Brevet FR2530793A1 — publié le 19840127

La présente invention se rapporte, d'une manière géné rale, à~une structure de-four à haute température. Plus spécialement, l'invention concerne un perfectionnement apporté à la structure interne d'un four à haute tempe- rature du type utilisé comme générateur dans un processus de gazéification du charbon. Dans un four du type utilisé dans la gazéification du charbon ou procédé analogue, la structure interne du générateur, c'est-a-dire du four, comporte une enveloppe en acier et son intérieur est constitué de parois de brigues réfractaires. Ces parois sont maintenues en place à l'aide d'un ciment isolant et au moyen d'une isolation venue de coulée. La structure géométrique des parois ou colonnes de brigues présente à son sommet un dome destiné à épouser la configuration hémisphérique de la cuve proprement dite.Un tel générateur est soumis à une forte usure du fait que les températures internes provo gueespar le processus de gazéification sont extremement élevées et que la production de scories liquides a tendance à éroder les faces internes des parois Cette érosion est particulièrement forte de haut en-bas sur les parois latérales en dessous du dôme.Par conséquentt la durée de vie d'un tel four est limitée et- elle requiert la préparation et la réfection de la structIlre antenne des parois, opérations longues et onéreuses De nombreuses structures internes de parois de fours ont été proposées dans l'art antérieur, par exemple dans les brevets US 1 463 053 (Liptak), 1 806 793 (Dobie), 2 114 960 (Beall), 2 548 908 (Pollen), 2 818 035 (Nygaard), 3 315 950 (Potocnit et al) et 4 130 391 (Boggum et al). Aucun de ces brevets ne se rapporte à un objet de base de la présente invention, qui concerne la possibilité de remplacer une paroi interne en briques réfractaires sans toucher à la- partie restante de la structure des parois du four.Cette partie restante consiste en le dôme dont les bords inférieurs doivent être supportés. La présente invention a par conséquent pour objet de proposer une structure de four à haute température équipé d'une paroi interne à haute température superficielle, ou revêtement de briques réfractaires susceptible de se dilater sans soulever le dôme de l'intérieur du four. L'invention vise également à proposer un four à haute température doté d'une paroi ou colonne à haute température superficielle constituée d'un revêtement interne pouvant être aisément remplacé indépendamment du support du dôme de l'intérieur du four. Un autre objet de l'invention consiste à proposer une paroi ou colonne de briques à haute température superficielle pouvant résister- aux fortes températures régnant dans un four servant de générateur de gazéification, sans devoir présenter une résistance suffisante à l'écrasement pour supporter le dôme d'un tel four. En résumé, l'invention s'applique à un four à haute température pourvu d'une enveloppe et destiné à etre placé dans une position verticale. Ce four présente un revente ment résistant à la température, dont l'extrémité supérieure comporte un dôme. Ledit revetement comprend au moins une couche d'un premier moyen isolant logé dans l'enveloppe et supportant le dôme, Ce four comporte également un second moyen isolant placé contre la face interne dudit premier moyen isolant. Ce second moyen isolant est indépendant et appliqué contre la face interne du fond ou base du dôme sans exercer aucune poussée ascendante sur ce dôme. Par ailleurs, l'invention s'applique à un four à haute température comportant une enveloppe et conçu pour etre monté dans une position verticale. Ce four est doté d'un revêtement résistant à la température qui comprend un dôme fabriqué en briques réfractaires et, à l'extrémite supérieure dudit revetement, une première couche de briques réfractaires dont la solidité est suffisante pour supporter ledit dome, lequel repose sur cette couche. Ledit revêtement comporte en outre une couche de ciment isolant contiguë à la face interne de la paroi de l'enveloppe, ainsi que plusieurs couches de briques réfractaires entre ce ciment et ladite première couche de briques. De plus, ce revêtement possède une seconde couche de briques réfractaires indépendantes placée à la face interne de ladite première couche en vue de résister aux fortes températures précitées. Cette seconde couche est constituée de-briques remplaçables et elle s'étend verticalement au-dessus de la base du dôme, ce qui lui permet de se dilater sans exercer aucune poussée de bas en haut sur ledit dôme. En outre, le revêtement résistant à la température comporte une isolation venue de coulée, qui comble les cavités. entre la couche de ciment isolant, le dôme et les autres couches de briques. De surcrolt, l'invention concerne un four à haute température pour la gazéification du charbon et processus analogues, qui comporte une chambre de combustion permettant d'exécuter ladite gazéification du charbon et percée d'un orifice d'admission dans son sommet et d'un orifice d'échappement dans son fond. Ce four possède aussi un dôme qui entoure ledit orifice d'admission et qui est construit en briques à hautes températures superficielles pour résister au processus de la gazéification, ainsi qu'une première paroi latérale qui, supportant ce dome, consiste en des briques isolantes dont la résistance à l'écrasement est suffisante à des températures inférieures à celles de la gazéification. Ce four présente encore, à la face interne de ladite première paroi latérale, une seconde paroi latérale composée de briques à hautes températures superficielles qui résistent au processus de gazéification sans supporter ledit dôme. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale schématique représentant un four selon l'invention ; et la figure 2 est une coupe-transversale fragmentaire à échelle agrandie selon la ligne 2-2 de la figure 1, illustrant l'unie des parois låtérales du-four de cette figure 1. Lors de processus de gazéification du charbon et processus analogues, il est nécessaire de construire un générateur qui, en fait, consiste en un four à l'inté- rieur duquel cette gazéification a lieu. Un tel générateur consiste, au demeurant, en un four muni d'une enveloppe d'acier qui doit être revêtue de matériaux réfractaires en vue de résister aux fortes températures provoquées par la combustion lors de la gazéification effectuée à l'intérieur de ce four.En outre, la gazéification de corps solides entraîne la production de scories liquides à haute température qui ont tendance à suinter vers le bas le long des parois du four et qui exercent des effets hautement corrosifs sur les faces internes de ces parois. I1 en-résulte que la longévité du revetement interne est très courte et que son remplacement devient très onéreux. I1 en est notamment ainsi depuis que la forme de réalisation classique comporte, au sommet du four, un dome constitué par des briques réfractaires résistant à-de hautes températures et supporté par des parois latérales verticales sousjacentes formées par des briques réf-ractaires semblables. Toutefois, les effets corrosifs sont nettement plus forts en dessous du dôme, si bien que c1 est la partie inférieure de la paroi qui nécessite un remplacement alors que le dôme reste, en soi, pour l'essentiel intact. Néanmoins, antérieurement à la présente invention, lorsque les parois de support devaient être remplacées, il fallait aussi déposer le dôme étant donné que les parois sousjacentes qui le supportent étaient démontées en vue de leur remplacement. La structure interne d'un four conformément à la présente invention permet de remplacer la couche interne de la paroi du four indépendamment du support du d0me. Un autre avantage obtenu- réside dans le fait que les parois supportant le e dôme peuvent etre fabriquées en des briques plus fortes du fait qu'elles ne seront pas exposées aux températures élevées ou à l'érosion auxquelles les autres surfaces internes du four seront soumises. Ainsi, une couche interne faite de briques à hautes températures superficielles peut se dilater indépendamment de la structure de support du dome Elle est de ce fait soulagée d'une quelconque charge de support ou alune quelconque pression résultant des phénomènes de dilatation. On fera observer que, dans le cadre du présent mémoire, llutilisation de l'expression 11briques réfractaires9' est censée concerner particulièrement des briques pouvant supporter des températures excessives et résister à la chaleur superficielle qui affecte le revetement interne de la chambre d'un four En outre, l'exprsssion "brique à haute température superficielle' est destinée à désigner une brique qui, résisLant relativement bien à une forte température, peut cependant être conçue pour présenter une résistance à l'écrasement meilleure que celle des briques qualifiées de "briques réfractaires En se référant au dessin, on constate que ce dernier illustre schématiquement un générateur pour la gazéification du charbon qui est constitué par le four à haute température selon la présente invention. Ce four comporte une enveloppe 11 qui peut être réalisée en n'importe quelle matière faSonnable, telle que de l'acier ou matériau analogue. Cette enveloppe il est destinée à etre placée dans une position verticale, comme le montre la figure 1. C'est pourquoi le fond de cette enveloppe 11 presente une semelle 12. A l'intérieur de l'enveloppe 11, se trouve une chambre de combustion 15 où a lieu la réaction lors de la gazéification,et le sommet et le fond de cette chambre 15 sont percés d'un orifice d'admission 16 et d'un orifice d'échappement 17, respectivement. Un revêtement thermorésistant, placé à l'intérieur de l'enveloppe 11, comporte un dorme 20 qui, fabriqué en briques réfractaires, est disposé comme illustré à l'extrémité supérieure du revefement du four. En outre, une première couche 21 de briques à hautes températures superficielles présente une résistance suffisante pour supporter le doAme 20. ta base de ce dôme 20 repose sur le sommet de la paroi ou colonne des briques de cette couche 21. Une couche 24 de ciment isolant est contiguë à la face interne de la paroi de l'enveloppe 11. De plus, plusieurs couches 25 et 26 de briques à hautes températures superficielles sont intercalées entre la couche 24 de ciment et la première couche de briques 21. Une seconde couche indépendante 29 de briques réfractaires est placée contre la face interne de la première couche 21 et elle agit comme une couche de briques à hautes températures superficielles pour résister aux fortes températures régnant à l'intérieur de la chambre 15. Cette couche 29 est composée de briques remplaçables et elle s'étend verticalement au-delà du fond ou base du dôme 20, ce qui permet une dilatation de la paroi ou colonne de briques de cette couche 29 sans exercer une poussée de bas en haut ni aucune charge de support sur ledit dôm 20. Les espaces restants à l'intérieur de l'enveloppe 11 sont comblés à l'aide d'une isolation venue de coulée, c'est-à-dire d'une couche isolante 30 à proximité du fond du four et de couches isolantes 31 et 32 à proximité de son sommet. Il convient également de faire observer que la base de la couche 21 prend appui sur une cornière 35, cependant que la couche indépendante 29 est supportée par une autre cornière 36. On remarquera que l'orifice d'échappement 17 peut être aligné avec une couche 39 de briques réfractaires, dont une région supérieure tronconique 40 rejoint la base de la couche 29. Comme mentionné ci-avant, il est évident qu'un avantage primordial de la structure du four selon la présente invention consiste en la possibilité, pour la couche interne 29, de se dilater sans soulever le dome 20 ni imposer aucune charge excessive d compression aux colonnes de cette couche 29. De surcrott, les briques de cette couche 29 peuvent être remplacées facilement sans nuire au support du dome 20, du fait que ce dernier est maintenu supporté verticalement par les autres colonnes de briques de la couche 21. Un autre avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait que les briques des colonnes de la couche 29 sont fabriquées en des matériaux qui ne doivent pas nécessairement présenter une résistance excellente pour supporter le dôme 20. Partant, ces briques peuvent être plus efficaces pour résister aux fortes températures et elles peuvent aussi être plus économiques. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au four décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Four à haute température présentant une enveloppe destinée à être placée dans une position verticale, ledit four étant doté d'un revêtement résistant à la température et coiffé par un dôme à son extrémité supérieure, four caractérisé par le fait que le revetement comprend au moins une couché (21) d'un premier moyen isolant, qui, logée à l'intérieur de l'envelop- pe (11), supporte le dome (203, ainsi qu'un second moyen isolant (29) qui est disposé contre la face interne du premier moyen isolant et qui est indépendant de la face interne du fond ou base du dome (203, ce second moyen isolant pouvant se dilater sans exercer aucune poussée ascendante sur le dôme. 2, Four selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le second moyen isolant consiste en une couche (29) de matériau réfractaire pour résister aux fortes températures. 3. Four selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la couche formant le second moyen isolant consiste en des briques remplaçables. 4. Four selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la couche formant le second moyen isolant s'étend verticalement au-dessus du fond ou base du dôme (20). 5. Four selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le premier moyen isolant consiste en une couche (21) de briques à hautes températures superficielles présentant une solidité suffisante pour supporter le dôme ; et par le fait que ledit dôme (20) est fabriqué en briques réfractaires et repose sur le sommet de la première couche isolante (21) de briques à hautes températures superficielles. 6. Four selon la revendication 5, caractérisé par le fait que son revêtement comporte en outre une couche (24) de ciment isolant contiguë à l'enveloppe (11), ainsi qu'au moins une couche (25 ; 26) de briques à hautes températures superficielles placée contre la face externe de la première couche de moyen isolant. 7 Four-à haute température présentant une enveloppe et destiné à eAtre placé dans une position verticale, ce four étant doté d'un revetement résistant à la température, qui comporte un dôme fabriqué en briques réfractaires et placé à l'extrémité supérieure dudit rev'etement,four caractérisé par le fait qu'il comprend une première couche (21) de briques à hautes températures sup-erficiel- les présentant une résistance suffisante pour supporter le dame (20), lequel repose sur ladite couche, une couche (24) de ciment isolant contiguë à la face interne de ladite enveloppe, plusieurs couches (25, 26) de briques à hautes températures superficielles intercalées entre ladite couche de ciment et ladite première couche de briques, ainsi qu'une seconde couche indépendante (29) de briques réfractaires, placée contre la face interne de ladite première couche ( pour supporter les hautes températures précitées ; par le fait que ladite seconde couche consiste en des briques remplaça- bles et s'étend verticalement au-dessus du fond-ou base dudit dôme (20) de manière à pouvoir se dilater sans exercer une poussée ascendante sur ledit dome ; et par le fait qu'une isolation venue de coulée comble les espaces entre ladite couche de ciment isolant, ledit dôme et lesdites autres couches de briques. 8. Four à haute température pour la gazéification du charbon et autres procédés analogues, comprenant une chambre de combustion dans laquelle a lieu ladite gazéification et qui présente un orifice d'admission dans son sommet et un orifice d'échappement dans son fond, un dôme qui, entourant ledit orifice d'admission, est fabriqué en briques à hautes températures superficielles pour être exposé aux phénomènes de ladite gazéification du charbon, four caractérisé par le-fait qu'il comprend une première paroi latérale (21) pour supporter ledit dôme (20), fabriquée en briques isolantes présentant une résistance à l'écrasement suffisante à des températures inférieures à la temperature de ladite gazéification ; ainsi qu'une seconde paroi latérale (25) qui, appliquée contre la face interne de ladite première paroi laterale-(21), est réalisée en briques à hautes températures superficielles en vue d'etre exposée à la température de ladite gazéification du charbon, sans assurer aucun support dudit dome (20). 9. Four à haute température selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte une enveloppe (11) dans laquelle se trouve la chambre de combustion.