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Procédé de Ohaut"'1 deg tours k ookts On utile l'oX1.n. ou l'air suroxvadng Gomml oomburant.
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L'invention concerne particulièrement un tour' ooks dont les oarneaux de chauffage (piédroit*) sont chauffés avee des gai ou vapeura'oombuatible., et également des liquides oombu't1bl.., le comburant étant constitué par de l'oxygène ou de 1811r sur oxygéné, Dans ce qui suit il ne sera question que du oblut- fagne au gaz fiche de tours' coke et à l'oxygène C*ta Il est entendu que l'invention s'applique aussi aux autre sas ou
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liquides et à l'air suroxygéné.
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Le principe de l'utilisation de l'oxygène comme omturant
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est connu, le dit oxygène pouvant être dilué notamment par des
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tgz brûles, Son avantages sont également aonnus 81 auppr"'1on du
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gaz inerte que constitue 11.lote, donc diminution de la perte
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par la chaleur sensible dot tas brûlé* évaoué* à HêXUrUWi moindre débit du gag brûlé par uitw d$ 1 suppression de leaucte dont l'enthalpie cet faible* obtention de jhjweea contenant peu d'hôte et apte. , certain* usages l'état ohaud ou bien refroidies$
Une première particularité du tour faisant l'objet de
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l'invention est qu'il ne comporte pas de eo4dndrat#urs ou de # r4oup4rateura de la chaleur sensible des ....
brûlés, 0<i$"'ei est plus faible que dans le cas de 1 'utilisation de l'ai* 00MOÏ, comburant car le volume et la masse des fumées sont plu. faibli' par suite de l'absence d'aletl. Si le% gai brûlé sont rejetée l'atmo8phèrl, cotte chaleur sensible peut être utilisée la fabrication de vapeur/ 61 1#4 Sas brûlée sont utilisés à un usage chimique, il peut être Intéressant d'en d1.po" 'OhlU4, sinon la chaleur sensible est utilisés aussi la production de la vapeur
Les autres particularité du four résultant des considéra
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tions exposées o1-avr..
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La combustion de gaz et d'oxygène présente, dans le cas des fours à coke$ des difficultés qui mont dues au pouvoir calcri-
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tique très élevée par unité de volume du mélange etouqahi0mêm trique (c'est-à-dire où les proportions sont colle% qui donnent la combustion parfait.) ou de mélanges approchante, Ceci est dû
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aux faibles volumes pü massée de gaz brûler par suite de l'ab- nonce d'azote inerte, qui dans les combustions habituelle utilisant l'air atmosphérique,
i forme'1 ballast Il en résulte* au point ci où ne réalise le mélange de gaai et d'oxygène et par suit* la combustion* une température très élevée incompatible avec la bonne tenue des réfractaires usuels*
De plus, pour les mêmes raison., la flamme est courte et il est difficile de réaliser une répartition régulière des tempéra-
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tures sur toute la longueur des CaMéâux dé oh&uff&ge.
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Tout ceci peut se résumer en disant que la combustion du gaz avec l'oxygène produit l'effet de chalumeau qui est bien connu, La présente invention évite ces inconvénient..
L'invention consiste en un procédé permettant le chauffage des fours à coke en utilisant comme comburant de l'oxygène ou de l'air suroxygéné, en mélange avec une partie des gaz brûlée provenant de la combustion elle-même, caractérisé en ce que le dit mélange est effectue par recyclage des gaz brûlés dans les piédroits mêmes des fours, L'intensité du recyclage règle la teneur en oxygène et la température du mélange comburante Le combustible (gaz, vapeur ou liquide) est admis en un point où le dit mélange est suffisamment intime pour éviter l'effetde ohalumeau.
L'invention consiste également en un procédé de mélange de l'oxygène avec les gaz brûles recyclés* caractérise en ce que ce mélange est effectué dans un dispositif dit "venturi" compor- tant une partie convergente et une partie divergent* séparées par un col, le venturi étant parcouru par les gaz brûlés et l'oxygène étant admis dans le col avec une vitesse telle qu'il en résulte un effet d'injection qui assure la circulation des gas brûlés recyclés,
Sans sortir de l'invention,
le venturi pourrait ne pas comporter de divergent ou de convergent ou Même ni l'un ni l'au- tre, le tube à oxygène débouchant seulement au milieu ou au volet- nage d'un orifice traversé par les gaz brûlés recyclés.
On se rend compte des avantages de la présente invention.
Il est donc possible de réaliser le Mélange optimum corres- pondant à la combustion donnant la meilleure régularité de
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chauffage sur toute la longueur des" particulier s . avec des fumées à 1SOO0 mélangées avec le.quart 46 leur "volume' d'oxygène à 30* on {obtient un mélange a une température voisine de 1000" contenant 80% d'oxygène, donc asse semblable à de l'air
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chaud sortant,d'un régénérateur do tour ocke ordinaire, L'invention permet ainsi, comme cela ent'indtapeno4bltg d'obtenir la constance des proportions du Mélange afin d'assurer une combustion et un chauffage réguliers.
Cela est indispensable aussi, afin d'éviter tout accident.! si occasionnellement un
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mélange trop riche en oxygène était amené aux brûleurs, on ris" querait des détériorations des maçonneries réfractaires des fours par fusion.
L'invention permet également pour cette dernière
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- rai don, comme il est également indispensable, que le mélange d'oxygène et de fumée soit très homogène, ce qui exclut les
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dispositifs connus de recyclage des fumées dans les oameaux verticaux dé tours à coke lorsqu'ils sont du type z, "épingles à cheveux" i dans 0*4 4W ekq4 . co4ple dtant z44 p,c.b?sei"ac!'-''; :, uprieu:'e 104 gaz de oàtnbüâicnf¯mri''rriïi' t#iï'iât" ' ddedindast par',e", ', second;
la reoirculation est assurée en ménageant une ouverture de communication aussi a la base des deux oameaux, par ou une partie des fumées descendantes sont mélangées, d'une façon assez irrégulière à l'air et au gaz arrivant dans le oarneau montant.
Le procédé de l'invention prévoit donc que l'oxygène est amené, par un tube Injecteur au col d'un venturis lui-même par- oouru par les gaz brûlés recyclés. Un tel dispositif assure un bpn mélange intime! en même temps l'effet d'injection entraîne une proportionalité sensiblement constante des débits des deux éléments du mélange.
Ce procédé est applicable aux fours sans
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régénération de chaleur à la condition que la disposition des cameaux soit telle qu'un. parti. des fumées (gaz brûlés) ayant . servi au chauffage du four se trouve au voisinage de l'arrivés d' oxygène au brûleur.
Le procède peut être étendu à tout four -ou foyer* autre que four à coke, pour le chauffage avec de l'oxygène, toutes le* foie que l'on désire éviter l'effet de chalumeau, c'est-à-dire une surchauffe locale trop grande et une flamme trop courte,
A titre d'exemple, les figurée 1,2 et 3 et la description ci-après montrent une disposition des oameaux d'un tour' coke qui applique le procède.
La figure 1 représente la vue en plan d'un morceau de piédroit chauffant séparant deux chambrée de cokéfaction 1 et 2 et contenant trois carneaux verticaux 3, 4, 5, Dans les foure à coke classiques ces trois oameaux sont réduits à un seul qui occupe la totalité de l'espace entre les parois de chambre 6 et 7.
Le oarneau vertical 5 est séparé des carneaux 3 et 4 par des cloisons 8 et 9. Cet ensemble de trois oarneaux serépète sera- blablement sur toute la longueur du piédroit. On voit l'amorce de semblables oameaux en 10, 11, 12 et en 13, 14, 15. Ces groupes de trois carneaux sont séparés par des mur. de refend perpendiculaires aux parois de la chambre. Le mur de refend 16 sépare le groupe 3, 4, 5 du groupe 10, 11, 12; le mur de refend 17 sépare le groupe 3. 4, 5 du groupe 13, 14, 15.
La figure 2 représente une coupe verticale de piédroit, transversale, le plan de coupe passant par le milieu du Morceau de piédroit représenté en plan par la figure 1, On retrouve sur cette figure les chambres 1 et 2, ou tout au moins leur partie supérieure et leur partie inférieure: en effet, la partie courante centrale a été coupée pour simplifier le dessin. La vue de la
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figure 1 représente la vue horizontale de la partie inférieure à l'endroit coupés On retrouve également les carneaux verticaux 3, 4, 3 séparés par les cloisons 8 et 9.
La fleure 3 représente une fraction de la ooupe horizontale du piédroit faite par un plan passant par le milieu du oarneau 4, Le fonctionnement du aarneau 4 est décrit ci-après, celui du carneau 5 est semblable.
Le carneau 4 reçoit de l'oxygène en 18, à l'extrémité d'un tube 19 alimente par un conduit 21. Les tours sont support'.. par une dalle 20 qui est traversée par le tube 19. La conduite' 21 est en-dessous de la dalle 20, elle est donc facilement acces- Bible ainsi que l'organe de réglage* robinet, papillon ou dia- phragme 22 plaoé sur le tube 19.
La partie supérieure du tube 19 est soumise à une tempera*' ture élevée, elle est donc* ou bien exécutée avec un matériau susceptible de supporter cette température, acier réfractaire, céramique réfraotaire par exemple, ou bien réalisée sous la forme d'une tuyère refroidie par circulation d'eau.
Le oarneau 4 reçoit le gaz de chauffage par un orifice 23 qui est à l'extrémité d'un conduit 24 aménagé dans la maçonnerie' du mur de refend 16. Ce conduit 24 est alimenté par une tuyaute- rie 25 traversant la dalle 20 et munie d'un organe de réglage, , Le gaz venant de l'orifice 23 brûle dans le oarneau 4 grâce à l'oxygène admis en 18. La flamme produite et les gaz brûlés s'élèvent dans le carneau 4,
Le dessin ne comporte qu'une arrivée de gaz par oarneau, mais il est possible de prévoir plusieurs arrivées étagées sur la hauteur du carneau de manière à obtenir une meilleure répar- tition de température.
Ces arrivées multiples peuvent' être ali- mentées par un seul conduit ou par des conduits séparés,
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A. la partie supérieure du carneau 4 une partie des gaz brgûlés est aspirée dans le carneau vertical 9 qui débouche dans
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une chambra 97 où qq4 itqt 1:
4 vo-r.14pk *W(pW Jl un ..r?, ±8, un col 29 et un divergent 30 qui communique avec le rameau de chauffage 4. môme
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A la/partie supérieure du oameau 4, 1IL portion des gaz brûlés qui n'est pas aspirée dans le oameau vertical' 5# passe dans le canal S6 et par lui est évacue a l'extérieur du piédroit chauffant et du ±curé Si la batterie dé X'ourA avorte dos ohaabres de sichabu Si la batterie de fours comporte des chambres de séchage
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du charbon,
qui surmontent les fours de cokdtaottonj les à brûles qui passent dans le canal 86 peuvent Otre utilisés pour le chauffage des hites chambres de séchage sont d'ttpe évacues à l'extérieur de la batteries L'oxygène arrive par le tube 19 et débouche en 18 au voisin nage du col 29 du venturi ou au col lui-même. La vitesse de l'oxygène y est telle qu'il se produit un effet d'aspiration des gaz brûlés venant de la chambre 27 et du convergent 28 et leur refoulement vers le haut, dans le divergent 30, suivant le prin- cipe connu de l'injecteur.
C'est cet effet d'injection qui assuri le recyclage d'une partie des gaz brûles venant du oameau 4
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et leur circulation en descente dans le oarneau 9 avec retour dans le carneau 4 en passant par la ohaabrt Il et le venturi a8, 294 30.
Dans le col 29 du venturi et la partie divergente 30 se réalise en outre le Mélange de l'oxygène venant du tube 19 avec
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loofas brûles venant du convergent RI& z La gaz qui débouche en S3 Mneontrs dong non pas de 1# oxygène pur< mais un mélange d'oxygène et de gas brûlés Kn oale,
culant convenablement à la construction la section de l'orifice 18 qui détermine la vitesse de l'oxygène et la section du col 29
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du venturi on peut obtenir les. proportions d'oxygène et de gaz
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brûlas recyclée qui correspondant IL la ooabuaticn la plus convenable pour le chauffage t.1 Wt (Ë%!àWmib h Qfta S% t Q:
f\I1 <L< et 29 en marche en introduisant don pièces amovibles %oit par le dessus du piédroit, par le regard 31, boit par le dessous du tours dans ce cana pour l'oxygène les pièces sont introduites par le tube 19 lui-même, pour les gaz brûlée par un orifice facilement ménagé dans la dalle 20 et débouchant dans la chambre 27.
Il est également possible de régler les proportions de gaz
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li es y, c paiement c.IF,1R,.tet d} l"r les proportions d gaz brûlée et d'oxygène en obturant plue ou moins le convergent 28
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au moyen d'un anneau oouliMtnt verticalement autour du tube 19 et Manoeuvra par le dessous de la dalle
Il cet encore possible de régler les proportions de gais brûlée et d'oxygène en faisant varier, 1 dans le cent vertical,
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f la position de l'orifioe 18 par rapport au vol du ventur-i 89 ,-le tubt.
l'j fit cette Manoeuvre peut ôtru ex4ojiKt ?go Il suffit pour 081." d..:t"1o '-oi....i V4tr,ioa.'leroenl( pU, 1< de** sous de la dalle supportant 16 four.
Le modèle du four à ocke ciadesous donne un exemple de rdtà lination du mélange d'oxygène et de SA% brûlés rocyoldai suivant le procède faisant l'objet de l'invention, .'..t.d1t. au moyen d'un venturi au col duquel débouché l'arrivée d'oxygène, Mais beaucoup d'autres modèles de tout. peuvent être réalisé$ suivant le mime procède, A titre d'exemples, des variantes sont indiquée ci-après* sans que leur énumération soit limitative,
Tout d'abord dans le modèle décrit les gas brûlés sont finalement évacuée par la partie supérieure du four par le canal 26, 11 est également possible de le* évacuer par la partie
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inférieure, à la condition de créer, toit par une cheminée,
toit par tout autre système connu l'expiration nécessaire. On peut par exemple$ aménager sous toutes les chambres 27 d'un piédroit un canal relié avec chacune d'elles et formant collecteur. On peut aussi réunir toutes les chambres 27 d'un piédroit en supprimant ou en perçant les murs qui les séparent.
Leur réunion forma un , canal collecteur horizontal. il suffit de relier ces canaux avec les dispositifs extérieurs au four qui assurent l'évacuation des gaz brûlée
Le modèle décrit comporte les venturis et les arrivées d'air à la partis inférieure des fours, il ont tout aussi possible de prévoir un venturi en haut du carneau descendant 5 et recevant des gaz brûlée à la foie des carneaux 3 et 4. Dans ce cas, il n'y a qu'un venturi au lieu de deux et une seule arrivée d'oxygène.
Le carneau descendant 5 est parcouru non par delà gaz brûlés mais par un mélange de gaz brûlée et d'oxygène; il conduit ce mélange à la base des carneaux 3 et 4. Cette variante permet, l'injection d'oxygène se faisant par le haut, d'établir des communications entre le dessus des chambres de cokéfaction et les piédroits* de façon à faire passer, dans les dits piédroits, les gaz et les vapeurs dégagées par le charbon, ce qui a pour effet de brûler ou de craquer le benzol et le'goudron, supprimant ainsi la production de ces sous-produits,
dont on connaît les difficultés du Marché.
Le modèle décrit prévoit une combustion ascendante dans les carneaux 3 et 4, Il est aussi possible que la combustion soit descendante) il suffit de renverser les dispositions du dessin, haut pour bas. On peut aussi opérer ce renversement pour les variantes*
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Le modèle décrit comporte une alimentation en gaz par en- ,dessous suivant la disposition connue dite "underjet" qui présente de nombreux avantages, Il comporte de môme l'alimentation par en- ! dessous du gaz comburant ce qui réalise la disposition dite i "underjet total".
La dernière variante indiquée ci-dessus comporte au contraire les alimentations en gaz et en oxygène par au-dessus. Par analogie on pourrait a pp eler cette disposition "overjet total*@ Dans le cas de oette variante il n'est plus nécessaire de placer le massif des tours sur une dalle accessible par en-dessous pour les régla- ges, la dalle peut être posée directement sur le sol.
Le modèle décrit prévoit l'admission de gaz par un conduit
24 ménagé dans la maçonnerie du mur de refend 16. Cette admission peut être.aussi faite par tout autre conduit ménagé dans les carneaux eux-mêmes,
Enfin, le combustible admis peut être non pas un gaz ou une vapeur$ mais un liquide entraîna ou non par un corps gazeux,
La présente Invention consiste également en un four à coke donné à titre d'exemple d'application du procédé et caractérisé : @ par l'absence de dispositif de récupération ou régénération de la chaleur sensible des gaz brûlés;
par la circulation continue des fluides dans les oarneauxj par la division des piédroits de chauffage en carneaux verticaux comme il est d'usage, mais de plus la subdivision de chacun de ces carneaux par deux cloisons parallèles aux parois de chambre, ou trois carneaux, l'un étant contigu à une paroi de chambre, l'autre étant contigu à l'autre paroi de chambre, tous deux assurant le chauffage de ces parois le troisième ayant une position, centrale et servant au retour des gaz brûlés pour :Leur recyclage;
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par la circulation qui peut être ascendante dans les oameaux chauffants (chauffage ascendant) et descendante dans les car- neaux de retour. Elle peut être aussi descendante dans les carneaux chauffants (chauffage descendant) et ascendante dans les carneaux de retour) par des venturis placée sur le circuit des gaz brûlé ) ils re- ooivent au col eu au voisinage du col un, jet d'oxygène qui, par effet d'injection, assure l'aspiration et le refoulement d'une partie des gaz brûlés recycles:
le Mélange de l'oxygène et des gaz brûlas est assuré par les venturi.. Ceux-ci peuvent être places en un point quelconque du circuit des gaz brûlés et recyclés à la condition que ce point se trouve en aval de l'endroit où sont prélevés les sas brûlés en excès destinés à être évacués à l'extérieure par le réglage fixe ou variable de sections de sortie d'oxygène d'une part, de la section de passage des gaz brûlés recyclés dans le venturi d'autre part, employés séparément ou en combinai on,
afin de faire varier les proportions d'oxygène dans le mélange ; en variante, par la variation de la position de l'arrivée d'oxy- gène par rapport au col du venturi, afin 4' obtenir également la ' variation des proportions
L'invention consiste enfin en un four à coke caractérisé :
par la division des piédroits de chauffage en oarneaux verticaux, comme il est d'usage, mais sans subdivision de ceux-ci Gomme dans le modèle précédente par l'aménagement dans les murs de refend séparant les oameaux des conduits verticaux servant au retour des gaz brûlés pour leur recyclage;
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par un ou des vénerie assurant les mêmes fonctions que pour le modèle précédente REVENDICATIONS... ,
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1.
Procédé permettant le chauffage des four "à coke en utili- sant comme comburant de l'oxygène ou de l'air suroxygéné,, en mélange avec une partie des gaz brûlés provenant de la combustion elle-même, caractérisé en ce que le dit Mélange est effectué par recyclage des gaz brûles dans les piédroits mêmes des tours,
2. Procède selon 1, dans lequel l'intensité du recyclage règle la teneur en oxygène et la température du mélange comburant,
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Procédé selon 1 ou 2j caraotérlsé en ce que le combustible (gaz $ vapeur ou liquide) est admis en un point où le dit mélange est suffisamment intime pour éviter l'effet de chalumeau.
4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérise en ce que le mélange d'oxygène avec les gaz bruine recycles se fait dans un dispositif dit "venturi"comportant une partie convergente' et une partie divergente séparées par un col, le venturi étant parcouru par les gaz brûles et l'oxygène étant admis dans le col avec une vitesse telle qu'il en résulte un effet d'injection qui assure la circulation des gaz brûlée recyclée.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.