Brevet FR2080680A1 — publié le 19711119

4584"? 1 2080680 L'invention concerne un procédé pour le réglage des taux de chauffage dans la calcination de corps moulés en car-= 5 bone dans des fours à chambres annulaires. Dans la calcination de corps moulés en carbones qui se composent de matières solides contenant du carbone„ par exemple les cokes» les graphites et les suies avec des liants comme les brais de goudron de houille et les résines synthéti-10 ques„ dans les liants il se forme des cokes solidesp des pro~ duits de distillation gazeux et de l'hydrogène libre. la quantité de gaz de distillation et d'hydrogène se produisant dans l'unité de temps est, à côté de l'importance de la teneur en liant dans les corps ;'moulésp une fonction de la vitesse de 15 chauffage et on sait'que dans la calcination il ne faut pas dépasser une vitesse de chauffage spécifique pour chaque qualité de carbone si la combustion doit être sans rebut. Si les quantités de gaz sont trop grandes, il se produit dans les corps moulés en carbone des fissures et d'autres défauts de 20 structure qui diminuent la valeur du produit final ou excluent complètement l'utilisation économique. Les fours à chambres annulaires,dans lesquels des corps moulés en carbone sont de préférence calcinés„ se composent d'un certain nombre de chambres reliées par des canaux 25 de gaz de fumée et d'air frais. Le gaz de fumée est- aspiré delà chambre de combustion à la cheminée en passant par des chambres nouvellement chargées branchées en amont en fournissant une partie de sa chaleur sensible à la matière calcinée, de sorte que la vitesse de chauffage de la matière calcinée peut 30 être réglée par variation du tirage de la cheminée ou de la puissance du ventilateur à l'intérieur de.limites déterminées fixées par la conception du four. Cependant il n'est pas possible de rendre le dégagement de chaleur différent et de rendre le gradient de températures dans la phase critique de 35 cokéfaction entre 300 et 600° C dans laquelle sont formées de grandes quantités de gaz de distillation ou dans la gamme de 600 à 750° C dans laquelle d'assez grandes quantités d'hy-drogène sont libérées, plus petit que dans les chambres branchées en amont et en aval. De plus les températures des cham-40 bres dans la zone des températures critiques entre 300 et 600°C, 70 45849 2 2080680 par suite d'allumage ne pouvant pas être éliminés complètement et de combustions des gaz de distillation avec l'air contenu dans le gaz de fumée, peuvent monter plus fort que linéairement. Pour éviter le déchet de calcination il faut 5 donc, en particulier dans les fours avec de grandes dimensions de chambre, maintenir aussi dans les zones non critiques une très petite montée de température. L'invention a pour but de rendre la monté de température dans les chambres de cokéfaction entre environ 300 et 10 600° C, assez petite pour qu'il ne se produise pas de déchet par formation de fissures dans les corps moulés en carbone, et en même temps de chauffer les chambres branchées en amont et en aval avec d'assez grands gradients de température ou, en d'autres termes, de régler les températures des chambres indépendamment des chambres 15 voisines. A cet effet l'invention concerne un procédé pour la calcination de corps moulés en carbone dans des fours à chambres annulaires, caractérisé par le fait qu'une des chambres branchées en aval d'au moins l'une des chambres de chauffe est refroidie par intre-20 duction de gaz froids, de vapeurs et de liquides vaporisables. Pour le refroidissement, sont appropriés tous les gaz et toutes les vapeurs qui as attaquent pas la maçonnerie en céramique des chambres,, par exemple l?air, l'azote, le bioxyde de carbone et la vapeur d'eau. 25 Avec le procédé conforme à l'invention, l'élé vation de température dans les chambres est limitée par les grandeurs des chambres annulaires dans la gamme de température entre 350 et 600° C de sorte qu'il ne se produit pas de fissures dans les corps moulés en carbone, ^es gradients de température dans quelques zones 30 critiques peuvent être augmentés de sorte qu'une calcination économique rapide des corps moulés en carbone est possible. Pour améliorer encore la marche des fours à chambres annulaires avec des chambres refroidies par introduction de gaz froids ou de vapeurs il est avantageux de calculer le tirage du four entre la chambre de chauffage 35 et la chambre refroidie pour pouvoir régler la quantité de gaz de' fumée enlevée indépendamment de la quantité de gaz de refroidissement amenée . 70 45849 3 2080680 Des exemples d'exécution de l'inventior. von-*- être expliqués à l'aide des dessins ci-joints. ~ Dans la figure 1 est représenté en pla." un four annulaire avec vingt chambres dans lequel „ suivant l'inveri* ior, t 5 de l'air est introduit pour le réglage des température-? de-ï chambres. - Dans la figure 2 est représenté le même four ave."-une disposition pour l'injection d'eau. - Dans la figure 3 est représentée une courte de con*= 10 bustion dans laquelle il faut entendre les températures moyennes des chambres. La température de la matière chargée dans la chambre de chauffe 1 chauffée à l'huile de chauffage (figure 1) e3t de 1000° C. L'air de combustion est aspiré dans la chambre le 15 chauffe à travers la chambre découverte 17 en passant par le? chambres 18„ 19 et 20 et,de plusP préchauffé avec refroidissement des contenus des chambres. Le gaz de fumée s'écoule dans le sens des aiguilles d'une montre de la chambre 1 à la chambre 12s en/passan* pa^ 20 les chambres 2, 3„ etos et de là par la canalisation d- •rar, --fert 21 dans le canal de gaz de fumée 22 qui Ta à la cheminé*. Sur ce trajet le gaz de fumée fournit une grande partir de sa chaleur sensible à la matière chargée dans les chambres 2 h 12. 25 Suivant le procédé conforme à l'invention» l'air esf aspiré dans la chambre par un canal, maçonné qui va à la paroi de ceinture fendue des chambres. La dépression provoquée par le tirage de la cheminée est dans la chambre d'environ 10 à 15 mm de Hg. Un réglage de la quantité d'air amené es" p?ss:~ 30 ble par l'intermédiaire d'un clapet d'étranglement mor.+ é dans le tuyau 13 qui pénètre dans l'ouverture d'entrée d'un -"anal.» Pour le réglage de la quantité de gaz de fumée à enlever„ le tirage du four est mesuré avec le manomètre disposé sur la chambre 4. 35 La figure 2 représente un autre exemple du prot-édé- conforme à l'invention. Dans le couvercle de la chambre 6 sont encastrées quatre tuyères 23 reliées à la •■anaiisation d'eau 24 qui sont dirigées vers les ouvertures des purl® a--chauffe. La température de la chambre est mesurée avec le 40 thermoélément 25 qui traverse également le couvercle de la BAD ORIGINAL 70 45849 2080680 chambre». Dès qpe la température de la chambre dépasse une limi~ te critique déterminée par des essais „ le registre 26 s'ouvre et l'eau jaillit dans les puits de chauffe de la chambre 6. Les gouttes d'eau se vaporisent dans le courant de gaz d© fumée ascendant et refroidissent le gaz à une valeur non cri-tique. D'après l'invention le registre 26 peut être commandé d'une façon connue en soi par la tension thermoélectrique eu thermoélément 25. Pour refroidir la chambre d'environ 50° C, la quantité totale de gaz de fumée étant de 80°00C à 100.000 m^/hg il faut 'environ 50 à 80 litres d'eau. La température de la chambre 7 branchée en aval n'a pas été modifiée par le refroidissement. L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrits ©n particulier plusieurs des chambres branchées en aval des cham= bres de chauffe peuvent être refroidies par injection d'eau ou partiellement par l'eau et partiellement par des gaz froids ou des vapeurs. Pour la vaporisation plus rapide de 1'eau in= jectée il est avantageux5 en particulier avec des dimensions de chambre assez petite s, de vaporiser de l'eau en plus à l'aide d'air comprimé. Dans la figure 3 sont représentées les températures de la chambre (courbe en pointillé) obtenues suivant le procédé conforme à l'invention et en comparaison les températures d'un foyer sans refroidissement du gaz de fumée »'courbe en trait plein). Par le refroidissement du gaz de fumée suivant l'invention, l'élévation de température dans la zone critique de cokéfaction avec une vitesse de combustion inchangée dans l'ensemble a été sensiblement réduite et le déchet dans la combustion d'électrodes cylindriques est ramené d'environ 5% à moins de 1^. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits. En particulier pour le refroidissement de chaque gaz inerte non agressif9 on peut employer toute vapeur inerte ou aussi des^liquides vaporisables. L'alimentation du produit réfrigérant est possible dans chaque chambre ou dans plusieurs chambres entre la chambre de chauffe et la sortie du gaz de fumée. Le produit réfrigérant peut,, par exemple, aussi être aspiré ou refoulé, dans, les chambres à refroidir par des ou-veorteres appropriées dans les couvercles des chambres a et pour un. meilleur mélange avec les gaz de fumée il faut prévoir 70 45849 2080680 pratiquement des tuyères à turbulence ou des dispositifs analogues. Les avantages du procédé conforme à l'invention con=* sistent en particulier en ce que^. dans les fours à chambres 5 annulaires, les courbes de combustion peuvent être adaptées aux propriétés des corps moulés en carbone à calciner? et en ce que avec un déchet de combustion assez petit«des temps de combustion assez courts peuvent être obtenus. 70 45849 6 2080680 R1YSHDICATI0I3 t °~ Procédé pour la calcination de corps moulés en carbone dans des fours à chambres annulaires9 caractérisé en ce que une deschambres branchées en aval d'au moins l'une 5 des chambres de chauffe est refroidie par introduction de gaz froids9 de vapeurs et de liquides vaporiseblés» 2°~ Procédé suivant la revendication 1p caractérisé en ce que l'on refroidit la chambre située immédiatement eaa aval de la chambre de combustion,, 10 3°- Procédé suivant la revendication 1 9 caractérisé en ce que plusieurs chambres sont refroidies. 4°- Procédé suivant les revendications 1s 2 et 3t caractérisé en ce qu'on emploie de l'air comme gaz de refroidissement ». 15 5°- Procédé suivant les revendications l^îtet 5a carao~ térisé en ce qu'on emploie de la vapeur d'eau comme gaz de refroidissement. 6°- Procédé suivant la revendication 19 caractérisé ■ en ce que pour le refroidissement on pulvérise de l'eau dans 20 les chambres. 7°- Procédé suivant les revendications 1 et 6S caractérisé en ce que l'eau de refroidissement est pulvérisée par des tuyères disposées au dessus des puits de chauffe„ 8°~ Procédé siiivani les revendications 1 et 6P carac-25 térisé en ce que 1!eau de refroidissement est pulvérisée à l'aide d'air comprimée - • • 9°- Procédé suivant les revendications 1f 6e 7' et 6C caractérisé en ce que la quantité dc eau de refroidissement est commandéè par des appareils d® mesure de température 30 disposés dans la chambra . 10°~ Procédé suivant la revendication 1s caractérisé en ce que les chambres sont refroidies partiellement par injection d'eau5 partiellement par introduction de gaz froids ou de vapeurs. 35 ' 11 °- Procédé suivant l8ima des revendications à 10,carac térisé en ce que le tirage du four est mesuré entre la chambré de chauffe et la ou les chambres refroidies.