Brevet FR2503730A1 — publié le 19821015

M1 o;G37ID Four à chambre horizontale pour la production de coke-et de gaz L'invention concerne un four à chambre horizontale pour la production de coke et de gaz, du type pour lequel les parois chauffantes sont subdivisées par des p a r o i s e n c a r - neaux de chauffage, et pour lequel.l'introduction de l'air en cas de chauffage au gaz riche et l'introduction du gaz pauvre et de l'air en cas de chauffage au gaz pauvre se font par l'in- termédiaire de puits d'alimentation communiquant avec des régé- nérateurs dont les ouvertures de sortie dans les carneaux de chauffage sont disposées à des niveaux différents. Le b re v e t DE-PS 2 013 024 qui fait état, par exemple, d'un four à chambre de ce genre, concerne un dispositif de chauffage, sur lequel il est prévu de dimensionner selon deux ou plusieurs ordres déterminés, mais différents les sections de sortie des fentes pour le gaz pauvre et de, fentes de passag pour l'air, et ce sur toute la hauteur.C'est ainsi que, par exemple, les sections des fentes de sortie réparties sur les différents niveaux doivent avoir des dimensions différentes pouvant augmenter ou diminuer vers le haut. La répartition des agents de combustion dans la partie supérieure d'un carneau de chauffage est fonction du nombre des points de distribution superposés qui est très limité sur les constructions du type connu en raison de la stabilité et de la solidité de la maçon- nerie du four. A cela s'ajoute que les ouvertures dd sortie pour l'air de combustion comme c'est, par exemple, également le 2503 730 cas pour l'objet du b re ve tDE-PS 2 013 024, sont constituées par des fentes transversales qui sont ainsi orientées trans- versalement à l'écoulement de la combustion. Il en résulte en cas de chauffage au gaz riche des flammes relativement raides avec une dissipation locale élevée inacceptable de la chaleur et une production de NOx par voie de conséquence. On sait qu'une condition préalable pour la production d'un coke uniformément carbonisé dans les fours à chambres horizon- tales réside dans le fait qu'il y ait non seulement des dis- sipations locales horizontales de chaleur dans les carnèaux de chauffage, mais également des dissipations verticales bien déterminées. Selon les constatations faites par la demanderesse les dispositions connues pour l'amenée du gaz et de l'air de combustion en plusieurs niveaux se sont avérées trop grossières, de sorte qu'il n'a pas été possible d'léviter suffisamment des flammes raides et par conséquent des pointes de température, notamment en cas de chauffage au gaz riche. Pour éviter des pointes de température en cas de chauf- fage au gaz riche, il est connu de recycler une partie du gaz brûlé entre deux carneaux de chauffage. L'inconvénient de ce procédé réside dans le fait que le volume de gaz br lé recyclé peut seulement être défini de manière approximative, notamment par des ouvertures déterminées. Par ailleurs, la recirculation du gaz brûlé exige de l'énergie supplémentaire qui, par ex., doit être mise à disposition au moyen d'une soufflante. L'obôectif de l'invention consiste dans le cas du chauf- fage d'un four à chambre horizontale; sur lequel l'air et le gaz pauvre sont introduits à des niveaux différents dans chacun des carneaux dp chauffage, à empocher la formation de flammes raides et, par conséquent, des pointes de température, et à assurer une combustion "douce", c.-à-d. répartie uniformément a tous les niveaux. - 5 _ En partant d'un forr à chambre du type décrit précédemment l'invention propose de constituer les ouvertures de sortie de l'air et du gaz pauvre par des fentes longitudinales s'étendant verticalement qui, conformément à l'invention, peuvent avoir la configuration décrite dans les revendications secondaires. Du fait que l'air et le gaz pauvre sont introduits dans le carneau de chauffage par l'intermédiaire de fentes longitu- dinales, le mélange des gaz de combustion est déjà "enduit" au ni- veau d'une couche de pierres sur toute sa hauteur. Cet effet peut encore 9tre renforcé par le fait que la fente longitudi- nale s'étend sur toutes les couches de pierres. En tous les cas -il se produit une combustion et une formation de flammes "douce ce qui permet d'éviter dans une large mesure les pointes de température et la formation de Nax. Des exemples de réalisation de l'invention sont représente sur lesdessinsannexé, sur lequels la figure 1 la figure 2 la figure 3 la figure 4 la figure 5 est une coupe longitudinale montrant deux carneaux de chauffage d'une batterie de fours à coke parail aux appareils à boutisses, est une coupe longitudinale correspondante d'un carneau de chauffage selon un autre mode de réali- sation de l'invention, est une coupe horizontale de plusieurs carneaux de chauffage d'une batterie, est une coupe correspondante à la figure 3 selon un autre mode de réalisation et est une coupe correspondante à la figure 4 selon un autre mode de réalisation. Les figures 1 à 3 montrent l'amenée de l'air dans le cas D0 du chauffage au gaz riche. Le gaz riche pénètre dans les dif- férents carneaux de chauffage 4 par l'intermédiaire des brûleur 2so373O _4 - de gaz riche 1, alors que l'air de combustion préchauffé dans les régénérateurs 2 est introduit dans les carneaux de chauf- fage par l'intermédiaire de puits d'alimentation 3 ménagés dans les appareils a boutisses qui sont disposés entre les panneresses 6 s'étendant dans le sens longitudinal du four. Les passages vers un carneau voisin (carneau jumelé) sont dé- signés par 7, la chambre de carbonisation étant désigne par 10 et une paroi d'appui prévue au-dessous de la chambre de carbo- nisation, portant le repère 11. Conformément à l'invention, les ouvertures de sortie de l'air sont constituées par des fentes longitudinales s'éten- dent verticalement.. Dans le cas du mode de réalisation repré- senté sur la figure 1 il s'agit d'une fente d'air 8 continue, alors que dans celui reproduit sur la figure 2 plusieurs fentes longitudinales 8, qui sont interrompues par la maçonnerie, sont disposées les unes audessus des autres. Plusieurs couches de pierres munies de fentes longitudinales alternent alors avec une couche de pierres 9 ne comportant aucune fente longitudinale. Dans: les deux modes de réalisation la largeur de la fente peut augmenter ou diminuer de bas en haut pour tenir dompte des courants partiels de l'air de combustion nécessaires locale- ment et réaliser une graduation fine de l'alimentation de l'air. La figure 4 est une coupe correspondant a La figure 3 d'un autre mode de réalisation de l'invention pour le chauf- fage au gaz pauvre. Dans ce cas deux puits 3,qui débouchent dans des carneaux de chauffage 4 avoisinants, sont disposés dans chaque appareil à boutisses5.De.même que dans le mode de réalisation décrit précédemment, les fentes 8 peuvent être con- tinues ou interrompues. En cas de chauffage au gaz pauvre l'un des puits de chaque appareil à boutisses reçoit de l'air pré- chauffé dans les régénérateurs et le puits d'alimentation si- tué dans l'appareil à boutisses voisin reçoit du gaz pauvre 250373 O - 5- préchauffé, de sorte que l'air et le gaz pauvre pénètrent dans le carneau de chauffage 4 par des fentes opposées d'appareils a boutisses avoisinants.,. La figure 5 est une coupe horizontale de plusieurs carneaux de chauffage 4 délimités par les appareils à panneresses 6 ainsi que les pierres en boutisse 5. Chaque appareil à bous tisses 5 comporte deux puits d'alimentation 3 dont les fentes de sortie débouchent dans l'un des deux carneaux 4 contigus a l'appareil à boutisses. Les ouvertures de sortie sont situées en diagonale dans chaque carneau de chauffage. En cas de chauf- fage au gaz riche celui-ci est acheminé par le brûleur au gaz riche 1 disposé au centre, tandis que l'air est introduit par les fentes longitudinales 8 disposées diagonalement les unes en face des autres dans chaque carneau. Selon l'invention, les fentes sont disposées de manière que le courant d'air ou de gaz qui en sort rencontre la partie avoisinante de l'appareil à parieresses ou mur de refend 6. Il er résulte un courant circulaire ae l'air autour du gaz riche pénétrant au centre et, par conséquent, une amélioration de la combustion. Pour le chauffage au gaz pauvre il est prévu, selon l'invention, de faire entrer l'air dans l'un des deux puits d'alimentation disposé dans un appa- reil à boutisses et le gaz pauvre dans l'autre puits, de sorte que l'air et le gaz pauvre pénètrent à des endroits diagonale- ment opposés par des ouvertures de sortie selon la manière décrite précédemment à l'intérieur des carneaux de chauffage en créant un mouvement giratoire et s'y consument. A la place de la forme droite représentée sur la figure, les fentes de sortie d'air 8 peuvent également être courbes et éventuellement avoir une forme conique, la section d'ouver- ture la plus grande pouvant être située dans la.zone du puits d'alimentation ou dans la zone de l'orifice de sortie vers le carneau de chauffage. Dans les modes de réalisation représentés les puits d'ali- mentation pour l'air et le gaz pauvre sont logés dans les pierres en boutisse; il va de soi qu'on peut également maçon- ner les puits séparément des pierres en bou tisse à l'inté- rieur des diff6rents carneaux de chauffage. - 7 - 2503730 Revendications 1. Four à chambre horizontale pour la production de coke et de gaz, du type pour lequel les parois chauffantes sont subdi- visées par des parois e n ca r n ea ux de chauffage au gaz, et pour lequel l'introduction de l'air, en cas de chauffage au gaz riche, et l'introduction du gaz pauvre et de l'air, en cas de chauffage au gaz pauvre, se font par l'intermédiaire de puits d'alimentcticn communiquant avec des régénérateurs dont les ouvertures de sortie dans les carneaux de chauffage sont si- tuées à des niveaux différents, caractérisé en ce que les ouver tures de sortie de l'air et du gaz pauvre sont constituées par des fentes longitudinales (8) s'étendant verticalement. 2. Four d chambre horizontale selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures de sortie sont consti- tuées par une seule fente longitudinale continue (8) qui est reliée au puits d'alimentation (3). 3. Four à chambre horizontale selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fente longitudinale a différentes largeurs d'ouverture adaptées au volume d'air devant être in- troduit dans le carneau de chauffage au niveau correspondant. 4. Four à chambre horizontale selon la revendication 3, carac térisé en ce que la largeur d'ouverture de la fente longitu- dinale augmente ou diminue de façon continue de bas en hbut. 5. Four à chambre horizontale selon la revendication 3, carac térisé en ce que la largeur d'ouverture augmente ou diminue par paliers, un palier correspondant à une ou plusieurs cou- ches de pierres de la maçonnerie, dans laquelle est logé le puits d'alimentation. 6. Four à chambre horizontale selon les revendications 1 à , caractérisé en ce que les ouvertures de sortie sont consti- tuées de plusieurs fentes longitudinales superposées (8), une - 8 - ou plusieurs fentes longitudinales étant interrompues par la maçonnerie (9) qui ne comporte aucune ouverture. 7. Four à chambre horizontale selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que une ou plusieurs couches de pierres qui comportent des fentes longitudinales, alternent avec une ou plusieurs couches de pierres n'ayant aucune fente longitu- dinale. 8. Four à chambre horizontale selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les fentes longitudinales sont orientées selon un angle différent de 900 par rapport à la paroi de sortie afférente. 9. Four à chambre horizontale selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les puits d'alimentation et les ouver- tures de sortie sont logés dans les pierres en boutisse. 10. Four à chambre horizontale selon -les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les puits d'alimentation et les ouver- tures de sortie sont disposés dans un appareil séparé maçonné à l'intérieur de chaque carneau de chauffage. 11. Four à chambre horizontale selon les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les fentes longitudinales (8) sont disposées de manière que les ouvertures de sortie soient orientées vers la zone médiane du mu r de r ef en ci avoisinant (6). 12. Four à chambre horizontale selon les revendications 1 à 11, caractérisé en ce que chaque appareil à boutisses (5) com- porte deux puits d'alimentation (3) dont les ouvertures de sortie débouchent dans l'un des deux carneaux de chauffage (4) contigus à un appareil à boutisses, les ouvertures de sortie des fentes longitudinales (8) étant situées diagonalement les unes en face des autres dans chaque carneau de chauffage.