CHAPITRE XXIII FOURS A COKE (suite
Fours à récupération. — Fours de boulanger. — Four Âppolt. — Four Carvès. — Four Seibel. — Four Semet-Solvay. — Four Collin. — Four Otto-Hoffmann. — Four Festner-Hoffmann. — Fours à compression. — Four Lûrmann. — Four Quaglio. — Four Grand.
Fours A récupération. — Danstoas les appareils énumérés précédemment, on n'avait en vue que la production du coke. Mais, lors de la distillation de la houille, il se forme d'autres produits marchands. Ce sont ces produits que recueillent les usines à gaz, le coke étant au contraire pour elles un résidu, car il n'est pas métallurgique. Il était assez naturel, tout en faisant du coke métallurgique, de songer à recueillir quelques-uns des éléments chimiques contenus dans les gaz de la combustion, de réaliser la récupération des sous-produits.
Les premières installations concernant l'extraction du goudron dans la fabrication du coke remontent à l'année 1768. A cette époque, fonctionnaient à Sulzbach, près Sarrebruck, deux fournaux à moufle, dans lesquels on recueillait le goudron ; mais ces premiers essais n'eurent point de succès. Il en fut de même d'une tentative semblable faite par Archibald Cochrane, comte de Dundonald, en i781.
En 1854, Knab, à Commentry, construisit un four à coke avec extraction des produits secondaires, dans lequel les dispositions adoptées pour la fabrication du gaz d'éclairage lui avaient servi de modèle. Ce four avait 2 mètres de largeur, 1 mètre de hauteur et 7 mètres de longueur. Le rendement était insuffisant, probablement à cause de la largeur trop considérable du four.
Aujourd'hui, au contraire, on est arrivé à créer des appareils qui fonctionnent bien, et la plupart des charbonnages opèrent la récupération des sous-produits de la houille.
En thèse générale, le rendement des fours à récupération est plus élevé que celui des autres fours, ainsi que nous l'avons dit précédemment, car on n'y pratique pas, à la fin de la cuisson, les rentrées d'air qui occasionnent des pertes et diminuent le rendement de 4 à 5 0/0. L'opération est continue, et les admissions de l'air nécessaire à la combustion des gaz sont réglées une fois pour toutes suivant la qualité des charbons. On évite même avec grand soin l'introduction d'air froid.
En outre, la qualité du coke obtenu est meilleure et le rendement plus régulier.
En revanche, le prix de fabrication est plus élevé, ainsi que le
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prîxd'installation. La main-d'œuvre plus nombreuse revient plus cheri Tusure des appareils est parfois considérable, notamment pour les barillets qui sont placés au-dessus des fours ; les joints, les tuyauteries crèvent et laissent échapper rapidement les gaz.
Mais le bénéfice laissé par la vente des sous-produits vient compenser dans une certaine mesure les pertes et les dépenses de toute nature.
En Westphalie, pour une batterie de 60 fours Otto coûtant 864.500 francs, les bénéfices retirés de la vente des sous-produits or*t été de 209.000 francs,c'est-à-dire240/0 du capital d'installation, sans compter l'économie de 20 tonnes de houille par jour provenant de Futilisation des gaz sous les chaudières.
Fours de boulanger. — Deux transformations des fours de boulanger ont été imaginées dans ces dernières années pour extraire les sous-produits.
L'une est due à M. Aitken. On active la combustion dans le four en y insufflant de l'air. Cet air est chauffé au contact des gaz de la combustion. On transforme ainsi toute la masse en coke et l'on évîlc le fort déchet que donnent tous les fours à boulanger où la partie supérieure de la charge sert bien souvent à allumer le reste et ne donne jamais de coke, le charbon y étant brûlé et non pas carbonise. Les gaz de la combustion sont aspirés sous la sole et passent au traitement pour goudron.
L'autre brevet est celui de M. Jameson. C'est un four à ruche où les gaz de la combustion sont aspirés sous la sole pour être soumis ultérieurement à la distillation. A cet effet, la sole est constituée par un plancher métallique en fers à T réunis au moyen de revêtements en briques réfractaires.
Four Appolt. — On a cherché aussi à recueillir les sous-produîts avec les fours Appolt ; mais les applications n'ont pas été très nombreuses jusqu'ici.
On a disposé dans les parois du four des cloisons horizontales oii l'air vient se mélanger aux gaz. 11 y a alors admission d'air. Des ouvertures ménagées à travers les cloisons permettent de régler la température. On arrive ainsi à brûler les gaz à leur retour des appareils de condensation.
Pour 52 parties de coke, on obtient 4 parties de sous-produits.
Le four Brunck est un four Appolt où, en dehors de la combustion du coke, s'opère la récupération des sous-produits. Ce four est assez employé en Allemagne.
La caractéristique du four est d'avoir deux rangées de carnaux verticaux de chauffage dans chaque piédroit des fours, ces carnaux
communiquantentre eux parun carnau collecteur horizontal placé à la partie supérieure sous la voûte des fours. Un fort piédroit en maçonnerie sépare les carnaux des deux fours voisins, ce qui a Tavantage d'isoler parfaitement ces fours et d'éviter les déperditions de chaleur quand un four est en chargement à côté d'un four en combustion. La construction du four est aussi plus solide, et on peut donner aux chambres de carbonisation une hauteur plus grande, avec une épaisseur moindre, ce qui permet de réduire d'autant la durée de la carbonisation.
Les fours ont 10°,25 de longueur, 2 mètres à 2",25 de hauteur et 430 à 550 millimètres de largeur selon les qualités de houille à traiter. On passe en vingt-six ou trente-quatre heures 5 à 7^500 de charbon.
Le chauffage des fours s'opère par trois flammes sur chaque côté du four, dont l'une débouche dans un grand carnau sous la sole et les deux autres dans les carnaux horizontaux de la voûte. Les gaz de la sole montent par les carnaux verticaux de chaque côté du four et vont retrouver les gaz des carnaux horizontaux supérieurs, puis ils redescendent par les carnaux verticaux du centre et se rendent aux collecteurs placés sous les fours.
Dans les derniers brevets de l'inventeur, l'air est chauffé avant de se mélanger aux gaz. A cet effet, il passe à la base du four dans un empilage de briques placé entre les deux collecteurs de gaz, puis il oircule en sens inverse des gaz, ce qui tend encore à l'échauffer.
Finalement cet air rencontre les gaz qui sortent de la sole.
Four Carrés. — Les dimensions du four ont varié depuis 1866, date de l'institution du brevet. On lui a donné successivement 5°", 15, puis 7 mètres de longueur, 0'°,66, puis 0°*,50 et 0"*,49 de largeur, enfin 1",6d, i",50 et 2 mètres de hauteur. Aujourd'hui le dernier modèle, qui date de 1891, a les dimensions suivantes :
Longueur 7™,00
Laipour 0«»,50
Hauleur 2» 00
On a tendance à réduire la largeur pour obtenir un coke plus dense, étant donnée la manière dont s'opère la combustion par zones successives parallèles aux parois mêmes du four.
Le four cuit en quarante-huit heures^ et reçoit 5.000 kilogrammes de charbon. Le chargement s'opère après fermeture de la valve visible à la partie supérieure du four sur la figure 174 pour sup-
1. Les dernières installations cuisent en vingt-quatre heures, comme 4 Maltoa Golliery, près de Durham.
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primer toate commanication du four avec les appareils de distillation. II doit être effectué le plus rapidement possible, afind'empécber le refroidissement, bien que les gaz continuent à brûler le long des parois du four. En général, l'opération dure un quart d'heure. Dès qu'elle est terminée, on ouvre de nouveau la valve et on Iule soigneusement tous les orifices pour éviter les rentrées d'air froid. La carbo* nisation commence alors immédiatement.
Les gaz qui se dégagent sont aspirés par un extracteur, et se dépouillent de leurs produits de condensation, ainsi qu'il sera expliqué plus loin (page 504). Puis \
ils reviennent se brûler autour des fours. b-- vk .'^^— H
La caractéristique du four Carvès est que ■ ■ -
la combustion se produit en premier lieu I^io
sous la sole des fours, au besoin même
sur un foyer disposé à cet effet. Les gaz se rendent ensuite dans des
camaux latéraux horizontaux, lis peuvent enfin venir chauffer des
chaudières avant de s'échapper par la cheminée.
