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Procédé et dispositifs pour la production de conduits d'évacua- tion en vue d'aspirer des produits de distillation volatils de l'intérieur de la charge de charbon des fours à chambres.
L'invention se rapporte à des perfectionnements aux moyens permettant, dans les fours à chambres pour la distil- lation du charbon et notamment pour la fabrication du coke, et du gaz, d'aspirer les produits de distillation volatils de l'intérieur de la charge de charbon à l'extérieur.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple d'exé- cution une partie d'un four à coke horizontal, en coupe lon- gitudinale verticale suivant l'axe d'une chambre du four à la- quelle les dispositions suivant l'invention sont appliquées.
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La chambre du four qui est fermée à la partie infé- rieure par la sole 1, à la partie supérieure par la voûte 2, latéralement par les deux piédroits de chauffage parallèles au plan du dessin et aux deux extrémités par les portes 3, présente dans son plafond 4 les orifices de chargement usuels 5 pour l'introduction du charbon de la charge et d'un orifice d'évacuation des gaz 6, qui communique par une con- duite montante 7 avec un barillet à gaz et à goudron 8. La charpente de support de ce barillet 8 porte, sur toute la longueur de la batterie, le conduit collecteur de gaz 9. La chambre du four est chargée de charbon à coke 10 comme d'ha- bitude jusqu'à une hauteur telle qu'il subsiste au-dessus de la surface de combustible 11 un espace libre 20 pour recueil- lir le gaz.
Dans le plafond 4 du four, entre les ouvertures 5 et
6 qui y sont ménagées, sont encastrées un certain nombre de caissettes en fer, six à dix environ, réparties régulièrement sur toute la longueur de la chambre, et fermées par des cou- vercles 13 à joints hydrauliques étanches aux gaz. Chacune de' ces caissettes 12 communique par une tubulure latérale 14 avec un tuyau collecteur de gaz 15 disposé dans le plafond
4 du four parallèlement à la direction longitudinale de la chambre du four et débouchant par un coude 16 dans le con- duit collecteur de gaz 9 déjà mentionné. Une purge 17 dans le coude 16 sert à évacuer le liquide condensé du tuyau 15.
Le fond de chaque caissette 12 porte un bout de tube
18 qui s'y élève vers l'intérieur et un tube 19 de même dia- mètre intérieur dirigé vers le bas. Ces tubes 18 et 19 forment le guidage et le support d'un tuyau 21 qui y est placé con- centriquement et s'étend de haut en bas à une profondeur tel- le qu'il traverse non seulement l'espace libre 20, mais en- core une certaine quantité de la masse de charbon jusqu'à
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300 mm environ en-dessous de la surface 11 de celle-ci. A son extrémité supérieure qui dépasse dans la caissette 12, le tuyau 21 porte une cloche 22 qui repose par des pattes 26 sur le fond de la caissette. Cette cloche 22 constitue avec la paroi de la caissette 12 et son tube interne 18 un joint hydraulique qui sépare l'intérieur du tuyau 21 de l'espace qui se trouve à l'extérieur de celui-ci.
Dans le prolongement de chacun des tuyaux 21 et dans l'axe de ceux-ci un conduit ou cavité tubulaire 23 est pratiqué dans la charge de charbon 10 et formé uniquement par la masse même du char- bon. Ce conduit tubulaire 23 et le tuyau 21 forment un conduit d'évacuation permettant aux produits de distillation volatils d'être aspirés de l'intérieur de la charge de charbon vers l'extérieur. Les gaz et les vapeurs aspirés arrivent dans les caissettes collectrices 12 fermées de toutes parts, puis par les tubulures latérales 14 dans le tuyau collecteur 15 et de là, par le coude 16, dans le conduit collecteur de gaz 9 commun à toute la batterie.
Suivant l'invention, les conduits d'évacuation de gaz ci-dessus décrits sont exécutés de telle manière que la liaison des tuyaux 21 avec les conduits 23 formés dans la masse de charbon 10 soit suffisamment étanche aux gaz, c'est-à-dire qu'on puisse maintenir entre l'espace libre 20 où se rassem- blent les gaz à l'extérieur de la charge 10 et les conduits 23 pratiqués à l'intérieur de celle-ci, des différences de pression d'un ordre de grandeur correspondant à la marche du four.
Pratiquement, il ne peut régner dans l'espace collec- teur de gaz 20, c'est-à-dire dans l'espace intérieur libre de la chambre du four, qu'une pression très voisine de la pres- sion atmosphérique extérieure, et ne s'en écartant tout au plus que de quelques mm. de colonne d'eau, car les défauts
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d'étanchéité inévitables de la maçonnerie du four excluent toute différence de pression un peu importante.
D'autre part, l'expérience montre que pour assurer une aspiration efficace des produits de distillation volatils de l'intérieur de la charge de charbon vers l'extérieur il faut maintenir dans ces conduits tubulaires de la masse une dépression d'au moins en- viron 50 à 100 mm de-colonne d'eau, par rapport à la pression atmosphérique; ceci s'obtient principalement par la grande résistance à la circulation que rencontrent les gaz et les vapeurs aspirés sur leur parcours à travers la masse damée du charbon.
Dans ces conditions il est évident que les conduits
23 qui s'étendent jusqu'à la surface supérieure du charbon 11 resteraient pour ainsi dire sans effet, si les tuyaux 21 n'assuraient pas entre ces conduits et l'espace externe 20 un joint suffisamment étanche aux gaz pour résister à des différences de pression de l'ordre de grandeur mentionné, c'est-à-dire d'environ 50 mm de colonne d"eau.
Pour obtenir ces conduits d'évacuation étanches aux gaz, on peut, suivant la présente invention, procéder de la manière suivante :
Lorsqu'après achèvement d'une opération de cokéfac- tion, le saumon de coke est retiré de la chambre du four, -on introduit la charge de charbon 10 dans celle-ci de la manière habituelle pendant que tous les tuyaux 21 sont enlevés, et on nivelle sa surface supérieure 11.
Ensuite, comme c'est repré- senté sur le dessin pour la caissette de gauche 12, on fait descendre dans la charge 10 par les tubes de guidage 18 et 19 de cette caissette, une barre de fer cylindrique 24 de 50 mm environ de diamètre ou davantage, terminée à la partie infé- rieure par une pointe et fixée par une'chaîne de suspension 25 à un palan, et on creuse ainsi dans la charge un conduit tu- . bulaire allaht jusqu'à la surface 11 de la charge, comme le
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conduit 23 représenté sur le dessin à la caissette de droite
12.
La barre 24 est alors immédiatement retirée de bas en haut au moyen de la chaîne 25 si la cohésion du charbon assure le maintien de la cavité formée, ou bien, si cette condition n'est pas remplie, .on laisse la barre dans le charbon 10 jus- qu'à ce que sous l'action de la distillation qui commence à s'effectuer, il se produise une consolidation suffisante de la cavité. Après avoir retiré la barre 24, on introduit le tuyau 21 par le haut. Si le diamètre extérieur de ce tuyau'
21 est un peu plus grand que la largeur interne du conduit formé par la barre 24 et si en même temps l'extrémité infé- rieure du tuyau 21 a une forme conique, ce tuyau se cale si fermement dans le conduit 23 qu'on obtient un joint suffisam- ment étanche aux gaz, conforme à l'invention.
Il y a d'autres procédés pour creuser les conduits d'évacuation, conformément à l'invention. Par exemple on peut modifier le procédé ci-dessus décrit en introduisant, après chargement et nivellement de la masse de charbon 10, d'abord les tuyaux 21 et en les faisant descendre jusqu'à ce que leur extrémité inférieure arrive sous la surface 11 du charbon 10.
Ensuite seulement, on enfonce les barres de fer 24 à travers les tuyaux 21 dans la masse de charbon 10. On obtient de cette manière aussi, naturellement, un joint étanche aux gaz, con- forme à l'invention.
Le procédé est également applicable dans le cas où les fours à chambres sont chargés de saumons de charbon pilonnés ou comprimés. Dans ce cas, il est recommandable de former les conduits qui doivent être ménagés à l'intérieur du saumon de charbon, avant l'enfournement de celui-ci, en dehors de la chambre du four pendant ou immédiatement après l'exécution du saumon. Lorsque ce dernier a été enfourné dans le four, on in- troduit les tuyaux 21 par le plafond de la chambre, de la même manière que celle décrite ci-dessus pour le mode d'exécution
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représenté sur le dessin, de telle sorte que leur extrémité inférieure pénètre dans les conduits préalablement creusés.
Lorsque la charge 10 du four est cokéfiée, et même un peut plus tôt, éventuellement, on retire les tuyaux 21 de bas en haut et on les enlève. On peut alors sans obstacle, de la manière habituelle, défourner le saumon de coke de la chambre du.four.
Dans l'exemple décrit, on a supposé qu'en outre des produits de distillation volatils qui sont aspirés par les conduits 23, 21 de l'intérieur de la masse de charbon, des gaz de distillation sont également aspirés des parties exter- nes par l'espace collecteur de gaz 20, l'orifice d'échappement 6 et la conduite montante 7 dans le barillet habituel 8.
Les avantages de l'invention ne sont toutefois pas moindres, lorsqu'on pratique uniquement l'aspiration de l'intérieur de la masse de charbon, sans effectuer en même temps une aspira- tion des parties externes de la charge, car, même en l'absen- ce de cette dernière aspiration la pression du gaz à la surfa- ce de la voûte du four et des piédroits de la chambre doit être maintenue toujours pratiquement égale à la pression at- mosphérique et est en tous cas beaucoup plus élevée que la pression d'aspiration qui règne à l'intérieur de la charge de charbon. Il existe donc toujours une différence de pression contre l'action de laquelle la liaison établie suivant l'in- , vention doit être assurée.
Pour cette raison il est aussi indifférent que la chambre du four soit remplie de charbon au point qu'il n'existe plus à la partie supérieure un espa- , ce libre pour recueillir les gaz car, même alors, il y aura toujours le long de la voûte de la chambre et de la surface j des piédroits de chauffage, c'est-à-dire le long des surfaces ; de la masse du charbon, dans les interstices inévitables entre; le charbon et la chambre, des pressions de gaz pratiquement
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égales à la pression atmosphérique. On peut remplir complète- ment de cette façon des fours à chambres inclinées et vertica- les.
Il en résulte notamment que l'invention est applica- ble à des fours à chambres de type quelconque, c'est-à-dire des fours à chambres horizontales,chambres inclinées et chambres verticales.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Procédé pour la production de conduits d'évacua- tion en vue d'aspirer des produits de distillation volatils de l'intérieur de la charge de charbon des fours à chambres, caractérisé en ce que des cavités qui sont formées dans le charbon même de la charge sont mises en communication par une liaison suffisamment étanche aux gaz avec des tuyaux d'évacua- tion qui sont fixés au plafond du four.
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A method and apparatus for producing exhaust ducts for drawing volatile distillates from the interior of the coal charge of chamber kilns.
The invention relates to improvements to the means which make it possible, in chamber furnaces for the distillation of coal and in particular for the manufacture of coke, and of gas, to suck the volatile distillation products from inside the chamber. coal load outside.
The accompanying drawing shows, by way of example of an embodiment, part of a horizontal coke oven, in vertical longitudinal section along the axis of a chamber of the oven in which the arrangements according to the invention. are applied.
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The furnace chamber which is closed at the lower part by the sole 1, at the upper part by the vault 2, laterally by the two heating pillars parallel to the plane of the drawing and at both ends by the doors 3, present in its ceiling 4 the usual charging openings 5 for the introduction of the coal of the charge and a gas discharge orifice 6, which communicates by a rising pipe 7 with a gas and tar barrel 8. The the supporting frame of this barrel 8 carries, over the entire length of the battery, the gas collecting duct 9. The furnace chamber is loaded with coking coal 10 as usual up to a height such that it a free space 20 remains above the fuel surface 11 for collecting the gas.
In the ceiling 4 of the oven, between openings 5 and
6 which are provided there, are embedded a number of iron boxes, six to ten approximately, distributed regularly over the entire length of the chamber, and closed by covers 13 with gas-tight hydraulic seals. Each of these boxes 12 communicates by a side pipe 14 with a gas collecting pipe 15 arranged in the ceiling.
4 of the furnace parallel to the longitudinal direction of the furnace chamber and opening through an elbow 16 into the gas collecting duct 9 already mentioned. A purge 17 in the elbow 16 serves to evacuate the condensed liquid from the pipe 15.
The bottom of each box 12 carries a piece of tube
18 which rises therein towards the inside and a tube 19 of the same internal diameter directed downwards. These tubes 18 and 19 form the guide and support of a pipe 21 which is placed therein concentrically and extends from top to bottom to a depth such that it not only passes through the free space 20, but still a certain amount of the mass of coal up to
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300 mm approximately below the surface 11 thereof. At its upper end which projects into the box 12, the pipe 21 carries a bell 22 which rests by tabs 26 on the bottom of the box. This bell 22 constitutes with the wall of the box 12 and its internal tube 18 a hydraulic seal which separates the inside of the pipe 21 from the space which is located outside the latter.
In the extension of each of the pipes 21 and in the axis of the latter, a tubular duct or cavity 23 is formed in the charge of coal 10 and formed solely by the mass of the coal itself. This tubular duct 23 and the pipe 21 form an exhaust duct allowing the volatile distillates to be sucked from the interior of the coal charge to the exterior. The gases and vapors sucked in arrive in the collecting boxes 12 which are closed on all sides, then through the side pipes 14 in the collecting pipe 15 and from there, through the elbow 16, into the gas collecting duct 9 common to the entire battery.
According to the invention, the gas evacuation ducts described above are executed in such a way that the connection of the pipes 21 with the ducts 23 formed in the mass of coal 10 is sufficiently gas-tight, that is to say say that it is possible to maintain between the free space 20 where the gases gather outside the load 10 and the conduits 23 formed inside the latter, pressure differences of the order of size corresponding to the operation of the oven.
In practice, in the gas collecting space 20, that is to say in the free internal space of the furnace chamber, there can only be a pressure very close to the external atmospheric pressure, and only deviating from it by a few mm at most. of water column, because the defects
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The inevitable sealing of the masonry of the furnace excludes any pressure difference which is a little significant.
On the other hand, experience shows that to ensure effective suction of the volatile distillation products from the inside of the coal charge to the outside, it is necessary to maintain in these tubular conduits of the mass a depression of at least in - approximately 50 to 100 mm of water column, relative to atmospheric pressure; this is mainly achieved by the great resistance to the circulation encountered by the gases and vapors sucked in on their way through the packed mass of coal.
Under these conditions it is obvious that the ducts
23 which extend to the upper surface of the coal 11 would remain virtually ineffective, if the pipes 21 did not provide between these ducts and the external space 20 a sufficiently gas-tight seal to withstand differences in pressure of the order of magnitude mentioned, ie about 50 mm water column.
To obtain these gas-tight exhaust conduits, it is possible, according to the present invention, to proceed as follows:
When, after completion of a coking operation, the coke salmon is removed from the furnace chamber, the charge of coal 10 is introduced therein in the usual manner while all pipes 21 are removed, and leveling its upper surface 11.
Then, as shown in the drawing for the left-hand box 12, a cylindrical iron bar 24 of approximately 50 mm in diameter is lowered into the load 10 by the guide tubes 18 and 19 of this box. or more, terminated at the lower part by a point and fixed by a chain of suspension 25 to a hoist, and thus a pipe is hollowed out in the load. bular allaht up to the surface 11 of the load, as the
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conduit 23 shown in the drawing on the right box
12.
The bar 24 is then immediately withdrawn from bottom to top by means of the chain 25 if the cohesion of the carbon ensures the maintenance of the cavity formed, or, if this condition is not fulfilled, the bar is left in the carbon. 10 until under the action of the distillation which begins to take place sufficient consolidation of the cavity takes place. After removing the bar 24, the pipe 21 is introduced from above. If the outside diameter of this pipe '
21 is a little larger than the internal width of the duct formed by the bar 24 and if at the same time the lower end of the pipe 21 has a conical shape, this pipe wedges so firmly in the duct 23 that one obtains a sufficiently gas-tight seal according to the invention.
There are other methods of digging the exhaust ducts in accordance with the invention. For example, the process described above can be modified by introducing, after loading and leveling the mass of coal 10, first the pipes 21 and making them descend until their lower end comes under the surface 11 of the charcoal 10.
Only then are the iron bars 24 driven through the pipes 21 into the mass of coal 10. In this way also, of course, a gas-tight seal in accordance with the invention is obtained.
The method is also applicable in the case where the chamber furnaces are loaded with pounded or compressed charcoal salmon. In this case, it is advisable to form the conduits which must be made inside the charcoal salmon, before charging the latter, outside the oven chamber during or immediately after the execution of the salmon. When the latter has been placed in the oven, the pipes 21 are introduced through the ceiling of the chamber, in the same manner as that described above for the embodiment.
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shown in the drawing, so that their lower end penetrates into the previously dug ducts.
When the furnace charge 10 is coked, and even a little earlier, optionally, the pipes 21 are pulled out from the bottom upwards and removed. It is then possible without obstacle, in the usual manner, to remove the coke salmon from the oven chamber.
In the example described, it was assumed that in addition to volatile distillates which are sucked through the conduits 23, 21 from the interior of the coal mass, still gases are also sucked from the outer parts through the gas collector space 20, the exhaust port 6 and the riser 7 in the usual barrel 8.
The advantages of the invention are, however, not less, when practicing only the suction of the interior of the mass of coal, without at the same time performing a suction of the external parts of the load, because, even in In the absence of this last suction, the gas pressure at the surface of the vault of the furnace and of the sides of the chamber must always be maintained practically equal to the atmospheric pressure and is in any case much higher than the suction pressure which prevails inside the coal charge. There is therefore always a pressure difference against the action of which the connection established according to the invention must be ensured.
For this reason it is also immaterial whether the furnace chamber is filled with charcoal to the point that there is no longer a space in the upper part, this free to collect the gases because, even then, there will always be along of the vault of the chamber and of the surface of the heating piers, that is to say along the surfaces; of the mass of coal, in the inevitable interstices between; coal and chamber, gas pressures practically
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equal to atmospheric pressure. Inclined and vertical chamber furnaces can be completely filled in this way.
It follows in particular that the invention is applicable to chamber furnaces of any type, that is to say furnaces with horizontal chambers, inclined chambers and vertical chambers.
CLAIMS ---------------------------
1.- Process for the production of exhaust ducts for sucking volatile distillates from the interior of the coal charge of chamber furnaces, characterized in that cavities which are formed in the coal even the load are placed in communication by a sufficiently gas-tight connection with exhaust pipes which are fixed to the ceiling of the furnace.