de la  chambre de décharge 30 est situé un second  registre à tiroir 32. Les registres 31, 32  sont commandés au moyen des mécanismes  à crémaillère et à pignon indiqués en 33,  qui peuvent être actionnés au moyen de  manivelles 34.  



  Au-dessous du sommet de la cornue est  supportée une trémie réceptrice 35     (fig.    11)  dans laquelle la matière à traiter est reçue  et de laquelle cette matière est livrée dans  la cornue. Un registre à tiroir, 36, indiqué    en ligne pointillée à la     fig.    11, contrôle la  livraison de la matière de la trémie 35 dans  une chambre réceptrice 37 et -un registre  similaire, 38, contrôle la livraison de la ma  tière de la chambre 37 dans la cornue.  



  Un dispositif jaugeur indique la hauteur  de la matière contenue dans la chambre 37.  Ce dispositif comprend un bras 39     (fig.    11)  relié à un arbre oscillant 40 et     s'étendant     dans la chambre 37 pour reposer sur le des  sus de la pile de matière contenue dans cette  chambre.     Uii    bras indicateur 41, monté sur  l'arbre 40, indique la position du bras 39,  et, par suite, la hauteur de la matière dans  la chambre 37 et fait ainsi connaître le mo  ment où un renouvellement de la provision  de matière de la trémie 35 à la chambre 37  est nécessaire.  



  Après que la matière a progressé de haut  en bas dans et à travers la partie inférieure  en combustion et dans et à travers la zone  de chaleur maximum, l'action d'extraction  exercée sur elle est complète et on enlève  le résidu. Ce résidu, sous la forme de coke  est enlevé d'une façon intermittente par  quantités successives, coïncidant avec la  fourniture des quantités correspondantes de  matière brute fraîche à l'extrémité supérieure  de la cornue.  



  Le mécanisme éjecteur de coke consiste  en un barreau éjecteur 42, creusé de pas  sages à eau .43, et une circulation d'eau de  refroidissement peut être maintenue au moyen  des tuyauteries 44, 45. Le barreau 42 est  situé au-dessus des barreaux de grille et  entre ceux-ci et l'extrémité inférieure ouverte  de la chambre de cornue et est monté  pour se déplacer d'avant en arrière et d'ar  rière en avant au-dessus de la surfacé des  barreaux de grille. Les extrémités du barreau  éjecteur s'étendent à travers les parois  extrêmes de la fondation ou massif 20 et à  l'extérieur de ces parois, dans lesquelles est  formée à cet effet l'ouverture 46.

   Les extré  mités saillantes du barreau éjecteur sont  reçues dans des chariots 47 montés pour  glisser dans des glissières 48     (fig.    2 et 4)  supportées sur les parois extérieures du mas-           sif    20, Une vis d'entraînement 49 est eu  prise avec chaque chariot 47 pour l'obliger  à reculer ou à avancer le long de la glis  sière 48, suivant la direction dans laquelle  on fait tourner la vis.

   Un moteur<B>50</B> actionne  un arbre 51 relié aux vis d'entraînement 48  par l'intermédiaire de rouages à vis sans fin,  <B>52.</B> Un volant 53 porté par l'arbre 51 per  met d'actionner les vis d'entraînement 49 à  la main si les circonstances l'exigent. 11 va  bien entendu sans dire que d'autres formes  d'exécution de mécanisme de commande pour  le barreau éjecteur pourraient être employées  avec une égale facilité.  



  Dans le fonctionnement, le barreau     éjec-          teur    42 travaille au-dessus de la surface  supérieure des barreaux de grille 26 et se  déplace au-delà des extrémités de ceux-ci, de  façon à pousser le coke résiduel reposant sur  la surface de la grille, ou la couche ou  quantité de ce coke qui se trouve immédia  tement au-dessus de la surface de la grille  et à distance plus ou moins déterminée par  l'épaisseur du barreau éjecteur, par-dessus  les extrémités des barreaux de grille, en  obligeant ce résidu à tomber à travers les  ouvertures 27 dans la trémie 28 pour être  enlevé à travers les ouvertures     contrôlées     par les registres 31, 32.  



  Au bord inférieur extrême de la chambre  de cornue et autour de l'aire de combustion  de chaleur maximum, est disposé un tuyau  54 à travers lequel ou peut faire circuler de  l'eau de refroidissement d'une manière appro  priée quelconque.  



  Afin de protéger les parois de la trémie  28 des     effets    de la chaleur du     coke    résiduel  qui est éjecté dedans, la surface interne de  ces parois peut être revêtue de maçonnerie  réfractaire ou d'une autre matière convenable  résistant à la chaleur, comme cela est indi  qué en 55.  



  Aux     fig.    9, 10, 11, 12 et 13, on a repré  senté une autre disposition de mécanisme  éjecteur de coke résiduel dans laquelle, au  lieu des barreaux de grille et du barreau    éjecteur décrit ci-dessus, il est fait usage  d'une série de jeux de doigts de grille. Deux  de ces jeux 56, 57 sont disposés en position  pour coopérer l'un avec l'autre, de manière  à s'étendre dans la chambre de     cornue    à  travers des parois opposées de celle-ci pour  former un support principal pour la pile de  matière qui se trouve dans la chambre de  cornue. La zone de combustion de la matière  se trouve immédiatement au-dessus de ces  doigts de grille.

   Les jeux coopérants, 58, 59,  de barreaux de grille sont disposés dans la  position voulue pour coopérer les uns avec  les autres un peu au-dessus des supports  principaux 56, 57 et s'étendent, de même;  dans la chambre de cornue à travers les ou  vertures 60 ménagées dans les parois oppo  sées de celle-ci. Ces jeux de doigts de grille,  58, 59, lorsqu'ils sont introduits dans la  chambre de cornue, constituent des supports  temporaires pour la pile de matière     taudis     que les jeux inférieurs de doigts de grille  56, 57 peuvent être retirés pour     permettre    à  la masse ou quantité de coke résiduel con  tenue dans l'espace compris entre les jeux  supérieur et inférieur de doigts d'être libé  rée et de tomber dans la trémie de livraison  28 qui se trouve au-dessous d'eux.

   Après  que ce dépôt est     effectué,    les doigts de grille  inférieur 56, 57 sont de nouveau avancés  dans la chambre de cornue et les supports  temporaires 58, 59, sont retirés, ce qui per  met ainsi une progression descendante de la  masse de matière à travers la cornue dans  la mesure de la quantité de matière ainsi  enlevée et permet l'introduction d'une quan  tité correspondante de matière brute dans  l'extrémité supérieure de la chambre. Les  doigts de grille, principaux et temporaires,  peuvent être avancés et retirés d'une     ma-          nière    quelconque convenable.

   Les jeux de  doigts sont reliés à des barres transversales  61 aux extrémités desquelles sont reliées les  tiges 62 de     pistons    travaillant dans des cy  lindres 63 auxquels un agent de commande  peut être admis et desquels il peut être per  mis à cet agent de s'échapper pour     effectuer     le fonctionnement voulu des doigts de grille.      Au lieu que la trémie de livraison 28  débouche dans une chambre de livraison  contrôlée par des registres, on a représenté à  la     fig.    11; la trémie 28 comme débouchant  dans une auge 64 contenant de l'eau, l'extré  mité inférieure de la trémie 28 s'étendant  dans l'eau pour former un joint hydraulique.

    Le coke résiduel ainsi déposé dans l'auge 64  peut en être enlevé par une disposition em  pêchant tout risque que ce résidu s'allume  une fois exposé à l'air et qui refroidit brus  quement le coke à mesure qu'il tombe, pen  dant qu'il est à l'état fortement     chauffé,     dans l'eau.  



  Aux     fig.    14, 15 et 16, on a représenté  une autre disposition, dans laquelle la sur  face de grille principale sur laquelle est  porté le poids de la pile de matière contenue  dans la chambre de cornue consiste en des  sections de grille 65 montées     sur    des axes  d'articulation 66 s'étendant des extrémités  de l'un de leurs bords. Ces sections de grille,  lorsqu'elles sont en position de support,  peuvent être     retenues    dans cette position  par des supports 67 s'étendant à travers les  parois de la chambre de cornue, à partir de  côtés opposés de celle-ci. En retirant les  supports 67, les sections sont libres d'osciller  de haut en bas pour décharger la charge de  matière quelle qu'elle soit, qui peut se trou  ver supportée dessus.

   Ces supports sont com  mandés par un organe de commande 68  auquel sont reliés une série de leviers cou  dés 69 qui sont également reliés respective  ment à un organe de support 67. En  actionnant convenablement l'organe 68, tous  les supports 67 situés sur l'un des côtés de  la cornue sont simultanément actionnés. Une  disposition analogue est employée pour les  supports 6 7 sur l'autre côté de la cornue.  



  L'un des axes d'articulation, 66, de chaque  section de grille est prolongé, comme cela  est représenté en 70 jusqu'à un point situé  à l'extérieur de la cornue et, sur cette ex  trémité prolongée, est monté un bras de ma  nivelle 71. Une tige 72 relie tous les bras  de manivelle. En actionnant la tige 72, les    diverses sections de grille sont ramenées  dans leur position de support.  



  Il est nécessaire de supporter la masse  de matière contenue dans la chambre de  cornue pendant que les sections de grille 65  sont actionnées. A cet effet, une série de  doigts de support temporaires 73 sont intro  duits à travers des ouvertures dans la paroi  de la cornue, à -une     hauteur    voulue au-des  sus des sections de     grille.    Ces supports tem  poraires 73 portent le poids de la masse de  matière contenue dans la chambre de cornue  pendant le vidage ou déchargement de la  partie de cette masse qui occupe l'espace  situé au-dessous des supports temporaires et  entre ceux-ci et les sections de grille.  



  Le mouvement du barreau éjecteur 42  en arrière. et en avant, ou la commande des  doigts de grille de support et des sections  de grille à déchargement, peuvent être ré  glés, quant à leur vitesse de fonctionnement,  suivant la nature du combustible en cours  de traitement; le genre du traitement, ou la  température que l'on désire atteindre.  



  Il a été question ci-dessus de l'enlèvement  du coke résiduel à la base de la pile de  matière contenue dans la chambre de cornue  et de la fourniture simultanée d'une quantité  égale de matière brute fraîche à la partie  supérieure de la chambre. Ce dernier résul  tat est obtenu en remplissant la chambre  réceptrice 37 après avoir fermé le registre  38, puis en ouvrant ce registre et en fermant  le registre 36. A mesure que le mécanisme       éjecteur    enlève le coke de la pile, toute la  masse contenue dans la chambre de cornue  descend dans celle-ci par son propre poids  et la matière fraîche pénètre de la chambre  37 à la partie supérieure de la cornue, le  dispositif jaugeur 39-41 indiquant le mo  ment où la chambre 37 exige d'être remplie.  



  Chaque éjection abaisse nécessairement  plus ou moins la température, non seulement  dans la partie en combustion, mais aussi  dans toute la chambre de cornue. Toutefois,  cet abaissement de température est relative  ment faible et de courte durée et est con-           trôlable    et, au point de vue pratique,     1a     température, l'alimentation et l'action d'ex  traction peuvent être considérées comme pra  tiquement uniformes et continues.  



  Pour éviter une dissociation des produits  obtenus, il faut que la température     maximum     d'extraction soit inférieure à la température  de dissociation desdits produits. Cette tem  pérature maximum est atteinte et maintenue  dans la région en dessus de la partie infé  rieure eu combustion.  



  En traitant la houille par exemple sui  vant ce procédé, et en maintenant ainsi la  température basse, on réduit noir seulement  les frais de construction, d'installation, d'en  tretien et de réparation, ruais on évite éga  lement la dissociation des huiles obtenues et  on est à même d'obtenir une huile     bruite    et  de l'ammoniaque plutôt qu'un goudron de  valeur moindre, laquelle huile brute contient  des pourcentages plus élevés des constituants  plus volatils de la matière à traiter qui se  raient chimiquement altérés et perdus par  l'emploi des températures plus élevées dont  on fait ordinairement usage dans les autres  procédés.  



  Les gaz, vapeurs etc., extraits sont reti  rés de la partie supérieure de la cornue,  comme cela est indiqué en 75     (fig.    11) et  peuvent être soumis à un procédé usuel ou connu  quelconque de condensation et de traitement  pour récupérer et raffiner les diverses par  ties constitutives de l'huile. Le gaz final,  laissé une fois la condensation terminée,  forme un gaz excellent pour le     chauffage    et  la production de force motrice, ou peut être  autrement utilisé ou vendu pour des usages  industriels ou autres.  



  Le coke sortant' de la partie inférieure  de combustion forme un colle de qualité  excellente pour les usages industriels     pour     lesquels on adopte du coke. En plus de la  pression à laquelle la partie de combustion  est soumise en raison du poids de la masse  de houille qui lui est superposée, il va saris  dire que, en .particulier dans le cas du bar  reau éjecteur, une pression additionnelle est  également imposée en raison du déplacement    du barreau à travers la partie inférieure de  combustion pendant qu'il joue le rôle     d'éjec-          teur.    Ces pressions sont imposées lorsque les  matières contenues dans la partie de com  bustion sont à l'état de fusion ou pratique  ment fondues et, par conséquent,

   on obtient       un    coke de structure grenue compacte qui le  rend fixe et résistant pour la manutention,  le transport et l'utilisation.  



  Pour mettre l'appareil en marche, il suffit  d'établir     unie    charge d'allumage en matière       combustible    sur la grille, puis de remplir la  cornue de la matière à traiter. On     allume     la charge d'allumage et, au moyen de re  gistres convenables ou autres ouvertures  d'alimentation d'air contrôlables, d'une souf  flerie etc., on chauffe jusqu'à la température  désirée. Cette opération n'exige qu'un temps  relativement bref, habituellement trois à six  heures seulement durant lesquelles le procédé  d'extraction, d'alimentation et d'éjection com  mence.

   Après cela l'opération se fait d'une  façon sensiblement continue, l'huile brute  extraite et les gaz résiduels étant recueillis  et     emmagasinés    pour un raffinage et une  utilisation subséquents, respectivement. En  même temps, le coke est éjecté et enlevé.



  A method and apparatus for the treatment of carbonaceous material with a view to extracting volatile hydrocarbons therefrom. The present invention relates to a process and an apparatus for the treatment of carbonaceous materials, such as coal, lignite, shale etc., with a view to extracting volatile hydrocarbons therefrom. This process makes it possible to deal with. advantage of carbonaceous materials rich in volatile products.

   This process is distinguished in that we ignite a mass of the material, contained in a retort, so that it starts combustion at its base, that we pass the hot products of combustion and the gases produced, which are also used to provide the necessary heat, from bottom to top, through the mass of material, which is removed intermittently from successive quantities of the residue in the form of coked material from the part in combustion to the base of the mass, by supplying at the same time corresponding quantities of fresh raw material to the top of this mass, and that substantially uniform conditions of temperature, pressure and rate of progress of all the plots are maintained. of matter,

   in any given plane transverse to the line of progression of the material through the retort, at any time.



  The apparatus according to the invention, for the practice of the method indicated above, comprises a vertical retort provided, at its upper part, with means for supplying it with the material to be treated and, at its base, with means for remove successive quantities of treatment residues, the heat necessary for the extraction of volatile hydrocarbons being generated inside the mass of the material, at the base of the latter, by ignition and partial combustion of the material herself.



  This avoids the use of external heat to ensure the extraction temperatures and on. uses the heat generated by the combustion of the material to be treated itself and in particular the heat of the combustible gases produced.



  By properly regulating and controlling the generation of heat and the passage of heated vapors, gases and combustion products through the mass; and by advancing the material through the heating chamber, intermittently removing corresponding portions at the base of the column, the material is subjected, in the course of its progression, to an increasing temperature from from its point of admission to the chamber to the point where the maximum heat is reached, in the region of the lower part in combustion. It is good that by the time the material reaches the maximum temperature point, the extraction action is over.

   In this way the volatile products contained in the material to be treated are released; the most volatile evolving at the top, or in the region of the top of the column and others, requiring higher temperatures, evolving as material passes through the chamber. All the vapors, gases and other volatile products thus released from the material at successively increasing temperatures are advantageously removed together and then subjected to the necessary condensation and refining phases in order to collect and recover the valuable products.



  The lower part in combustion, therefore the material located in the region where ignition occurs and where maximum temperatures are reached, supports and carries the weight of the superimposed column and, therefore, during the extraction treatment, this burning part of the material is subjected to the pressure of the superposed mass. This pressure helps compress the melt, thereby ensuring excellent coking of the processed material, even of carbonaceous materials considered non-sticky.



  It is good to perform extraction and recovery in a substantially continuous fashion. In other words, it is advantageous to keep the material subjected to the treatment in substantially continuous progression, thereby preventing agglomeration and the formation of an arch.



  By putting the operation into practice in a substantially continuous manner, it is possible to increase to a very large extent the daily yield, and to considerably increase the volume of products extracted, with the same expenditure of operation and of maintenance for the device, compared to what happens in usual practice, and even at a much reduced expense.



  In the accompanying drawing, there is shown, by way of example, various embodiments of the apparatus for carrying out the method.



       Fig. 1 is a view, in front elevation, of the first embodiment; Fig. 2 is a side elevation Fig.3 is a vertical section along 3 - 3, fig. 1; Fig.4 is a similar section on 4-4, fig. 2; Fig. 5 is a plan detail of a residue ejector bar; Fig. 6 is a side elevation; Fig. 7 and 8 are similar perspective views of the supporting blocks for the ends of the ejector bar;

         Fig. 9 is a plan of the second embodiment of the happareil; Fig. 10 is an elevation of a fragment of the construction shown in FIG. 9; Fig. 11 is a vertical section through the apparatus; Fig. 12 is a sectional detail of a fragment of the apparatus shown in FIG. 11, showing the operation; Fig. 13 is a similar view, in section along 13-13, FIG. 12;

         Fig. 14, 15 and 16 are details showing a further modification of the grid and ejector mechanism.



  In the example of fig. 1-8 a vertical retort is supported on a foundation 20. Two opposing walls of the retort chamber 21 are inclined so that the cross sections increase both from the top, or from a point adjacent the top to the top. low. This facilitates the progression of the material through the chamber and helps to prevent the formation of arches across it from one wall to the other; while at the same time ensuring good distribution of the material in the chamber, prevents clogging and allows suitable expansion of the material during heating.



  The retort chamber and support base are constructed of brick. The lower end of the retort is made of refractory masonry as indicated at 22. The retort is surrounded by plates 23, which serve to strengthen the construction; between the sheets and the bricks is placed a layer, 24, of asbestos or other suitable material to prevent or reduce the heat radiation.



  Joists 25, which are integral with the foundation 20 supporting the retort, or otherwise applied thereto, extend across the lower end of the retort chamber and below this end (Fig. 3) and grid bars 26 are placed on these beams which constitute the support for the stack of material contained in the retort chamber. The grid bars 26 do not extend over the entire width of the chamber in the foundation block 20, so as to leave spaces open at their ends.

   These spaces open into the hopper 28, disposed immediately below the grid bars, and having sides converging from top to bottom ending in a central opening 29 which communicates with a discharge chamber, 30, located above the hopper. This communication is controlled, in this embodiment, by means of a slide register 31. In the lower end of the discharge chamber 30 is located a second slide register 32. The registers 31, 32 are controlled at by means of the rack and pinion mechanisms indicated at 33, which can be operated by means of cranks 34.



  Below the top of the retort is supported a receiving hopper 35 (Fig. 11) in which the material to be treated is received and from which this material is delivered into the retort. A spool damper, 36, shown in a dotted line in fig. 11, monitors delivery of material from hopper 35 to receiving chamber 37 and a similar register, 38, monitors delivery of material from chamber 37 to retort.



  A measuring device indicates the height of the material contained in the chamber 37. This device comprises an arm 39 (fig. 11) connected to an oscillating shaft 40 and extending into the chamber 37 to rest on the top of the stack. matter contained in this chamber. An indicator arm 41, mounted on the shaft 40, indicates the position of the arm 39, and therefore the height of the material in the chamber 37 and thus makes known the moment when a renewal of the supply of material in the chamber. hopper 35 to chamber 37 is required.



  After the material has progressed up and down into and through the burning lower part and into and through the zone of maximum heat, the extraction action exerted on it is complete and the residue is removed. This residue, in the form of coke, is removed intermittently in successive amounts, coinciding with the delivery of the corresponding amounts of fresh raw material to the upper end of the retort.



  The coke ejector mechanism consists of an ejector bar 42, hollowed out with water passages .43, and a circulation of cooling water can be maintained by means of the pipes 44, 45. The bar 42 is located above the bars. grid and between these and the lower open end of the retort chamber and is mounted to move back and forth and back and forth over the surface of the grid bars. The ends of the ejector bar extend through the end walls of the foundation or block 20 and outside these walls, in which the opening 46 is formed for this purpose.

   The projecting ends of the ejector bar are received in carriages 47 mounted to slide in guides 48 (fig. 2 and 4) supported on the outer walls of the mass 20. A drive screw 49 is taken with each carriage. 47 to force it to move back or forward along the slide 48, depending on the direction in which the screw is turned.

   A motor <B> 50 </B> drives a shaft 51 connected to the drive screws 48 via worm gears, <B> 52. </B> A flywheel 53 carried by the shaft 51 Allows the drive screws 49 to be operated by hand if circumstances require. It goes without saying that other embodiments of the drive mechanism for the ejector bar could be employed with equal ease.



  In operation, the ejector bar 42 works above the upper surface of the grid bars 26 and moves past the ends thereof, so as to push the residual coke lying on the grid surface. , or the layer or quantity of this coke which is immediately above the surface of the grid and at a distance more or less determined by the thickness of the ejector bar, above the ends of the grid bars, forcing this residue to fall through the openings 27 in the hopper 28 to be removed through the openings controlled by the registers 31, 32.



  At the extreme lower edge of the retort chamber and around the maximum heat combustion area, there is a pipe 54 through which or can circulate cooling water in any suitable manner.



  In order to protect the walls of hopper 28 from the effects of the heat of the residual coke which is ejected therein, the inner surface of these walls may be lined with refractory masonry or other suitable heat resistant material, as indicated. qué in 55.



  In fig. 9, 10, 11, 12 and 13, another arrangement of a residual coke ejector mechanism has been shown in which, instead of the grid bars and the ejector bar described above, use is made of a series of grid finger games. Two of these sets 56, 57 are arranged in position to cooperate with each other, so as to extend into the retort chamber through opposing walls thereof to form a main support for the retort stack. material that is in the retort chamber. The combustion zone of the material is immediately above these grate fingers.

   The cooperating sets, 58, 59, of grid bars are arranged in the desired position to cooperate with each other a little above the main supports 56, 57 and extend, likewise; in the retort chamber through the or vertures 60 formed in the opposite walls of the latter. These sets of grid fingers, 58, 59, when introduced into the retort chamber, provide temporary supports for the slum stock pile that the lower sets of grid fingers 56, 57 can be removed to allow storage. mass or amount of residual coke held in the space between the upper and lower sets of fingers to be released and fall into the delivery hopper 28 which is located below them.

   After this deposition is effected, the lower grid fingers 56, 57 are again advanced into the retort chamber and the temporary supports 58, 59, are withdrawn, thus permitting a downward progression of the mass of material through. retort to the extent of the amount of material thus removed and allows the introduction of a corresponding amount of raw material into the upper end of the chamber. Grid fingers, primary and temporary, can be advanced and removed in any convenient manner.

   The sets of fingers are connected to crossbars 61 at the ends of which are connected the rods 62 of pistons working in cylinders 63 to which a control agent can be admitted and from which it can be allowed to escape for this agent. perform the desired operation of the grate fingers. Instead of the delivery hopper 28 opening into a delivery chamber controlled by registers, FIG. 11; the hopper 28 as opening into a trough 64 containing water, the lower end of the hopper 28 extending into the water to form a hydraulic seal.

    The residual coke thus deposited in the trough 64 can be removed therefrom by an arrangement preventing any risk of this residue igniting when exposed to air and which suddenly cools the coke as it falls, during that it is in a strongly heated state, in water.



  In fig. 14, 15 and 16, another arrangement has been shown, in which the main grid surface on which the weight of the stack of material contained in the retort chamber is carried consists of grid sections 65 mounted on axles. hinge 66 extending from the ends of one of their edges. These grid sections, when in the support position, can be retained in that position by supports 67 extending through the walls of the retort chamber, from opposite sides thereof. By removing the supports 67 the sections are free to oscillate up and down to unload whatever load of material may be supported thereon.

   These supports are controlled by a control member 68 to which are connected a series of neck levers 69 which are also respectively connected to a support member 67. By properly actuating the member 68, all the supports 67 located on the one side of the retort are simultaneously actuated. A similar arrangement is employed for the supports 67 on the other side of the retort.



  One of the hinge pins, 66, of each grid section is extended, as shown at 70, to a point outside of the retort, and on this extended end is mounted an arm. of my level 71. A rod 72 connects all the crank arms. By actuating the rod 72, the various grid sections are returned to their supporting position.



  It is necessary to support the mass of material contained in the retort chamber while the grid sections 65 are actuated. For this purpose, a series of temporary support fingers 73 are introduced through openings in the retort wall, at a desired height above the grid sections. These temporary supports 73 carry the weight of the mass of material contained in the retort chamber during the emptying or unloading of the part of this mass which occupies the space located below the temporary supports and between them and the sections. grid.



  The movement of the ejector bar 42 back. and forward, or the control of the supporting grate fingers and the unloading grate sections, can be adjusted, as to their speed of operation, according to the nature of the fuel being processed; the kind of treatment, or the temperature you want to achieve.



  Removal of residual coke from the bottom of the stack of material contained in the retort chamber and the simultaneous delivery of an equal amount of fresh raw material to the top of the chamber was discussed above. This last result is obtained by filling the receiving chamber 37 after having closed the register 38, then by opening this register and by closing the register 36. As the ejector mechanism removes the coke from the stack, all the mass contained in the retort chamber descends therein by its own weight and fresh material enters chamber 37 at the top of the retort, the gauge device 39-41 indicating when chamber 37 needs to be filled.



  Each ejection necessarily lowers the temperature more or less, not only in the burning part, but also throughout the retort chamber. However, this lowering of temperature is relatively small and of short duration and is controllable and, from a practical point of view, the temperature, the feed and the pulling action can be considered as practically uniform and continuous. .



  To avoid dissociation of the products obtained, the maximum extraction temperature must be lower than the dissociation temperature of said products. This maximum temperature is reached and maintained in the region above the lower part of combustion.



  By treating the coal for example following this process, and thus keeping the temperature low, only the costs of construction, installation, maintenance and repair are reduced, but the dissociation of the oils obtained is also avoided. and one is able to obtain a crude oil and ammonia rather than a tar of lesser value, which crude oil contains higher percentages of the more volatile constituents of the material to be treated which would be chemically altered and lost by the use of the higher temperatures which are ordinarily used in other processes.



  The gases, vapors etc., extracted are removed from the upper part of the retort, as indicated at 75 (fig. 11) and may be subjected to any usual or known method of condensation and treatment to recover and refine. the various constituent parts of the oil. The final gas, left after the condensation is complete, forms an excellent gas for heating and motive power generation, or can be otherwise used or sold for industrial or other uses.



  The coke coming out of the lower combustion part forms a glue of excellent quality for the industrial uses for which coke is adopted. In addition to the pressure to which the combustion part is subjected due to the weight of the mass of coal superimposed on it, it will be said that, in particular in the case of the ejector bar, an additional pressure is also imposed. due to the movement of the bar through the lower combustion part while it acts as an ejector. These pressures are imposed when the materials contained in the combustion part are in the state of fusion or practically molten and, consequently,

   a coke is obtained with a compact grainy structure which makes it fixed and resistant for handling, transport and use.



  To start the device, it suffices to establish a uniform ignition charge of combustible material on the grid, then to fill the retort with the material to be treated. The ignition charge is ignited and, by means of suitable registers or other controllable air supply openings, a blower etc., heat to the desired temperature. This operation requires a relatively short time, usually only three to six hours during which the process of extraction, feeding and ejection begins.

   Thereafter the operation is carried out in a substantially continuous fashion, with the crude oil extracted and the residual gases being collected and stored for subsequent refining and use, respectively. At the same time, the coke is ejected and removed.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I Procédé pour le traitement de matières carbonacées <B>pour</B> en extraire des hydro carbures volatils, procédé caractérisé par le fait qu'on allume la matière contenue dans une cornue de sorte qu'elle entre en combustion à sa base, qu'on fait passer les produits chauds de la combustion et les gaz formés, lesquels sont ainsi utilisés pour fournir la chaleur nécessaire, de bas en haut, à travers la masse de matière, qu'on enlève d'une façon intermittente des quantités successives du résidu en forme de matière cokéfiée de la partie inférieure cri combustion à la base de la masse, en fournissant en même temps des quan tités correspondantes de matière brute fraîche au sommet de cette masse, CLAIMS I Process for the treatment of carbonaceous materials <B> to </B> extract volatile hydrocarbons therefrom, a process characterized by the fact that the material contained in a retort is ignited so that it enters combustion at its base , that the hot products of combustion and the gases formed, which are used to supply the necessary heat, from bottom to top, pass through the mass of matter, which are intermittently removed from quantities successive residue in the form of coked material from the lower part of the combustion chamber at the base of the mass, at the same time supplying corresponding quantities of fresh raw material at the top of this mass, et qu'on maintient des conditions sensible ment uniformes de température, de pres- Sion et de vitesse de progression de toutes les parcelles de matière, dans un plan donné quelconque transversal à la ligne <B>de</B> progression de la matière à travers la cornue, à un instant quelconque. II Appareil pour la mise en pratique du procédé suivant la revendication I, carac térisé par une cornue verticale pourvue, à sa partie supérieure, de moyens pour lui fournir la matière à traiter et, à sa base, de moyens pour enlever des quan tités successives des résidus du traitement, la chaleur nécessaire pour l'extraction des hydrocarbures volatils étant engendrée à l'intérieur de la masse de la matière, à la base de celle-ci, par allumage et com bustion partielle de la matière elle-même. and that substantially uniform conditions of temperature, pressure and rate of progression of all the particles of matter are maintained in any given plane transverse to the line of <B> of </B> progression of matter through the retort at any time. II Apparatus for carrying out the method according to claim I, characterized by a vertical retort provided, at its upper part, with means for supplying it with the material to be treated and, at its base, with means for removing successive quantities. treatment residues, the heat necessary for the extraction of volatile hydrocarbons being generated inside the mass of the material, at the base thereof, by ignition and partial combustion of the material itself. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en outre par le fait qu'on main tient dans la base de la cornue une tem pérature maximum d'un degré suffisarn- ment bas pour empêcher la dissociation des produits d'extraction. 2 Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en outre par le fait que la température régnant dans la zone d'extraction n'excède point 540 C. 3 Procédé suivant la revendication I, carac térisé par le fait que l'on extrait des huiles et non des goudrons, de la matière en traitement. SUB-CLAIMS 1. A method according to claim 1 further characterized in that a maximum temperature of a degree sufficiently low to prevent dissociation of the extracts is maintained in the base of the retort. 2 A method according to claim I and sub-claim 1, further characterized in that the temperature in the extraction zone does not exceed 540 C. 3 Method according to claim I, characterized in that the 'oils and not tars are extracted from the material being processed. 4 Appareil suivant la revendication II, ca ractérisé par un barreau éjecteur et des moyens pour le faire aller et venir en travers de l'extrémité inférieure de la cornue afin d'enlever des quantités succes sives du résidu de la combustion. 5 Appareil suivant la revendication II et la sou's-revendication 4, caractérisé par un barreau éjecteur creux à travers lequel on fait circuler de l'eau de refroidisse ment. Apparatus according to claim II, characterized by an ejector bar and means for causing it to move back and forth across the lower end of the retort in order to remove successive amounts of the combustion residue. 5. Apparatus according to claim II and sub-claim 4, characterized by a hollow ejector bar through which cooling water is circulated. 6 Appareil suivant la revendication II, ca ractérisé par une vis d'entraînement dis posée sur des côtés opposés de la cornue et à l'extérieur de celle-ci pour faire aller st venir des chariots et par un barreau éjecteur travaillant en travers de la base de la cornue et relié, par ses extrémités, aux chariots en question. 6 Apparatus according to claim II, characterized by a drive screw placed on opposite sides of the retort and on the outside thereof to bring in carriages and by an ejector bar working across the retort. base of the retort and connected, by its ends, to the carriages in question. 7 Appareil suivant la revendication II, ca ractérisé par des supports principaux si tués à la base de la chambre de cornue, pour soutenir la masse de matière con tenue dans cette chambre, par des sup ports temporaires pour la masse de ma tière, disposés au-dessus des supports principaux, ainsi que par des moyens pour amener alternativement ces supports principaux et ces supports temporaires en position de support. 8 Appareil suivant la revendication II, ca ractérisé par des supports principaux, à déchargement, pivotants et par des moyens pour les actionner. 9 Appareil suivant la revendication II, ca ractérisé par une auge à eau dans la quelle les quantités de résidu enlevées sont déposées. 7. Apparatus according to claim II, charac terized by main supports if killed at the base of the retort chamber, to support the mass of material held in this chamber, by temporary supports for the mass of material, arranged at the above the main supports, as well as by means for alternately bringing these main supports and these temporary supports into the support position. 8 Apparatus according to claim II, characterized by main supports, unloading, pivoting and by means for actuating them. 9 Apparatus according to claim II, characterized by a water trough in which the quantities of residue removed are deposited. 10 Appareil suivant la revendication II, ca ractérisé par des dispositifs actionnés par force motrice pour enlever les quantités successives de résidu. 11 Appareil suivant la revendication II, ca ractérisé par un dispositif jaugeur pour indiquer la quantité de la provision de matière carbonacée dans la chambre de cornue. 12 Appareil suivant la revendication II, ca ractérisé par uti élément de base creux refroidi par eau, entourant l'extrémité inférieure de la chambre de cornue. Apparatus according to claim II, characterized by motive power actuated devices for removing successive amounts of residue. Apparatus according to claim II, characterized by a gauge device for indicating the amount of the supply of carbonaceous material in the retort chamber. Apparatus according to claim II, characterized by a hollow water-cooled base member surrounding the lower end of the retort chamber.
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