Brevet FR2467234A1 — publié le 19810417

La présente invention concerne les fours à coke et plus particulièrement un dispositif pour manutentionner de la houille préchauffée destinée à être carbonisée dans une batterie de fours à coke. On connaît différents procédés pour préchauffer et enfourner des charbons cokéfiants dans des fours à coke en forme de fentes. Ces procédés diffèrent à la fois par la façon dont la houille est préchauffée et par la façon dont elle est enfournée dans les fours ou chambres. L'installation de préchauffage peut être formée d'un ou plusieurs étages de chauffage à entraînement ou par d'autres dispositifs, un système à lit fluidisé par exemple. La houille préchauffée peut être enfournée par différents dispositifs, comprenant, par exemple, un chariot d'enfournement, un système de transport de houille par vapeur ou gaz sous pression à travers des conduites ou un dispositif de transport mécanique. Tous ces dispo- sitifs ont essentiellement en commun qu'ils ont la faculté de stocker de la houille préchauffée pour former une transition entre le fonctionnement continu de l'installation de préchauffage et le fonctionnement discontinu du système d'enfournement. Dans tous les systèmes, l'équipement utilisé pour transporter, doser et enfour- ner la houille est séparé de l'installation de préchauffage elle- mêmese sorte que le gaz produit peut circuler dans l'installation de préchauffage sans passer par ou venir en contact avec les équi- pements prévus à la suite, comme cela est habituellement le cas. Cependant, la houille préchauffée doit être maintenue dans un envi- ronnement neutre pendant qu'elle est transportée et stockée, ce qui est obtenu généralement par l'injection de gaz neutres dans les dispositifs de transport et de stockage. Les gaz neutres peuvent être obtenus, par exemple, par combustion d'un combustible gazeux dans des conditions pratiquement stoechiométriques; ils peuvent également Etre constitués par de l'azote dans les cas o un appro- visionnement en azote en quantité suffisante est garanti et ils peuvent en plus être obtenus de toute autre source, à condition que leur teneur en oxygène soit suffisamment basse. Habituellement, les charbons cokéfiants sont préchauf- fés à environ 250C. A cette température, la houille ne dégage habituellement pas de grandes quantités de gaz combustibles, mais des expériences récentes ont démontré que certains charbons dégagent au contraire des quantités considérables de gaz combustibles, même s'ils sont préchauffés à des températures relativement basses. Dans ce cas, le gaz neutre utilisé pour protéger la houille pré- chauffée dans les dispositifs de transport et/ou de stockage est donc contaminé par des gaz combustibles. Si ces gaz contaminés sont rejetés à l'atmosphère de la façon habituelle, ils risquent de provoquer une pollution atmosphérique; un autre inconvénient est la perte des fractions combustibles des gaz rejetés. L'invention vise à apporter un procédé par lequel les gaz neutres du système de stockage et/ou de transport d'une instal- lation de préchauffage de houille puissent être récupérés sais perte des fractions combustibles et sans pollution atmosphérique. L'invention apporte un procédé d'exploitation d'un dispositif de transport et/ou de stockage combiné avec une instal- lation à préchauffer de la houille et servant à l'alimentation en houille préchauffée d'une batterie de fours à coke, qui comprend l'introduction de-gaz inerte dans ce dispositif et la décharge de celui-ci d'un mélange de gaz inerte et de gaz combustibles, ainsi que l'introduction du mélange gazeux déchargé dans un collecteur de gaz de la batterie de fours à coke alimentée en houille préchauffée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui représente schématiquement une inst;llation de préchauffage de houille, un système de transport et de stockage et une batterie de fours à coke. L'ensemble représenté comprend deux installations de préchauffage de houille 10 et 11 qui reçoivent leur énergie de fours 12 et 13 et d'o la houille préchauffée est déchargée par des goulottes 14 et 15 dans deux convoyeurs 16 et 17. Les installa- tions de préchauffage 10 et 11 fonctionnent en alternance, jamais en même temps. Le flux de houille préchauffée sortant des convoyeurs 16, 17 passe par un malaxeur 18 et est ensuite amené par ur convoyeur 19 à un autre convoyeur 20 disposé au-dessus d'une série de silos 21 o la houille préchauffée est stockée avant d'être déchargée par des trémies de dosage 22 dans la batterie 23 de fours à coke. La batterie 23 est reliée à deux collecteurs de gaz 24 et 25. Le collecteur 24 communique avec les fours ou chambres de la batterie 23 pendant l'enfournement de la houille préchauffée dans ceux-ci, de sorte que ce collecteur reçoit l'afflux de gaz chargés de poussière dégagés pendant l'enfournement, tandis que le collecteur 25 communique avec les chambres pendant une grande partie du restant de la période de carbonisation. Un générateur de gaz inerte 26 fournit du gaz inerte par une conduite 27 au convoyeur 16. Le gaz inerte injecté dans le système de transport arrive jusque dans le convoyeur 20 au-dessus des silos de stockage 21. A l'exception du silo 21 représenté tout à fait à droite sur le dessin, la houille préchaufée est chargée de manière sélective dans les silos à l'aide de vannes d'arrêt 28. Le silo 21 se trouvant tout à fait à droite ne demande pas une telle vanne d'arrêt puisqu'il reçoit du convoyeur 20 la houille qui reste après le remplissage des autres silos. Pour maintenir une circulation de gaz inerte du convoyeur 20 dans tous les silos 21 quelles que soient les positions des vannes 28, chaque silo 21, sauf celui de droite, est relié au convoyeur 20 par une conduite de gaz 29 qui permet le libre passage du gaz inerte. D'autres conduites de gaz, , sont prévues entre les silos 21 et les trémiesde dosage 22 correspondantes. Le gaz inerte quitte les silos de stockage 21 par des conduites de sortie 31 branchées sur une conduite de sortie prin- cipale 32 reliée au collecteur d'enfournement 24 de la batterie de fours à coke 23. La conduite 32 est en outre reliée par une vanne de décharge 33 à une conduite 34 d'évacuation à l'atmosphère. Sur la conduite 32 est branché un analyseur de gaz 35 qui peut commander une vanne d'arrêt 36 dans la conduite 32, de m8ne que la vanne de décharge 33. L'analyseur 35 peut ainsi, si nécessaire, envoyer des gaz de la conduite 32 à l'atmosphère par la conduite 34. Les 2467234. positions des vannes 33 et 36 dépendent également de la pression et de la température des gaz dans le système, des capteurs de pression et de température et des organes de commande de vanne appropriés étant prévus à cet effet. Une conduite 37, pouvant être mise en communication avec la conduite 32 par une vanne 38, présente une arrivée de vapeur pour purger le système si cela est nécessaire. Pendant le fonctionnement du système, le générateur 26 produit des gaz inertes à une température d'environ 250'C pour empêcher la condensation et éviter des difficultés de fonctionne- ment pouvant résulter d'une telle condensation dans le système. Les gaz fournis par le générateur 26 sont contrôlés par un analyseur de gaz 39. Si les gaz ont une composition ou sont dans un état ne convenant pas a leur introduction dans le système de transport et de stockage, l'analyseur provoque la fermeture d'une vanne 40 dans la conduite 27 et l'ouverture d'une vanne 41 dans une conduite 42 d'évacuation à l'atmosphère. Si l'analyseur 39 constate que les gaz présentent des caractéristiques satisfaisantes, la vanne 41 est fermée et la vanne 40 est ouverte, de sorte que les gaz inertes peuvent pénétrer dans le système par la conduite 27. En cas de défaillance du générateur de gaz-inerte 26, du gaz au moins à peu près inerte peut être fourni au convoyeur 16 par une conduite 43 par celle des installations de préchauffage 11, 12 qui est en fonctionnement à ce moment. Normalement, ces gaz chauds, s'ils ne doivent pas être envoyés par la conduite 43 dans le système de transport et de stockage, sont recyclés, en partie par une conduite 44 aboutissant sur le four 12 ou 13 del'installa- tion de préchauffage considérée. Le four reçoit donc du gaz pré- chauffé. Une partie des gaz issus des installations de préchauffage sont rejetés & l'atmosphère par une ou plusieurs cheminées 45. Lors de la mise en route de l'ensemble,il est important que les gaz débités dans la conduite 32 soient rejetés à l'atmos- phère par la conduite 34, pendant que les trémies de dosage 22 sont prêpurgées. Si l'analyseur 35 détecte les conditions correctes, et à condition que la pression dans le système soit correcte et que la température du gaz soit suffisante pour éviter la condensation, 2467234; la vanne 36 est ouverte et les gaz entrent dans le collecteur d'enfournement 34. Si, pendant le fonctionnement du système, les condi- tions du gaz dans la conduite 32 varient au-delà de limites spéci- fiques, la vanne 36 est fermée, de sorte que les gaz ne peuvent plus entrer dans le collecteur d'enfournement 24. Des conduites de dérivation 46 et 47 sont prévues entre différents convoyeurs pour maintenir l'écoulement des gaz d'un convoyeur à celui qui le suit, même si les conduites de trans- port de houille entre les deux convoyeurs sont partiellement ou totalement bouchées par la houille. Il ressort de ce qui précède que l'invention apporte plusieurs avantages. Les gaz combustibles dégagés par la houille préchauffée pendant son transport et son stockage sont transférés dans le système principal de gaz pollués de la batterie de fours à coke et peuvent par conséquent être récupérés dans un équipement de récupération de sous-produits. Pour que le système décrit puisse fonctionner efficacement, il faut que le gaz inerte dans le système soit maintenu à une pression supérieure à la pression dans le collecteur d'enfournement 24, ce qui est assuré dans l'exemple représenté par une vanne 48 qui est sensible à la pression et est installée entre le système de transport et de stockage de la houille et le collecteur d'enfournement. L'invention apporte donc un avan- tage supplémentaire en ce qui concerne le collecteur d'enfournement 24 puisque celui-ci doit habituellement être maintenu chaud en perma- nence et pour assurer l'écoulement continu de gaz à travers lui afin d'éviter des difficultés dans le fonctionnement. Dans les systèmes conventionnels, ce résultat ne peut être obtenu qu'en laissant à tout moment deux ou davantage de chambres de la batterie en commu- nication avec le collecteur d'enfournement, ce qui a un inconvé- nient parce que le branchement permanent d'une chambre sur le collec- teur provoque des dépôts excessifs de goudron dans le collecteur d1enfournement, entraînant à son tour des difficultés pour récupé- rer la poussière de charbon et le goudron contaminé de ce collecteur. Dans le système selon l'invention, l'introduction continue de gaz chauds de la conduite 32 dans le collecteur d'enfournement 24 évite la nécessité de laisser des chambres de la batterie en communica- tion avec le collecteur 24 après la période initiale d'enfournement; la fonction du collecteur et la récupération de poussière de charbon de celui-ci sont ainsi considérablement facilitées. 2467234-. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Procédé d'exploitation d'un dispositif de transport et/ou de stockage combiné avec une installation à préchauffer de la houille et servant à l'alimentation en houille préchauffée d'une batterie de fours à coke, caractérisé en ce qu'il comprend l'intro- duction de gaz inerte dans ce dispositif (16 à 22) et la décharge de celui-ci d'un mélange de gaz inerte et de gaz combustible, ainsi que l'introduction du mélange gazeux déchargé dans un collecteur de gaz (24) de la batterie de fours à coke (23) alimentée en houille préchauffée. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz inerte est introduit dans le dispositif en un point situé sensiblement au début du passage de la houille venant de l'installae tion de préchauffage (10, 11) à travers le dispositif. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz inerte est analysé avant son introduction dans le dispositif et est envoyé ailleurs s'il ne présente pas des caracté- ristiques satisfaisantes. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mélange gazeux est analysé avant son introduction dans le collecteur de gaz (24) et est envoyé ailleurs s'il ne présente pas des caractéristiques satisfaisantes. - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange gazeux est maintenu dans le dispositif à une pression plus élevée que la pression dans le collecteur de gaz (24). 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la circulation de gaz inerte à travers le dispositif est maintenue si la houille forme un bouchon. 7 - Dispositif formé par un système de transport et de stockage combiné avec une installation à préchauffer de la houille et servant à alimenter une batterie de fours à coke en houille préchauffée, convenant à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens 2467234. de transport (16, 17, 19, 20) pour amener de la houille préchauffée de l'installation de préchauffage (10, 11) à des silos de stockage (21) reliés à des trémies de dosage (22) pour l'enfournement sélec- tif de la houille préchauffée dans les fours à coke de la batte- rie (23), un générateur de gaz inerte (26) relié à ces moyens de transport, des moyens (46, 47, 29, 30) pour maintenir une circula- tion de gaz inerte à travers le système, ainsi que des moyens (31, 32, 48, 36) pour décharger le gaz dans un collecteur de gaz (24) de la batterie de fours à coke (23). 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (39, 40, 41, 42) pour analyser le gaz inerte avant son introduction dans les moyens de transport (16, 17, 19, 20) et pour empocher cette introduction si ses caractéris- tiques ne sont pas satisfaisantes. - 9 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (35, 33, 36) pour analyser le gaz avant son introduction dans le collecteur de gaz (24) et pour empê- cher cette introduction-si ses caractéristiques ne sont pas satis- faisantes.