Brevet FR2502167A1 — publié le 19820924

La présente invention concerne un procédé de captage des gaz produits dans un four à coke, plus particulièrement au voisinage des portes, et pendant la phase de remplissage du four et la phase immédiatement suivante, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. On sait que, lors de l'enfournement pilonné humide de charbon dans un four à coke, l'espace laissé entre le pain de charbon pilonné et les parois verticales du four permet, en particulier, l'évacuation des gaz produits pendant la première phase de la carbonisation du charbon. Dans cette technique d'enfournement il n'y a pratiquement pas de phénomène de montée en pression dû au dégagement des gaz pendant la première phase de carbonisation. Au contraire, dans la technique d'enfournement par gravité humide et plus encore dans celle d'enfournement préchauffé sec par conduite de chargement, le remplissage complet du four ne laisse aucun passage aux gaz contre les parois. On observe alors une montée en pression, en particulier au bas des portes de four, qui peut atteindre une valeur voisine de 0,04 bar dans la technique d'enfournement par gravité humide et voisine de 0,15 bar dans celle d'enfournement préchauffé sec par conduite de chargement. La figure 1 en annexe représente une coupe transversale d'une porte de four à coke et de son entourage immédiat. La porte de four proprement dite (1) munie de sa maçonnerie (2) est fixée sur le cadre de battée (3) par l'intermédiaire de couteaux d'étanchéité (4). Le dormant (5) de la porte est solidaire de la maçonnerie d'extrémité (6) du four proprement dit (7) comprenant des briques (8). La montée en pression provoque des fuites de gaz vers l'extérieur au niveau de la porte de four, des passages de gaz entre le cadre de battée et la maçonnerie du four (9) puis entre dormants et briques (10), puis pénétration des gaz dans les carneaux. Il est possible de diminuer ces phénomènes de montée en pression en aménageant deux canaux verticaux de part et d'autre de la porte de four, disposés à proximité des couteaux d'étanchéité. Ces canaux (11) sont alimentés en gaz par le jeu existant entre la maçonnerie de la porte et les parois verticales du four, à savoir les 2 fentes verticales (12). Cette solution au problème donne des résultats peu satisfaisants dans la technique d'enfournement par gravité humide et aucunement satisfaisants dans la technique d'enfournement préchauffé sec par conduite de chargement. En mettant en oeuvre cette seconde technique on constate que le charbon chaud se propage par tous les orifices, passant par les fentes verticales (12) et occupant au moins en partie les canaux (11). Les entraî- nements de charbon sous les cadres de battée et les dormants peuvent avoir lieu avec combustion et provoquer la détérioration des joints d'étanchéité et parfois la destruction de la façade des fours. La présente invention a pour premier objet un procédé de captage des gaz produits dans un four à coke, au voisinage d'au moins une porte dudit four, consistant à provoquer un cheminement forcé desdits gaz vers l'extrémité supérieure du four dans au moins un conduit pratiqué à l'intérieur de ladite porte. Le second objet de la presente invention consiste en un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé, constitué d'au moins un conduit couvert à ses extrémités supérieure et inférieure, pratiqué dans la porte du four à coke, l'ouverture inférieure dudit conduit communiquant avec l'intérieur du four. Le conduit est par exemple vertical. Un premier mode de réalisation est représenté par la figure 2 en annexe, dans laquelle 2A est une vue en perspective d'une porte de four équipée du dispositif selon l'invention et 2B est une coupe partielle de ladite porte selon le plan vertical contenant l'axe AA'. Le dispositif est constitué d'un tuyau vertical (13) sur lequel sont assemblés en oblique des tubes (14). L'axe d'un tube (14) forme avec l'axe du tuyau (13) un angle tel que la hauteur de chicane (H) soit au moins egale au diamètre (d) du tube (14). Cet angle est généralement compris entre i0" et 75". La longueur (l) d'un tube est au moins égale à son diamètre (d).Le tuyau (13) et les tubes (14) sont assemblés par tout moyen connu, par exemple par soudure, et l'ensemble obtenu peut être scellé dans une porte de four existante dans laquelle une saignée aura été préalablement pratiquée. Il peut aussi être disposé dans un coffrage dans lequel on coulera une maçonnerie pour réaliser une porte de four. Un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention comprend trois parois verticales constituées par une saignée pratiquée dans la porte ou par un bâti rapporté dans ladite saignée et une quatrième paroi verticale solidaire de la paroi de la porte et en regard de l'inte- rieur du four. Cette quatrième paroi est percée d'orifices permettant aux gaz de s'échapper par le conduit vertical aménagé dans la porte. Le dispositif peut équiper seulement une porte mais de préférence les deux portes d'un four. Avantageusement le conduit vertical comprend un bâti, constitue d'au moins un tronçon, encastré et scellé dans une saignée pratiquée dans la porte ou bien mis en place lors de la fabrication même de la porte. Chaque tronçon dudit bâti comprend trois parois verticales faisant corps avec la porte et éventuellement obtenues par emboutissage d'une plaque métallique et une quatrième paroi verticale, percée d'au moins un orifice, solidaire des trois autres parois et de la paroi de la porte en regard de l'intérieur du four. Avantageusement cet orifice a la forme d'une chicane verticale dont le sens de la pente est tel qu'elle évite au charbon de se déverser, pendant le chargement du four, à l'intérieur du conduit vertical. Le conduit vertical sera de préférence aménagé dans l'axe de la porte. La figure 3 en annexe représente, en perspective, un dispositif particulier selon l'invention. Les repères ont les significations suivantes : (1) représente le corps de la porte, (2) la maçonnerie dans laquelle est pratiqué par saignée le conduit (15) constitué de trois parois verticales (16), (17) et (18) et de la quatrième paroi verticale (19) constituée o d'éléments rapportés en chicane (20). La figure 4 représente un autre dispositif particulier selon l'invention, comprenant un bâti encastré et scellé et dont la fabrication est réalisée en plusieurs tronçons qui sont ensuite assemblés et scellés dans le corps de la porte de four. Sur cette figure, (21) représente un élément inférieur, (22) des éléments intermédiaires et (23) un élément supérieur. Chaque élément est constitué d'un tronçon de bâti (24) formant trois parois du conduit et la paroi en chicane, scellé dans un support en maçonnerie (25). Ces divers éléments se différencient par la position des pièces en chicane constituant la paroi (19). La chicane inférieure de l'élément inférieur (21) laisse un espace libre au bas dudit élément. La chicane supérieure de l'élément inférieur est proéminente par rapport à cet élément inférieur de façon à venir s'emboîter dans la partie inférieure d'un élément intermédiaire. Chaque chicane supérieure de chaque élément intermédiaire comporte également une proéminence venant s'emboîter soit dans la chicane intermédiaire immédiatement supérieure, soit dans l'élé- ment supérieur. Cet élément supérieur ne comporte pas de proéminence de sa chicane supérieure. Chaque élément comporte au moins une chicane. On assemble ainsi un élément inférieur, un élément supérieur et autant d'éléments intermédiaires qu'il est nécessaire pour obtenir un conduit vertical de même hauteur que la porte dans laquelle il est logé. Le dispositif selon l'invention fonctionne de la façon suivante. Les portes du four étant fermées on procède à l'enfournement du charbon. Pendant cette phase, les gaz commencent à se dégager, en particulier d'abord aux endroits les plus chauds situés dans l'axe de la porte. Le dispositif selon l'invention oblige les gaz formés à cheminer verticalement de bas en haut de la porte du four dans le conduit pratiqué. Le captage du gaz de dégazage a lieu successivement par les différents orifices au fur et à mesure que l'enfournement du charbon se poursuit. Au cours de la phase suivant la fin de l'enfournement le captage du gaz de carbonisation a lieu simultanément à l'aide de tous les orifices du dispositif. Le dispositif selon l'invention permet, particulièrement dans la technique de l'enfournement préchauffé à sec, d'éviter des surpressions importantes sur les portes de fours à coke. Ainsi ia figure 5 montre les valeurs des pressions mesurées au bas de la porte d'un four telle que schematisée sur la figure 1 (repère A) et au bas de la porte d'un four munie d'un dispositif selon l'invention (repère B), en fonction du temps. On constate qu'à l'aide du dispositif selon l'invention on obtient des pressions maximales de gaz qui sont seulement de l'ordre de 0,008 bar. La figure 6 en annexe représente, à titre d'illustration de l'invention et de façon non limitative une vue en coupe longitudinale (6a) et en coupe transversale (6b) d'une partie du bâti, base de fabrication des éléments inférieur, intermédiaire et supérieur représentés à la figure 4. La section d'entrée des gaz dans chaque chicane est de 38 x 100 mm et la section principale de passage des gaz est de 50 x 100 ni". Le bâti est réalisé en acier réfractaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de captage des gaz produits dans un four à coke au voisinage d'au moins une porte dudit four caractérisé en ce qu'il consiste à provoquer un cheminement forcé desdits gaz vers l'extrémité supérieure du four dans au moins un conduit pratiqué à l'intérieur de ladite porte. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cheminement forcé des gaz a lieu verticalement de bas en haut. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins un conduit ouvert à ses extrémités supérieure et inférieure, pratiqué dans la porte du four à coke, l'ouverture inférieure dudit conduit communiquant avec l'intérieur du four. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le conduit est vertical. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tuyau vertical (13) sur lequel sont assemblés en oblique des tubes (14), l'axe d'un tube (14) formant avec l'axe du tuyau (13) un angle % tel que la hauteur de chicane (H) soit au moins égale au diamètre (d) du tube (14). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle est compris entre 100 et 750. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit vertical comprend trois parois verticales constituées par une saignée pratiquée dans la porte et une quatrième paroi verticale solidaire de la paroi de la porte en regard de l'intérieur du four et percée d'orifices. 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit vertical comprend un bâti, constitué d'au moins un tronçon, encastré et scellé dans une saignée pratiquée dans la porte du four à coke, chaque tronçon dudit bâti comprenant trois parois verticales faisant corps avec la porte et une quatrième paroi verticale percée d'au moins un orifice et solidaire des trois autres parois et de la paroi de la porte en regard de l'intérieur du four. 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les orifices sont constitués par des chicanes verticales. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque tronçon du bâti sert de base à la confection d'un élément en maçonnerie dans lequel il est scellé.