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" perfectionnements au traitement du charbon "
Par une oxydation limitée à une température élevée) les charbons ayant une tendance à. coller lors- qu'ils sont chauffes perdant cette tendance, c'est-à-dire la tendance qu'ont leurs particules à adhérer ensemble L'un*? des caractéristiques de la présente in- vention consiste en un traitement thermique du charbon pulvérise} qui comprend le maintien du charbon en sus- pension dans un milieu gazeux de nature oxydante, et à
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une température convenant pour détruire la tendance au collage, mais insuffisante pour expulser du charbon une proportion sensible de la matière volatile carbonée,
la mise en suspension étant continu cependant une période de temps telle que les particules recueillies ne présentent plusde tendance appréciable à adhérer ensemelb
Ce traitement est utile pour produire un com- bustible en forme de poudre qui ne s'agglutine pas à une température élevée malgré qu'il soit riche en matière vo- latile.
La traitement est particulièrement avantageux comme traitement préliminaire dans le procédé de carboni- sation ou de gzéification du charbon qui comprend la des- conte du charbon pulvérisé à. travers une atmosphère de gaz chauffés ascendants, procédé dans lequel la propriété agglutinante du charbon est un inconvénient.
Une autre caractéristique de l'invention consiste conduire le traitement préliminaire en question avec des gaz qui sont de nature non oxydante, en vue de faire uubir au charbon un chauffag prealable de façon qu'il puisse entrer dans la zone de carbonisation à une tempéra- ture relativement élevée, ce qui diminue le volume de gaz ascendants nécessaire pour produira la carbonisation dans cène zone.
La façon préférée de conduire le traitement sui- vant la présente invention est celle adoptée dans ce pro- cédé, c'est-à-dire qu'on fait tomber le charbon pulvérisé dans une atmosphère de gaz chauffes ascendants.
La vue ci-jointe en élévation schématique d'une installation, représente l'invention. Le dessin montre une installation pour carboniser du combustible pulvérisé
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dans laquelle le traitement préliminaire dans des gaz de nature' oxydante est incorporé..
Le charbon venant d'un magasin ou d'un broyeur 1 est transporté dans une trémie collectrice 2, envoyé dans
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un séchoir 3s da là dans une seconde trémie collectrice 4, d'où il liiiioti 0. un pUl.Vúllui.1't'"\Ul 51 !!U10 cuna um-' trou- sième trémie collectrice ou un coffre d' raïTnaasinrmnt 6, dans lequel du charbon pulvérisé et sec est emmagasiné et d'où on l'extrait a volonté.
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De la trémie ou du coffra dl emmagasinernent 6, lE:! charbon sec pulvérisé ou finement divisé est envoyé ou t1âV'njr1r', par un ci9 L-ry i: f' nnxinw 7t C1.Lnfl la partis ru- périeure d'une zone de traitement ou de traitement préala-
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bilé 81 à l'intérieur d'une cornue ou d'une' chambra de traitement préalable ou de chauffage préalable 9. La cons- truction de l'appareil d'alimentation 7 est telle que l'ap- pareil fournit du charbon à la cornue sans permettre 1 en- 'Urée d'une quantité nuisible d'air froid ou 1'échappement,
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venu .L't,'lu()(7ka(3x'(p du fluide 6tzeux chaud fj( trouvant, Il l'intérieur de la cornue.
Le charbon pulvérisé ainsi tin- troduit tombe sous l'action de la pesanteur, avec une vitesse retardée, vers le fond ou l'espace collecteur 10 de la zona 8 de traitement préalable. Pendant ce passage,
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le charbon ou la matière équivalente est soumis a l'ac- tion d'un :r:lulll1 l:!f..iz;puJ\. chaud, tae! illouvallu ao IJ..t1.1 ou haut oit (le nature oxyûanto, co fluide étant do pr$fÔrBnoC1 de l'air et il se dépose graduellement sous la forme d'un fin produit traité, dans lequel les particules de charbon ne tendent pas à. se coller ou à adhérer ensemble;
en d'au- tres termes, dans cette zone de traitement préalable le charbon est soumis a. l'effet de l'air chaud dans des con
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ditions telles qu' il perd ses propriétés collantes ou agglutinantes,mais aussi dans des conditions telles qu'il ne perd qu'un minime pourcentage de sa teneur en hydrocar- bures 'volatils et qu'il conserve ainsi sensiblement ou pratiquement toute la teneur en matière solide et en hy- drocarbures volatils qu'il possédait initialement. Le char- ben traité ou ayant subi le traitement préalable est reti ré à volonté par le fond de la cornue 9 ou par l'espace col- lecteur 10, de préférence dans des conditions rendant im possible l'entrée, dans la cornue, d'air froid nuisible ou la fuite, de la cornue, du fluide gazeux chaud contenu dans celle-ci.
Le moyen de permettra cet enlèvement est indiqué en 11. chaleur destinée à entretenir l'opéra- tion de traitement préalable est envoyée a la partie infe rieure de la zone 8 ; le fluide gazeux s'échappe par la tuyauterie 12 avec les gaz éventuellement entraînés par lui par suite de l'opération de traitement préalable. Le produit traité est transporté d'une maniera appropriée quelconque, par exemple à travers. un transporteur fermé 13, jusqu'à, une trémie 14 alimentant un second appareil d'alimentation 15.
Ce dernier est construit de façon à débiter ou à. déverser le charbon ayant subi le traitement préalable (qui se trouve sous une forme finement divisée, contient encore de préférence une partie Importante de sa chaleur et peut encore être appelé charbon pulvérisé, bien qu'il ait été traité) dans la partie supérieure d'une zone de carbo- nisation 16, dans une cornue ou. une chambre de carbonisa- tion 17. L'appareil d'alimentation 15 est de même nature que l'appareil 7.
Le charbon ainsi distribué tombe sous l'action de la pesanteur, mais à une vitesse retardée,-vers
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la fond ou l'espace collecteur 18 de la. zone de carboni- sation 16 et il est carbonisé ou gazéifié, ou à la fois carbonisé et gazéifié, par des gaz chauds se mouvant de bas en haut de sort* qu'il sa déposa graduellement sous la forme d'un résidu fin plus ou moins carbonise. Le résidu carbonisé est extrait du fond de la corme 17 lorsqu'on le désire, sans, permettre l'entrée d'air nuisible à l'intérieur de la cornue ni permettre le départ de gaz vers l'atmosphère, ce qui serait un inconvénient aussi.
Le dispositif d'extraction est indiqué par 19 et 20 La chaleur pour entretenir l'opération de carbonisation est fournies à la partit? inférieure de la zone de- carbonisa- tion ou de distillation 16 ainsi que cela apparaîtra plus clairement dans la suite les gaz et les preduites velatils de la carbonisation passent de la cornue par la tuyauterie 20 dans un appareil approprié quelconque, indiqué en 22, pour l'épuration des gaz; de 1 à les gaz entrent dans un réservoir 23 d'où ils sont pris suivant les besoins par le tuyau 24 et les tuyaux à robinets 25 et 26 le dernier de ceux-ci aboutissant à. un brûleur 27 servant à, fournir de la chaleur à un appareil changeur de chaleur 28.
La température régnant dans la zone de carbonisa- tion 16 est beaucoup plus élevée que celle régnant dans la zone de traitement préalable 8 de sorte que le résidu carbonisé de la zone 16 contient une chaleur résiduelle considérable qui peut être utilisée avec profit dans la zone d traitement préalable 8 Suivant la construction représentée, le résidu carbonisa passe dans un refreldis seur à coke sec 29 et la chaleur du résidu carbonisé y est transmise indirectement à de l'air entrant dans le re froidisseur à coke en 30 et sortant par le tuyau 31.
si cet air est suffisamment chaud, c'est-à-dire s'il a une tem
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pérature d'environ 800 F., il est introduit directement dans la fond de la cornue y ou, en d'autres ternies, à la base de la zone de traitement préalable 8. Si toutefois l'air ainsi amené n'est pas suffis animant chaud, il est en- voyé dans un appareil échangeur de chaleur 32 qui est chauf fé d'une manière appropriée, par exemple au moyen d'un brûleur 33 recevant du gaz provenait de l'opération, ce qui chauffe l'air qui entre par le tuyau 34 et qui, après avoir été chauffé, passa par le tuyau à robinet 35 dans le tuyau aboutissant à la base de la cornue.
Les produits de combustion du brûleur 33 sortent de l'appareil écliangeur de chaleur 32 par un tuyau 36.
Si on le désire, le fluide gazeux chaud se rendant à la cornue 9 peut être fourni non seulement à la zone de traitement préalable 8. mais aussi dans un ou plusieurs es- paces 37 délimites dans et par les parois de la cornue, de telle façon que ces parois peuvent être chauffées et main tenues à la température convenable désirée, si l'on considère maintenant le système de chauf- fage de la cornue de carbonisation, le brûleur 27 fournit de la chaleur à l'appareil échangeur de chaleur 28 et les pro- duits de combustion passent dans l'atmosphère par le tuyau 38.
Le gaz pour carboniser le charbon dans la zone 16 peut être fourni à l'appareil échangeur de chaleur 28 par un tuyau 25 muni d'un orbientet lorsqu'il est réchauffé dans la mesure désirée il est envoyé par ke tuyau 39 à la par- tie inférieure de la cornue de carbonisation 17 ou, en d'au- tr es termes à la base de la zone de carb onisati on 16.
SI on le désire, du gaz chaud peut également être envoyé dans le ou les espaces 40 ménagés dans les parois de la cornue 17 et délimités par ces parois, de façon que de la chaleur puis- se ainsi être ajoutée ou fournie pour maintenir la temperon
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ture désirée ou que du gaz chaud puisse même être intre duit directement dans la zone de carbonisation 16, par exemple' par le tuyau 41
On voit donc que le charbon est soumisà un trai-
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tMJ1f4f.lt en deux phases, l'une de' ces phases s'effectuant dans une cornue de chauffage préalable ou de traitement préa- 1.1.b10 at la seconde dans la cornue (14.' carbonluatloii,
4t que la disposition est telle que la matière ayant subi le chauffage préalable passe de préférence dans la cornue de carbonisation avec une quantité Importante de la chaleur re- tenue par la matière . Il est à. remarquer que ces deux cor- nues pourraient en réalité être reunies en une seule cons-
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truction avec un compartiment de* t'f30:th\,lJff:t[!.0 1.r.lpnf.!c: .6I. dessus du compartiment de carbonisation. si on examine maintenant le procédé dans ses détails, du charbon sous une forme finement divisée est transporté ou déversé dans la zone supérieure de la cornue de traitement ou de chauffage préalable, et il tombe sous l'action de la pesanteur vers le fond de celle-ci.
Pendant son trajet de haut en uas, il rencontre des gaz oxydants
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chauds qui s'élèvent c'est-à-dire de l'air. Cet air est chauffé au préalable à, environ 800 F. , pénètre dans le fond de la cornue de traitement préalable, avec approximati- vement cotte température, s'écoule lentement vers et dans les zonas supérieures de la cornue et quitte la partie supérieure de la cornue a environ 500 F en d'autres ter-
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rIlF7 1 ta ch7.i,1"h!.ït aaEit. f1P1JwiF1, mi nn11:rF (10 Mut 'lJI1..1I:
'(.1 n, 7.' auLlc,m retardatrice des gaz montants qui ont une température moyen- ne d'environ 650 il? Le retard apporté à la chute du charbon par l'ascension de l'air esttel que les particules de char- bon sont maintenues en suspension approximativement pendant
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30 secondes ou, en d'autres tenues, pendant un temps suffisamment long pour que le charbon atteigne une tempé- rature d'environ 600 F. à 7000 F. lorsqu'il arrive au fond de la cornue et la chaleur est suffisante pour. éliminer sensiblement toute l'humidité et une petite partie? saule- ment des matières hydrocarbures volatiles du charbon et pour faire perdre à. celui-ci pratiquement toutes ses quali- tés agglutinantes.
On a observé que le charbon tombe en fines particules de dimensions un peu plus grandes' que celles sous lesquelles il a été initialement, amené ou dé- versé, at cela à cause du traitement préalable et (Le l'oxy- dation produite dans la cornue. On trouvera ci-dessous un exempta particulier d'un charbon ainsi traité dans une cornue de chauffage ou de traitement préalable :
Un charbon répondant a l'analyse suivante
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Humidité ......... 1,5 fo ) ce charbon est parfois Matière volatile appelé un charbon for- ( hydrocarbures )..34 4> ) tement volatil.
Carbone fixe ......57,5 ) (J 011 (U..'H.J 7 ) et ayant une finesse indiquée par les caractéristiques sui- vantes : 59 % passant dans un tamis de 200 mailles) gaz u il il li u 100 Il 100 % il 19 il il 4.p 100 ( Un tamis de 200 \1 11las 40 est un tamis métallique comportant 40000 ouvertures par pied carré ) a été introduit dans une cornue de chauffage préalable ayant- une zone au traitement de 50 pieds de hauteur appro ximaivemnt L'air pour le traitement du charbon a été introduit à une température d'environ 800 f pour s'é laver à travers le charbon descendant et en contact avec celui-cijusqu'à ce que l'air eut quitté la cornue à en- viron 500 F.,
après avoir transmis de la chaleur au charbon de façon que celui-ci possédas après sa chuta une tempéra-
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turc comprise approximativement entre 600 F. et 7000 F ou, en d'autres termes, que le charbon Elut été soumis à
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l'action oxydant 0 et réchauffante de 1 s,ir , une' tempéra- ture moyenne de 650 F Les particules ainsi traitées avaient subi un léger accroissement de dimensions, comme
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1p montra ICI 't,J,:bJ.(Ji..11J ci-dessous : 38 po ont passé dans un tamis de 200 lJal11f!s, 62 do 1 " " " \1 Il Il 100 Il U4, ut Il h Il u 11 Il 4q Il lOC) 1'0" si Il Il Il Il 20 Il et répondaient à l'analyse suivante :
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Humidité eE,meo.4ee. 0,0 Matières volatiles o . e n e27,0 o Carbone fixe .............65,0 Cendres ".."."""....""..." 8,0 %
Bien que les renseignements donnés ci-dessus in- diquent le type de traitement qui peut être réalisé dans cotte chambre de chauffage préalable , il est à remarquer que* le traitement et le produit résultant dépendent dans une large Mesure des caractéristiques du charbon et des effets thermiques et chimiques qui sont désirés comme
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résultats au L,e'd,.Ginxit préalable Le charbon ayant subile traitement préalable est
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de préférence transporté alors qu'il est encore chaud dans la cornue de carbonisation.
Il peut y avoir une légère perte de chaleur depuis le moment de son accumulation,
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pendant son transfert et jusqu'au moment du cila.rg0IJent dans la. cornue de carbonisation Lo ulJ,J.r'bon envoyé {1"\I)J;! 1.;1. zone aupérlauro ao lea cornue de carbonisation est déversé de façon à tomber à. travers une masse ascendante d'un gaz ou de gaz chauds,
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sur laquelle on compte pour effectuer la carbonisation dans la cornue, cette cornue de carbonisation peut avoir par exemple 50 pieds de haut et le diamètre déterminé,
et elle reçoit les gaz chauds introduits dans la zone de carbonisation dans des conditions telles que les gaz venant d'une zone ayant une température d'environ 1100 F à 1500 F à la base s'élèvent au contact du charbon qui tombe et quittant, finalement la cornue à la partie supérieure de celle-ci, avec les produits gazeux de l'opération, à une température approximative de 5500 F. à 850 F En d'au- tres termes, les particules qui tombent sont soumises à un fluide gazeux chaud ayant des températures variant ap- proximativement entre 8250 F. et 1175 F.
ou une moyenne de ces températures , soit1000 F Dans le vide il faudrait anchiffres ronds, de une à deux secondes aux particules de charbon pour tomber dans un espace de 30 à 50 pieds.
Le courant ascensionnel de fluide gazeux de 'la cornue de carbonisation retarde la chute des particules en trai- tement de telle sorte qu'en fait elles restent en suspen- sion dans le milieu gazeux à peu près pendant trente se- condes, parfois plus, parfois moins. Ceci donne à des par- ticules des dimensions indiquées le temps voulu pour s'é chauffer suffisamment pour se carboniser dans une mesure importante.
La pratiqup a montré que si on extrait du char- bon ayant les caractéristiques indiquées, comme résultat de l'opération de chauffage préalable et, si on la soumet, dans une cornue de carbonisation de la hauteur indiquée, à l'action de fluides gazeux ayant les températures indiquées on produit un résidu partiellement distillé ayant les ca- ractéristiques suivantes :
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Analyse approximative :
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Humidité .......... 0 Matières volatiles e....12 % Oarbotle fixa ., e ., e ., ., e e e " .78 0 Cendres , . * # # , , .. 0 # # 10 4 et ayant une finesse indiquée par le tableau suivant :
7 % ont passé à travers un tamis de 200 mailles 21 5 Il Il Il Il " " 100 "
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70 4 Il Il Il Il Il Il Il 40 Il à Il Il if if Il if if 10 Il
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Le rtiIJ1(lu de cette cJ.r1:)<..'HÜoc\.tlo.a n'a pas été ag- glutiné pendant l'opération et il n'a pas pris un état collant lorsqu'il a été précipitée En fait, cette matière était de nature telle que si elle avait été carbonisée
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dirctnt à l'été!,! 'brut jusqu'au degré désiré de carbo- nisation, elle aurait présenté des caractéristiques (.1glu- tlnantad .cm1sioÜ't:I qui auraient persisté jugt' ..., 1'.1!J.) de sorte qu'on aurait trouvé des blocs et des parties ag- glomérées dans le produit. Le traitement par chauffage préalable décrit plus haut a au simplement pour but qu'il a réellement atteint de remédier à cette caractéristique nuisible.
On peut produire la chaleur pour la réalisation du traitement par carbonisation en envoyant une quantité réglée d'air dans la zône inférieure de la cornue de carbonisation} par exemple, suivant le procédé qui fait l'objet d'une demande de brevet déposée en même temps que la présente ( Cas B), ou bien cette chaleur peut être obtenue ) ainsi que cela résulte du dessin, au moyen de gaz
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propre :r,11011.Pf':
t'r- qu'on obtient <?n extrayant du gaz du aOil1JI,..t de la cornue, en de refroidissant et en en extrayant les
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sous-produits ou en le lavant autrement, en réchauffant une partie du gaz extrait, au moyen d'un échangeur de cha- leur, introduisant les gaz réchauffes dans la zone infé- rieure de la cornue à des températures variant approxi- mativement entre 1100 F. et 1500 F. et continuant l'opé- ration tout en extrayant le surplus de gaz et en l'envoyant au gazomètre ou en l'utilisant autrement, suivant qu'on' peut la juger désirable. Une partie du gaz peut être uti- lisée, si on le désire, pour réchauffer l'air employé dans l'opération de traitement préalable.
Une estimation assez exacte des produits solides et gazeux fabriqués et utilises dans l'opération peut être donnée à peu près comme suit :
Pour chaque tonne de matière introduite à la partie supérieure de la cornue de carbonisation et soumise à la carbonisation au moyen d'un fluide gazeux ayant une' température moyenne de 1000 f on produit à partir du charbon environ 3500 pieds cubes de gaz ayant une puissan- ce calorifique de 800 unités thermiques anglaises par pied cube, et on utilise dans l'opération en vue du réchauffage environ 1500 pieds cubes de gaz ayant une puissance calo- rifique de 800 unités thermiques anglaises, ce qui laisse un surplus de 2000 pieds cubes du même type de gaz, par tonne de charbon traitée.
Cette quantité s'ajoute aux va-
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f!0UrO !J(I!lci:ll1sablpS ,xtr,dtHl1 nn1J1J 1.L forint cio liquides.
Dans l'appareil représenté, le gaz qui est utilisé pour effectuer l'opération de carbonisation est, comme on l'a indiqué précédemment, soumis d'abord à l'action d'un appareil approprié d'épuration, indiqué en 22, dans lequel il est débarrassé de l'huile, du goudron, etc., comme c'est
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1'lia,bitu(e dans le traitement du gaz Les gaz frais et épu- res sont divisés. Une partie se rend au gazomètre ou en un
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autre adroit d'utilisation tandis qu'une autre partie est employée dans la cornue de carbonisation après avoir passe a. travers un échangeur de chaleur 28 qui surchauffe les gaz à la température désirée d'environ 1100 F. à 1500 f Dans la cornue de carbonisation, le gaz surchauffé effectue l'opération de-carbonisation décrite précédemment.
Dans la forme' d'installation représentée, il est possible de faire passer de l'air dans le refroidisseur a
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ool,p 0*50 ou l'uohj.ngour de chaleur 2 ai tue ra, la. tune d la cornue de carbonisation) de façon que l'air absorbe une partie de la chaleur du coke et soit ainsi réchauffé dans une certaine mesure pour passer ensuite directement dans la chambre de traitement préalable 9;l'air peut aussi
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Mra envoyé! d-ina un îccrlal.,''2u' d'air ou un acluugour d(6\ cha.leur 32 destiné a. le porter à la température désirée d'environ 8000 .1]'. et do. cette source il est envoyé a la cornue de traitement préalable où il produit l'opération décrite précédemment.
-:- REVENDICATIONS
1 Un traitement thermique de charbon collant pulvérisé, qui comprend le maintien du charbon en suspension dans un milieu gazeux de nature oxydante, à une température insuffisante! pour en expulser une proportion importante de sa matière carbonée volatil, la suspension étant conti- nuée pendant une période de temps telle que les part l'eûtes recueilli eg ne présentent aucune tendance appréciable à, adhérer ensemble.
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"improvements in the treatment of coal"
By oxidation limited at high temperature) the coals having a tendency to. stick when they are heated losing this tendency, that is to say the tendency of their particles to stick together One *? of the characteristics of the present invention consists in a thermal treatment of pulverized coal} which comprises keeping the coal in suspension in a gaseous medium of an oxidizing nature, and in
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a temperature suitable for destroying the tendency to stick, but insufficient for expelling a substantial proportion of the carbonaceous volatile matter from the carbon,
the suspension being continuous, however, for a period of time such that the particles collected no longer exhibit an appreciable tendency to adhere together
This treatment is useful in producing a powdered fuel which does not clump at high temperature despite being rich in volatile matter.
The treatment is particularly advantageous as a preliminary treatment in the process of carbonization or gzeification of coal which comprises stripping the pulverized coal. through an atmosphere of ascending heated gases, a process in which the clumping property of carbon is a disadvantage.
Another characteristic of the invention consists in carrying out the preliminary treatment in question with gases which are of a non-oxidizing nature, with a view to making the carbon uplift beforehand heating so that it can enter the carbonization zone at a temperature. relatively high temperature, which decreases the volume of ascending gases required to produce carbonization in this area.
The preferred manner of carrying out the treatment according to the present invention is that adopted in this process, ie, the pulverized coal is dropped into an atmosphere of rising heated gases.
The attached schematic elevational view of an installation represents the invention. The drawing shows an installation for carbonizing pulverized fuel
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in which the preliminary treatment in gases of an oxidizing nature is incorporated.
Coal coming from a store or a crusher 1 is transported to a collecting hopper 2, sent to
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a dryer 3s da there in a second collecting hopper 4, from where he liiiioti 0. a pUl.Vúllui.1't '"\ Ul 51 !! U10 cuna um-' third collecting hopper or a chest of raïTnaasinrmnt 6, in which pulverized and dry coal is stored and from which it is extracted at will.
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From the hopper or the storage box 6, the :! Pulverized or finely divided dry coal is sent or t1âV'njr1r ', by a ci9 L-ry i: f' nnxinw 7t C1.Lnfl the ru- per part of a pre-treatment or pre-treatment area
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bile 81 inside a retort or pre-treatment or pre-heating chamber 9. The construction of the feed apparatus 7 is such that the apparatus supplies charcoal to the chamber. retort without allowing the urea of a deleterious quantity of cold air or the escape,
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came .L't, 'lu () (7ka (3x' (p of the hot 6tzous fluid fj (finding, It inside the retort.
The pulverized carbon thus introduced falls under the action of gravity, with a retarded speed, towards the bottom or the collecting space 10 of the pre-treatment zone 8. During this passage,
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the carbon or equivalent material is subjected to the action of a: r: lulll1 l:! f..iz; puJ \. hot, tae! illouvallu ao IJ..t1.1 or high oit (the oxyûanto nature, co fluid being do pr $ fÔrBnoC1 of the air and it settles gradually in the form of a processed fine product, in which the carbon particles do not tend not to stick or to adhere together;
in other words, in this pre-treatment zone the coal is subjected to. the effect of hot air in con
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in such conditions that it loses its sticky or clumping properties, but also under conditions such that it loses only a small percentage of its volatile hydrocarbon content and thus retains substantially or substantially all of the volatile hydrocarbon content. solid matter and volatile hydrocarbons that it initially possessed. The treated or pre-treated char is withdrawn at will through the bottom of the retort 9 or through the collecting space 10, preferably under conditions which make it impossible for the retort to enter the retort. The harmful cold air or leak, from the retort, of the hot gaseous fluid contained therein.
The means of allowing this removal is indicated as 11. heat intended to sustain the pretreatment operation is sent to the lower part of zone 8; the gaseous fluid escapes through the pipe 12 with the gases possibly entrained by it as a result of the preliminary treatment operation. The processed product is transported in any suitable manner, for example across. a closed conveyor 13, up to, a hopper 14 feeding a second feeder 15.
The latter is constructed to debit or to. dump the pretreated coal (which is in a finely divided form, still preferably contains a significant part of its heat and may still be called pulverized coal, although it has been processed) into the upper part of a carbonization zone 16, in a retort or. a carbonization chamber 17. The feed apparatus 15 is of the same nature as the apparatus 7.
The charcoal thus distributed falls under the action of gravity, but at a delayed speed, - towards
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the bottom or the collector space 18 of the. carbonization zone 16 and it is carbonized or gasified, or both carbonized and gasified, by hot gases moving from bottom to top of sort * which it gradually deposited in the form of a fine residue more or less charred. The carbonized residue is extracted from the bottom of the corm 17 when desired, without allowing the entry of harmful air inside the retort or allowing the departure of gas to the atmosphere, which would be a drawback. as well.
The extraction device is indicated by 19 and 20 The heat to support the carbonization operation is supplied to the partit? lower part of the carbonization or distillation zone 16 as will appear more clearly in the following the gases and the preduits velatils of the carbonization pass from the retort through the pipe 20 into any suitable apparatus, indicated at 22, to gas cleaning; from 1 to the gases enter a tank 23 from where they are taken as needed by the pipe 24 and the pipes to valves 25 and 26 the last of these leading to. a burner 27 serving to supply heat to a heat-changing apparatus 28.
The temperature in the carbonization zone 16 is much higher than that in the pretreatment zone 8 so that the carbonized residue from zone 16 contains considerable residual heat which can be profitably used in zone d. pretreatment 8 According to the construction shown, the carbonized residue passes into a dry coke cooler 29 and the heat of the carbonized residue is transmitted there indirectly to the air entering the coke cooler at 30 and exiting through pipe 31 .
if this air is hot enough, i.e. if it has a temperature
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temperature of about 800 F., it is introduced directly into the bottom of the retort y or, in other words, at the base of the pre-treatment zone 8. If, however, the air thus supplied is not sufficient animating hot, it is sent to a heat exchanger apparatus 32 which is heated in a suitable manner, for example by means of a burner 33 receiving gas from the operation, which heats the air which enters through pipe 34 and which, after being heated, passed through valve pipe 35 into the pipe terminating at the base of the retort.
The products of combustion from the burner 33 exit the heat splitter 32 through a pipe 36.
If desired, the hot gaseous fluid to retort 9 can be supplied not only to pretreatment area 8, but also to one or more spaces 37 defined in and by the walls of the retort, as such. so that these walls can be heated and kept at the desired proper temperature, turning now to the carbonization retort heating system, the burner 27 supplies heat to the heat exchanger 28 and the combustion products pass into the atmosphere through pipe 38.
The gas for carbonizing the coal in zone 16 can be supplied to the heat exchanger apparatus 28 through a pipe 25 provided with an orbit, and when it is heated to the desired extent it is sent through the pipe 39 to the par- lower part of the carbonization retort 17 or, in other words, at the base of the carbonization zone 16.
If desired, hot gas can also be sent to the space or spaces 40 formed in the walls of the retort 17 and delimited by these walls, so that heat can thus be added or supplied to maintain the temperature.
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desired temperature or that hot gas can even be introduced directly into the carbonization zone 16, for example through the pipe 41
It can therefore be seen that the coal is subjected to a
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tMJ1f4f.lt in two phases, one of these phases taking place in a retort for preheating or pre-treatment 1.1.b10 and the second in the retort (14. 'carbonluatloii,
4t that the arrangement is such that the material having undergone the preheating preferably passes into the carbonization retort with a significant amount of the heat retained by the material. He is at. notice that these two horns could in reality be united in a single
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truction with a compartment of * t'f30: th \, lJff: t [!. 0 1.r.lpnf.! c: .6I. above the carbonization compartment. If we now examine the process in its details, coal in a finely divided form is transported or discharged into the upper zone of the treatment or preheating retort, and it falls under the action of gravity towards the bottom of that. -this.
During its journey up to uas, it encounters oxidizing gases
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hot rising, that is to say from the air. This air is preheated to, about 800 F., penetrates the bottom of the pretreatment retort at approximately this temperature, slowly flows to and into the upper areas of the retort and leaves the top of the retort. the retort has about 500 F in other ter-
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rIlF7 1 ta ch7.i, 1 "h! .ït aaEit. f1P1JwiF1, mi nn11: rF (10 Mut 'lJI1..1I:
'(.1 n, 7.' auLlc, m retardant of rising gases which have an average temperature of about 650 il? The retardation of the fall of coal by the ascent of air is such that the particles of charcoal are kept in suspension for approximately
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30 seconds or, in other words, for a time long enough for the charcoal to reach a temperature of about 600 F. to 7000 F. when it reaches the bottom of the retort and the heat is sufficient for. substantially remove all moisture and a small portion? willow volatile hydrocarbon material from coal and to waste to. this practically all of its agglutinating qualities.
It has been observed that the coal falls into fine particles of somewhat larger dimensions than those under which it was initially brought or poured, and this because of the pretreatment and (The oxidation produced in the Retort Below is a particular exemption of a carbon thus treated in a heating or pretreatment retort:
A charcoal responding to the following analysis
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Humidity ......... 1.5 fo) this charcoal is sometimes a volatile matter called a fortified charcoal (hydrocarbons). 34 4>) tely volatile.
Fixed carbon ...... 57.5) (J 011 (U .. 'HJ 7) and having a fineness indicated by the following characteristics: 59% passing through a 200 mesh sieve) gas u il il li u 100 Il 100% il 19 il il 4.p 100 (A sieve of 200 \ 1 11las 40 is a metal sieve with 40,000 openings per square foot) was introduced into a pre-heating retort having a treatment zone of 50 feet in height appr ximaivemnt The air for the treatment of the coal was introduced at a temperature of about 800 f to wash through the descending coal and in contact with it until the air had left the retort at around 500 F.,
after having transmitted heat to the charcoal in such a way that the latter possessed after its fall a temperature
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Turkish range between approximately 600 F. and 7000 F or, in other words, that Elut coal has been subjected to
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the oxidizing and heating action of 1 s, ir, an average temperature of 650 F The particles thus treated had undergone a slight increase in size, as
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1p showed HERE 't, J,: bJ. (Ji..11J below: 38 in. Passed through a 200 lJal11f! S sieve, 62 do 1 "" "\ 1 He He 100 He U4, ut He h He u 11 He 4q He lOC) 1'0 "if He He He He 20 He and responded to the following analysis:
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Humidity eE, meo.4ee. 0.0 Volatile matter o. e n e27.0 o Fixed carbon ............. 65.0 Ash "..". "" "...." "..." 8.0%
Although the information given above indicates the type of treatment which can be carried out in a preheating chamber, it should be noted that * the treatment and the resulting product depend to a large extent on the charac- teristics of the charcoal and the effects. thermal and chemical which are desired as
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L, e'd, .Ginxit results The coal having undergone preliminary treatment is
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preferably transported while still hot in the carbonization retort.
There may be a slight loss of heat from the time of its accumulation,
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during his transfer and until the moment of cila.rg0IJent in the. carbonization retort Lo ulJ, J.r'bon sent {1 "\ I) J ;! 1.; 1. zone auperlauro ao the carbonization retort is poured so as to fall through an ascending mass of a gas or hot gases,
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on which one counts to carry out the carbonization in the retort, this retort of carbonization can be for example 50 feet high and the determined diameter,
and it receives the hot gases introduced into the carbonization zone under conditions such that the gases coming from a zone having a temperature of about 1100 F to 1500 F at the base rise in contact with the coal which falls and leaves, finally the retort at the top of it, with the gaseous products of the operation, at an approximate temperature of 5500 F. to 850 F In other words, the falling particles are subjected to a gaseous fluid hot with temperatures varying ap- proximately between 8250 F. and 1175 F.
or an average of these temperatures, 1000 F In a vacuum it would take round anchors, one to two seconds for the carbon particles to fall in a space of 30 to 50 feet.
The upward current of gaseous fluid from the carbonization retort retards the fall of the particles under treatment so that they in fact remain suspended in the gaseous medium for about thirty seconds, sometimes longer. sometimes less. This gives particles of the dimensions indicated sufficient time to heat up sufficiently to carbonize to a substantial extent.
Practice has shown that if one extracts coal having the indicated characteristics, as a result of the pre-heating operation and, if it is subjected, in a carbonization retort of the indicated height, to the action of gaseous fluids at the temperatures indicated, a partially distilled residue is produced having the following charac- teristics:
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Rough analysis:
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Humidity .......... 0 Volatile matter e .... 12% Oarbotle fixed., E., E.,., Eee ".78 0 Ashes,. * # #,, .. 0 # # 10 4 and having a fineness indicated by the following table:
7% passed through a 200 mesh sieve 21 5 He He He He "" 100 "
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70 4 He He He He He He He 40 He at He He if if He if if 10 He
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The rtiIJ1 (read from this cJ.r1:) <.. 'HÜoc \ .tlo.a was not agglutinated during the operation and it did not take on a sticky state when it was precipitated into in fact, this matter was of such a nature as if it had been charred
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dirctnt in the summer!,! 'crude to the desired degree of carbonization, it would have exhibited characteristics (.1glu- tlnantad .cm1sioÜ't: I which would have persisted jugt' ..., 1'.1! J.) so that would have found blocks and agglomerated parts in the product. The purpose of the preheating treatment described above is simply to remedy this detrimental characteristic.
The heat can be produced for carrying out the carbonization treatment by sending a controlled quantity of air into the lower zone of the carbonization retort} for example, according to the process which is the subject of a patent application filed at the same time. time that the present (Case B), or else this heat can be obtained) as it results from the drawing, by means of gas
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proper: r, 11011.Pf ':
t'r- that we obtain <? n extracting gas from the aOil1JI, .. t from the retort, cooling and extracting the
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by-products or by washing it otherwise, by reheating part of the extracted gas, by means of a heat exchanger, introducing the reheated gases into the lower zone of the retort at temperatures varying approximately between 1100 F. and 1500 F. and continuing the operation while extracting the surplus gas and sending it to the gasometer or otherwise using it, as may be deemed desirable. Some of the gas can be used, if desired, to heat the air used in the pretreatment operation.
A fairly accurate estimate of the solid and gaseous products produced and used in the operation can be given roughly as follows:
For each ton of material introduced at the top of the carbonization retort and subjected to carbonization by means of a gaseous fluid having an average temperature of 1000 ° F, about 3500 cubic feet of gas having an average power are produced from the coal. - this calorific of 800 British thermal units per cubic foot, and approximately 1500 cubic feet of gas with a calorific power of 800 British thermal units are used in the operation for reheating, which leaves a surplus of 2000 cubic feet of the same type of gas, per tonne of coal processed.
This quantity is in addition to the
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f! 0UrO! J (I! lci: ll1sablpS, xtr, dtHl1 nn1J1J 1.L forint cio liquids.
In the apparatus shown, the gas which is used to carry out the carbonization operation is, as indicated above, first subjected to the action of a suitable purification apparatus, indicated at 22, in which it is free from oil, tar, etc., as it is
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1'lia, bitu (e in gas treatment Fresh and clean gases are divided. One part goes to the gasometer or to a
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another dexterous use while another part is employed in the carbonization retort after passing a. through a heat exchanger 28 which superheats the gases to the desired temperature of about 1100 F. to 1500 F. In the carbonization retort, the superheated gas performs the de-carbonization operation described above.
In the form of installation shown, it is possible to pass air through the cooler.
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ool, p 0 * 50 or the heat uohj.ngour 2 ai kill ra, la. tune of the carbonization retort) so that the air absorbs part of the heat of the coke and is thus reheated to a certain extent and then passes directly into the pretreatment chamber 9; the air can also
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Mra sent! d-in has an iccrlal., '' 2u 'of air or an acluugour d (6 \ heat 32 intended to. bring it to the desired temperature of about 8000 .1]'. and do. this source it is sent to the pretreatment retort where it produces the operation described above.
-: - CLAIMS
1 A thermal treatment of pulverized sticky carbon, which includes keeping the carbon in suspension in a gaseous medium of an oxidizing nature, at an insufficient temperature! to expel a substantial proportion of its volatile carbonaceous material therefrom, the suspension being continued for a period of time such that the particles collected eg show no appreciable tendency to adhere together.