Brevet FR2764608A1 — publié le 19981218

L'invention se rapporte à un dispositif de gestion de flux gazeux pour une installation comportant une pluralité de cellules de contention d'un matériau à distiller, telle une batterie de fours à coke. L'invention se rapporte également à un procédé de commande du dispositif de gestion de flux précité et aux installations équipées de ce dispositif et fonctionnant selon le procédé. L'invention s'applique aux installations de distillation de charbon qui comprennent des cellules de contention disposées transversalement à la direction longitudinale de la batterie constituée. De telles installations de l'état de la technique comprennent: - une partie supérieure constituée, notamment horizontalement et longitudinalement, d'une succession de cellules transversales, les unes de contention du matériau à distiller et les autres de chauffage des cellules de contention, ces cellules fonctionnellement distinctes étant disposées en alternance de manière telle que chaque cellule de contention présente au moins une paroi verticale en commun avec au moins une cellule de chauffage, - une partie inférieure qui, dite dispositif de gestion de flux gazeux, située sous les cellules de chauffage et contention, comprend des canaux de circulation de flux gazeux tel du carburant, du comburant et des produits de combustion et, est également constituée, notamment horizontalement et longitudinalement, d'une succession de cellules transversales permettant d'assurer sélectivement en relation avec les canaux longitudinaux, d'une part, le chauffage et l'acheminement de combustible et de comburant gazeux vers au moins un moyen de formation d'une flamme dans chaque cellule de chauffage et, d'autre part, l'évacuation de produits de combustion formés dans cette cellule de chauffage, ainsi que le stockage de calories prélevées sur les produits de combustion, 2 2764608 comprend des moyens de commande sélective du passage, au moins indirect, des fluides gazeux entre les cellules et les conduits. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un dispositif qui permette de gérer séparément et sans perturber le chauffage et l'échauffement de cellules de contention voisines. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif ce dispositif étant notamment caractérisé en ce que chaque cellule de chauffage située entre deux cellules de contention de la partie supérieure est reliée à quatre cellules distinctes de la partie inférieure, de manière telle que pour une demi période de fonctionnement, les produits de combustion issus de cette cellule de chauffage soient évacués à travers deux cellules distinctes de la partie inférieure, tandis que pour l'autre demi période, le flux de comburant et le flux de carburant traversent chacun l'une desdits cellules. L'invention a également pour objet, d'une part, un procédé de commande du dispositif de gestion de flux précité et, d'autre part, les installations équipées de ce dispositif et fonctionnant selon le procédé. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après faite en regard du dessin à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente: figure 1: une vue en coupe longitudinale d'une installation équipée d'un dispositif selon l'invention, - figures 2 et 3: vus en coupe longitudinale deux détails de l'installation de la figure 1 dans deux variantes de réalisation. En se reportant au dessin, on voit un dispositif 1 de gestion de flux gazeux 2, 3, 4, 5 pour une installation 6 comportant une pluralité de cellules 7 de contention d'un matériau M à distiller. Avantageusement l'installation de distillation est une batterie de fours 7 à coke M. L'installation de distillation 6 comprend: 3 2764608 - une partie supérieure 6A qui est, notamment horizontalement et longitudinalement, constituée d'une succession de cellules transversales 7, 8, les unes 7 de contention du matériau M à distiller et les autres 8 de chauffage des cellules 7 de contention, ces cellules 7, 8 fonctionnellement distinctes étant disposées en alternance de manière telle que chaque cellule 7 de contention soit située entre deux cellules 8 de chauffage, - une partie inférieure 1 qui, dite dispositif 1 de gestion de flux gazeux, située sous les cellules 7, 8 de chauffage et contention, est constituée, d'une succession de cellules transversales 12, 13, permettant d'assurer sélectivement, d'une part, le chauffage et l'acheminement de carburant 2 et de comburant 4 gazeux vers chaque cellule de chauffage 8 et, d'autre part, l'évacuation de produits de combustion 5 formés dans cette cellule de chauffage 8, ainsi que le stockage de calories prélevées sur les produits de combustion 5, comprend des moyens (non représentés) de commande sélective du passage, au moins indirect, des fluides gazeux 2, 3, 4, 5 vers les cellules 12, 13, par période de fonctionnement, de manière telle que lors d'une demi période de fonctionnement donnée, des flux de carburant 2 et de comburant 4 traversent des cellules chacune préalablement réchauffées par un flux de produits de combustion qui les a traversées lors d'une demi période de fonctionnement précédant celle considérée. Classiquement le dispositif comprend des canaux longitudinaux 9 à 11 de circulation de flux gazeux 2, 3, 4, 5 tel du carburant 2, 3, du comburant 4 et des produits de combustion 5 et les moyens (non représentés) de commande sélective permettent de gérer le passage, au moins indirect, des fluides gazeux 2, 3, 4, 5 desdits canaux sélectivement vers les cellules 12, 13. Tel que cela est représenté, mais de manière non limitative, chaque cellule de chauffage 8 est équipée d'au moins une moyen 14 de formation d'une flamme. 4 2764608 Symboliquement ce moyen 14 de formation d'une flamme a été représenté à la base de chaque cellule, mais cela n'est absolument pas limitatif. De manière remarquable, chaque cellule de chauffage 8 est reliée à quatre cellules 12, 13 distinctes de la partie inférieure 1, de manière telle que pour une demi période de fonctionnement, les produits de combustion 5 issus de cette cellule de chauffage 8 soient évacués à travers deux cellules distinctes 12, 13 de la partie inférieure 1, tandis que pour l'autre demi période, le flux de comburant 4 et le flux de carburant 2 traversent chacun l'une desdites cellules 12, 13. Dans une forme préférée et remarquable de réalisation, les quatre cellules 12, 13 distinctes auxquelles une cellule de chauffage 8 se trouve reliée sont symétriquement disposées de part et d'autre d'un plan P sensiblement vertical médian à la cellule de chauffage 8 considéré, de manière telle que: deux cellules 13 sont proches du plan P de symétrie et situées sensiblement à l'aplomb d'une demi partie d'une cellule 8 de chauffage, dite demi cellule 8A de chauffage et, 20. deux cellules 12 sont éloignées du plan P de symétrie et chacune située à l'aplomb d'une cellule 7 de contention. De manière notable, les deux cellules 13 proches du plan P de symétrie et situées sensiblement à l'aplomb d'une demi cellule 8A de chauffage ont chacune une section transversale sensiblement égale à la demi section transversale d'une cellules 14 éloignées du plan P de symétrie. De manière remarquable: - les deux cellules 13 proches du plan de symétrie P sont chacune, par au moins un conduit 15 sensiblement vertical, au moins indirectement reliée à une demi cellule 8A de chauffage qui la surplombe et, - les deux cellules 12 éloignées du plan de symétrie P sont chacune, par au moins un conduit 16, reliée à la même demi cellule 8A de chauffage que celle à laquelle se trouve reliée la cellule 13 qui, située du même coté du plan de symétrie P, est proche de ce plan P. Le respect de ces caractéristiques techniques simplifie, notamment, la construction de l'installation du fait que les 2764608 différents conduits qui relient une cellule de chauffage 8 à quatre cellules 12, 13 de la partie inférieure 1 de l'installation ne se croisent pas. De manière remarquable, d'une part, chaque cellule de chauffage 8 comprend une paroi médiane 8B qui s'étend depuis sa base sur une fraction F de sa hauteur H de manière à constituer une chicane délimitant deux demi cellules 8A et, d'autre part, à la base de cette cellule de chauffage 8, de chaque coté de la paroi médiane 8B sont, au moins indirectement, reliés deux conduits de communication 15, 16 avec des cellules 12, 13 de la partie inférieure 1 de l'installation. Le dispositif selon l'invention permet le chauffage de cellules de contention 7 au moyen des gaz fournis par des installations métallurgiques. Dans une forme de réalisation, le dispositif 1 comprend des conduites 17 d'acheminement de gaz 3 à haut pouvoir calorifique. Les moyens de commande sélective du passage des fluides gazeux 2, 3, 4, 5 vers les cellules 12, 13, par période de fonctionnement, permettent également de gérer le passage du fluide carburant 3 à travers les conduites 17, vers les cellules de chauffage. L'invention se rapporte également à un procédé de commande du dispositif de gestion de flux précité et aux installations équipées de ce dispositif et fonctionnant selon le procédé. De manière remarquable, lors du fonctionnement de l'installation, en gérant la circulation des flux de carburant 2, 3, comburant 4 et de produits de combustion 5, on sélectionne des cellules 12, 13 de l'installation de manière telle que pendant une demi période de fonctionnement de l'installation, on forme au moins une flamme au niveau de chacune de deux parois latérales 8C qui séparent chaque cellule de contention 7 sélectionnée de deux cellules de chauffage 8 contig es et, que, lors de la demi période suivante, ce mode de chauffage bénéficie à de nouvelles cellules 7 de contention sélectionnées. 6 2764608 Le procédé de commande du dispositif 1 permet donc de gérer précisément le chauffage de chaque cellule 7 de contention, indépendamment des cellules voisines, et d'optimiser la qualité du traitement appliqué aux produits M placés dans ces cellules 8. 7 2764608 REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de gestion de flux gazeux (2, 3, 4, 5) pour une installation (6) comportant: - une partie supérieure (6A) constituée d'une succession de cellules transversales (7, 8), les unes (7) de contention d'un matériau (M) à distiller et les autres (8) de chauffage des cellules (7) de contention, - une partie inférieure (1) qui, dite dispositif (1) de gestion de flux gazeux, située sous les cellules (7, 8) de chauffage et contention, À est constituée d'une succession de cellules transversales (12, 13) permettant d'assurer sélectivement, d'une part, le chauffage et l'acheminement de carburant (2) et de comburant (4) gazeux vers chaque cellule de chauffage (8) et, d'autre part, l'évacuation de produits de combustion (5) formés dans cette cellule de chauffage (8), ainsi que le stockage de calories prélevées sur les produits de combustion (5), 20. comprend des moyens de commande sélective du passage au moins indirecte des fluides gazeux (2, 3, 4, 5) vers les cellules (12, 13) par période de fonctionnement, de manière telle que lors d'une demi période de fonctionnement donnée, des flux de carburant (2) et de comburant (4) traversent des cellules chacune préalablement réchauffées par un flux de produits de combustion qui les a traversées lors d'une demi période de fonctionnement précédant celle considérée, ce dispositif étant caractérisé en ce que chaque cellule de chauffage (8) est reliée à quatre cellules (12, 13) distinctes de la partie inférieure (1), de manière telle que pour une demi période de fonctionnement, les produits de combustion (5) issus de cette cellule de chauffage (8) soient évacués à travers deux cellules distinctes (12, 13) de la partie inférieure (1), tandis que pour l'autre demi période, le flux de comburant (4) et le flux de carburant (2) traversent chacun l'une desdites cellules (12, 13). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les quatre cellules (12, 13) distinctes auxquelles une 8 2764608 cellule de chauffage (8) se trouve reliée sont symétriquement disposées de part et d'autre d'un plan (P) sensiblement vertical médian à la cellule de chauffage (8) considéré, de manière telle que: 5. deux cellules (13) sont proches du plan (P) de symétrie et situées sensiblement à l'aplomb d'une demi partie d'une cellule (8) de chauffage, dite demi cellule (8A) de chauffage et, deux cellules (12) sont éloignées du plan (P) de symétrie et chacune située à l'aplomb d'une cellule (7) de contention. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que: - les deux cellules (13) proches du plan de symétrie (P) sont chacune, par au moins un conduit (15) sensiblement vertical, au moins indirectement reliée à une demi cellule (8A) de chauffage qui la surplombe et, - les deux cellules (12) éloignées du plan de symétrie (P) sont chacune, par au moins un conduit (16), reliée à la même demi cellule (8A) de chauffage que celle à laquelle se trouve reliée la cellule (13) qui, située du même coté du plan de symétrie (P), est proche de ce plan (P). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que, d'une part, chaque cellule de chauffage (8) comprend une paroi médiane (8B) qui s'étend depuis sa base sur une fraction (F) de sa hauteur (H) de manière à constituer une chicane délimitant deux demi cellules (8A) et, d'autre part, à la base de cette cellule de chauffage (8), de chaque coté de la paroi médiane (8B) sont, au moins indirectement, reliés deux conduits de communication (15, 16) avec des cellules (12, 13) de la partie inférieure (1) de l'installation. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que les deux cellules 13 proches du plan P de symétrie et situées sensiblement à l'aplomb d'une demi cellule 8A de chauffage ont chacune une section transversale sensiblement égale à la demi section transversale d'une cellules 14 éloignées du plan P de symétrie. 9 2764608 6. Procédé de commande du dispositif de gestion de flux gazeux exploité pour le fonctionnement du dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 5 caractérisé en ce que lors du fonctionnement de l'installation, en gérant la circulation des flux de carburant (2, 3), comburant (4) et de produits de combustion (5), on sélectionne des cellules (12, 13) de l'installation de manière telle que pendant une demi période de fonctionnement de l'installation, on forme au moins une flamme au niveau de chacune de deux parois latérales (8C) qui séparent chaque cellule de contention (7) sélectionnée de deux cellules de chauffage (8) contig es et, que, lors de la demi période suivante, ce mode de chauffage bénéficie à de nouvelles cellules (7) de contention sélectionnées. 7. Installation comprenant le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et fonctionnant selon le procédé objet de la revendication 6.