<Desc/Clms Page number 1>
"GAZOGENE POUR LA PRODUCTION DE MELANGES GAZEUX D'OXYDE DE "CARBONE ET D'HYDROGENE MOYENNANT GAZEIFICATION CONTINUE DE COMBUSTIBLES SOLIDES."
La production de mélangesgazeux-d'oxyde -,de carbone et d'hydrogène moyennant gazéification continue de combustibles so- lides peut être accomplie en gazéifiant les combustibles à l'ai- de d'un mélange d'oxygène et de vapeur d'eau, ou bien avec un mélange d'oxygène et d'anhydride carbonique. Dans le premier cas entrent en jeu les réactions suivantes:
A) C + 0 = CO + 29 Cal.
B) C + H20 = CO + H2- 29,2 Cal.
Par conséquent, en employant un combustible exempt de substances volatiles, on devrait obtenir un mélange composé en chiffre rond de 2/3 de CO et de 1/3 de H2. Mais puisque en pratique une partie de la chaleur développée par la réaction A) est perdue, étant emportée par les gaz sortants ou dissipée par irradiation
<Desc/Clms Page number 2>
etc.., la teneur en H2 du mélange gazeux obtenu est en effet inférieur à la teneur donnée ci-dessus, et par conséquent la teneur en CO résulte plus élevée.
La teneur en CO est aussi toujours très élevée lorsqu'on gazéifie selon les réactions A) et B) des combustibles conte- nants des substances volatiles, et ces dernières sont decompo sées suivant des réactions du type :
C) CH4 + 0 = CO + 2H2.
Dans le deuxième des cas mentionnés plus haut, c' est-à-dire lorsque la gazéification est accomplie avec un mélange d'oxygène et d'hanhydride carbonique, les réactions qui ont lieu sont ls suivantes :
D) C + 0 = CO + 29 Cal.
E) C + CO2 = 2 CO - 39 Cal. et par conséquent, en gazéifiant des combustibles qui ne cmntien- nent pas de substances volatils, on devrait obtenir exclusivement de l'oxyde de carbone. Dans la pratique, au contraire, puisque le combustible introduit dans le gazogène contient toujours une certaine quantité d'humidité, les réactions D) et E) sont accom- pagnées par la B) , et par conséquent, soit que le combustible ne contienne pas de substances volatiles, soit qu'il en contienne, on obtiendra un mélange gazeux contenant aussi une certaine quan- tité d'hydrogène (généralement moins que 20%).
Les mélanges gazeux préparés par les procédés sus-indiqués peuvent servir comme combustibles, ou bien pour la préparation synthétique de composés organiques oxygénés.
Dans les deux cas il estavantageux de les avoir le plus. possible exempts d'anhydride carbonique, et cela parceque, si les mélanges en question sont employés comme combustibles, la présence de C02 en abaisse le pouvoir calorifique) s'ils sont em- ployés pour les synthèses des composés organiques oxygénés, la présence de CO2 fait augmenter la consommation d'hydrogène.
Comme il est connu par l'étude de,la physico-chimie, la teneur en CO2 des mélanges gazeux obtenus par gazéification d'un .
<Desc/Clms Page number 3>
combustible dans un gazogène est d'autant plus petite que'la tem- pérature de fonctionnement du gazogène est plus élevée. La réali- sation de hautes températures dans les gazogènes travaillant à oxygène est évidemment facilitée par le fait que la combustion du charbon avec l'oxygène a lieu d'une façon très vive, mais elle est cause aussi d'un sérieux inconvénient, c'est-à-dire, qu'on arrive très facilement à des températures telles à ,causer la fusion du matériel réfractaire revêtant l'intérieur du gazogène .
En outre, pour obtenir des mélanges gazeux exempts de CO2 il ne suffit pas de faire marcher le gazogène à haute température, mais il faut aussi éviter que les gaz obtenus dans la zone la plus chaude pas-
EMI3.1
6et\!.!.tà travers des zones à température re1ativemenasse; où l'oxyde de carbone qu'ils contiennent peut réagir avec de la vapeur d'eau provenant par exemple de l'humidité du charbon, et donner lieu à la réaction
00 + H20 = CO2 + H2.
On devra aussi avoir soin d'éviter que la vapeur d'eau provenant de l'humidité du charbon puisse réagir directement avec le charbon
EMI3.2
.... ".-:1:: à des températures relativement basses, donnant lieu à la réaction :
EMI3.3
0 + 2H20 = CO2 + 2H2.
Enfin, on devra éviter que la réaction
2 CO = 002 + C. puisse s'accomplir.
L'objet de la présente invention est un gazogène dans le- quel, outre que les conditions nécessaires pour l'obtention d'un mélange gazeux d'oxyde de carbone et d'hydrogène, pratiquement exempt d'anhydride carbonique, on réalise des conditions telles que, bien en étant la température de combustion très élevée, il n'y a pas à craindre la fusion du revêtement réfractaire du gazo- gène,bien qu'il soit fait avec un commun matériel silico-allumi- neuxo
Pour montrer d'une façon plus claire comment'ce gazogène est construit, on a joint à la présente description un dessin dans lequel les figures 1,2 et 3 représentent les sections verticales
<Desc/Clms Page number 4>
des trois différents modes d'exécution du dit gazogène. En nous référant à la fig.
I, le récipient en tôle A, qui pourra être for- mé, comme dans la figure, par deux cônes tronqués réunis par leurs bases plus grandes, ou bien avoir forme cylindrique ou d' autres formes, préférablement à section circulaire, porte à l'intérieur un revêtement B de matériel réfactaire et supérieurement la tré- mie C qui sert à charger le charbon et qui est pourvue du cou- vercle à fermeture hermétique D et du fond mobile E. A quelque distance du fond du récipient ± sont disposées une ou plusieurs tuyères F refroidies par une circution d'eau.
Comme il est évident, c'est toujours avantageux que cette eau ne donne pas d'incrustations, et cela pour éviter qu'après un certain temps l'efficacité du refroidissement diminue.
Intérieurement au récipient A se trouve la paroi verticale C, construite avec du matériel réfractaire, la partie inférieure de . laquelle a du fond une distance plus grande que la distance existante entre le fond même et les tuyères. La paroi C est close en bas par la paroi inclinée H,pourvue de plusieurs trous; l'angle formé par H avec l'horizontale devra être plus grand que l'in- clinaison naturelle du charbon employé.
L'oxygène mélangé avec la quantité voulue de vapeur d'eau ou d'anhydride carbonique est introduit dans le gazogène à tra- vers la tuyère ou les tuyères F. La faible pression que le mélange d'oxygène et de vapeur d'eau ou CO2 devra avoir est naturellement déterminée par les résistances à vaincre. Dans la pratique quel- ques centimètres de colonne d'eausont suffisants.
Comme il ---- résulte des nombreuses expériences qu'on a ------ exécutées, la combustion du charbon aux dépenses du mélange d'oxygène et de vapeur d'eau ou d'anhydride carbonique envoyé au gazogène a lieu dans un espace très limité qui entoure les extrémités des tuyères et dans lequel la température est très élevée, tandis qu'à une distance relativement 'petite des extrémités des tuyères mêmes les températures sont relativement basses.
<Desc/Clms Page number 5>
Pourtant il est suffisant que les tuyères arrivent à l'intérieur du récipient ± jusqu'à une certaine distance de la paroi du gazogène même, afin que le réfractaire Bse trouve en contact avec du combustible relativement froid de manière que sa fusion devient impossible.
La distance entre les tuyères et le fond du récipient A est aussi déterminée dans la pratique de façon que le réfractaire revêtant le fond soit en contact avec du combustible relativement froid.
Les températures qu'il est possible d'atteindre dans la zone où la combustion est plus vive sont, comme il a été dit très élevées, etdans certains points on arrive au dessus de 2000 .
Dans ces conditions la plus grande partie du charbon brûle directement à CO toutefois il y a aussi formation d'une certaine quantité de C02 qui est réduite à CO par le charbon environnant.
Au terme de la zone dans laquelle la réduction du CO2 est com-
2 plètà, est placée la paroi H pourvue de trousà travers lesquels les gaz passent dansla chambre I, et ensuite au tube L qui les amène à l'extérieur du gazogène. Pendant son passage à travers la chambre I les gaz chauffent, par transmission de chaleur à travers la paroi Gv le combustible qui se trouve à l'intérieur du gazogène.
Dans le présent gazogène sont réalisées les-conditions pré- vues par notre demande de brevet du 9 février 1929 et par con- séquent les cendres sonti. complètement emportées sous forme d'une poudre très fine par les gaz salants. Le gazogène en question est par conséquent construit sans grille.
La forme dé construction représentée dans la fig.1 est particulièrement adaptée lorsque le combustible gazéifié est du coke ou un autre combustible pratiquement exempt de matières volatiles. Lorsque, au contraire, on veut gaséifier des com- bustibles contenant des matières volatiles. il est préférable d'avoir recours à la forme de construction représentée par la fig.2, lt le récipient à au lieu d'être à section circulaire comme
<Desc/Clms Page number 6>
dans la forme cmnstructive représentée dans la fig.I ,sera de préférence' à. section éliptique . On note ici que dans les fig.
1,2 et 3 les parties qui se correspondent sont indiquées par les mêmes lettres.
Comme il résulte de la fig.2, le gazogène y repré- senté diffère de celui qui est représenté dans la fig.I ,soit
EMI6.1
par le tait d'avoir deux rnies' distz:nctes de chargement C¯et ¯Q' pourvues des couvercles à tenue hermétique D et D1 et des fonds
EMI6.2
mobiles ± et¯El que par la présente de la paroi y dont le bord inférieur arrive à une distance du fond qui est intermédiaire entre la distance à laquelle sont disposées les tuyères et celle à laquelle se trouve le bord inférieur de la paroi G. La paroi
EMI6.3
M'l divise lapartie supérieure de l'espace intérieur du gazogène en deux zones distinctes , dans .1eêq#ll:s1.e combustible qui doit être gazéifié est introduit respectivement par les deux trémies ç et J3j..
Par la trémies on charge du combustible contenant lies produits wa.t,i;:Les , par la trémie du combustible qui en soit pratiquement exempt.
Pendant la marche du gazogène comme il a été dit, il se forme autour de la tuyère ou des tuyères une zone à tempé- rature très élevée, entourée par une série de zones à températures
EMI6.4
décroissantes, dans lesquelles a lieu la réduction du peu de C02 formé.
Il s'ensuit que la consommation de combustible est grande dans la z8ne à température très haute, et petite dans les
EMI6.5
zones qui 11:8ntou:rent .La position de la paroi M est fixée de manière que la z8ne à température élevée se trouve dans l'espace compris entre la paroi M (en imaginant de la prolonger en bas) et la paroi qui porte les tuyères, c' est à dire, dans l'espace qui a travers la trémie C, est alimenté avec du combustible con- tenant des produits volatiles. Par conséquent la gazéification aura lieu presque complètement aux dépenses de combustible, tandis
EMI6.6
que la consommation du combustible qui ne contient pas de produits volatiles et qui est employé pour alimenter l'autre partie du
<Desc/Clms Page number 7>
gazogène à travers la trémie C' sera, comme on disait plus haut, très petite .
Pendant le fonctionnement du gazogène les produits volatiles qui se développent du combustible chargé à travers la trémie C sont obligés par la paroi M à traverser des zones dans lesquelles la température est considérablement au dessus de 1000 , et sont donc décomposés avec formation d'hydrogène et de carbone.
La distance de la paroi M du fond est dans la pratique fixée de manière que les produits qui se dégagent du combustible soient portés à la température nécessaire pour en effectuer la complète décomposition.Les mélanges gazeux obtenus avec des combustibles contenants des substances volatiles ont naturellement une'teneur en hydrogène plus grande que la teneur en CO des mélanges obtenus, avec des combustibles exempts de substances volatiles; toutefois généralement le pourcentage d'hydrogène qu'ils contiennent ne dé- passe pas le 30%.
Le mode d'exécution représenté dans la figure 3 est spécialement convenable lorsqu'ouvert utiliser complètement ou partiellement la chaleur développée par la réaction
C + 0 = CO pour décomposer ou des hydrocarbures ou des combustibles liquides ou des substances goudronneuses ou en général, n'importe quelle substance qui, portée à une température très élevée, subit une série de décompositions donnant lieu en définitive à la formation d'hydrogène et carbone .
Le mode d'exécution représenté dans la figo3 diffère du mode d'exécution représenté dans la fig .I soit parce qu'infé- rieurement aux tuyères F sont placées les tuyères N, quiservent à introduire dans le gazogène les hydrocarbures ou les autres subs- tances susmentionnées soit parce que la chambre I a, comme il ré- sulte de la figure ,section annulaire.
Dans le cas dont il s'agit maintenant, à travers les tuyères F on envoie ou seulement de l'oxygène ou de l'oxygène mêlé à une quantité limitée de vapeur d'eau ou d'anhydride car-
<Desc/Clms Page number 8>
bonique: le combustible gazéifié sera exempt de matières volatiles; la position dea orifices d'écoulement des tuyères F et les dimen- sions de la partie inférieure du gazogène sont établies de manière que la couche de combustible qui est placée autour de la fône à température très élevée aie dans toutes ses différentes parties une température d' au moins 1100-1200 celles-ci étant les tempe-* ratures de la couche qui est en pontacts avec le revêtement B.
De cette façon on a autour des tuyères une zône d'une certaine épaisseur comprenant toute la section du gazogène et dans laquelle la température est plus grande que celle qui est stric- tement nécessaire pour décomposer en carbone et hydrogène les subs- tances introduites à travers les tuyères N .Encore: si ces subs- tances à la température ordinaire ne sont pas à l'état gazeux, la distance entre les tuyères F et les orifices d'écoulement des tuyères N sera établie de façon que les dzties substances entrent dans le gazogène à des endroits où la température soit suffisamment élevée pour en causer la vaporisation.
Comme an a déjà dit plus haut, les substances in- troduites à travers les tuyéres N, sont décomposées en carbone et hydrogène; l'hydrogène ne subit aucune transformation ultérieure, tandis que le carbone est oxydé à oxyde de carbone . Du gazogène on obtient pourtant un mélange qui est formé de ces deux gaz mêles avec l'oxyde de carbone et l'hydrogène produit, comme il a été dit plus haut, aux dépenses du combustible introduit dans le gazogène..
La figure 3 ne représente naturellement qu'un des modes d'exécution qu'on peut employer pour obtenir en même temps la gazéification d'un combustible et la décomposition d'hy droca- bures etc... n effet on peut dans ce même but employer des ga- zogènes construits d'une façon quiest différente, mais basée sur le même principe. Ainsi, par exemple ,la chambre I pourra occuper la partie centrale du gazogène, tandis que le combustible s e trou- vera dans l'espace annulaire compris entre cette chambre et le @ revêtement B. Dans ce cas il serabien que le gazogène soit pourvu
<Desc/Clms Page number 9>
de plusieurs trémies pour l'introduction du combustible à gazéi- fier.
Ombre que les avantages déjà mentionnés de fournir un mélange gazeux pratiquement exempt d'anhydride carbonique, et de ne pas nécessiter, pour leur construction, de matériaux réfrac- taires spéciaux, les gazogènes construits comme on vient de l'ex- poser présentent d'autres avantages dont les plus importants sont :
Na réaction de réduction de l'anhydride carboni- que est effectuée aux dépenses de la chaleur possédée par les gaz provenant de la zone à température très élevée. De cette manière une partie très importante de cette chaleur est récupé- rée. La réduction a lieu complètement dans unezône relativement petite qui entoure l'autre.
Lorsque les gaz sortent de la zone dans laquelle a lieu la réduction de l'anhydride carbonique et entrent dans la chambre I, ils sont à température relativement basse, et @ par conséquent la quantité de chaleur qui'ls emportent et de @ @ laquelle on pourra dans beaucoup de cas récupérer une bonne partie, est relativementpetite .De la même manière résulte petite la quan- @ tité de chaleur dispersée par irradiation etc.... laquelle d'autre part pourra aussi être récupérée par exemple en disposait autour du récipient A une chaudière de forme adapte qui récupère cette chaleur en produisant de la vapeur.
On pourra aussi utiliser une partie de la chaleur emportée par les gaz ou de la chaleur qui. @ serait perdue par irradiation en l'employant pour chauffer l'oxygène) qui doit être envoyé au gazogène, et aussi pour chauffer la 002 ou pour surchauffer la vapeur à envoyer dans le gazogène, même.
Le combustible passe rapidement des zônes à tempé- ratures basses à zones dans lesquelles il est porté très vite à des températures élevées, jusqu'à arriver à contact avec l'oxygène qui le brûle complètement ,empêchant que les cendres fondent et s'agglomèrent.
Pourtant, aussi lorsqu'on emploie des combustibles contenants des matières volatiles, la distillation de ces dernières
<Desc/Clms Page number 10>
est commencée et complétée dans un temps aussi bref, que, quel- que ce soit le combustible employé, il ne pourra pas s'agglo- merer et on évitera par conséquent la formation de voûtes.
D'autres avantages sont la simplicitéet la régula- rite de la marche, la rapidité avec laquelle peut s'effectuer la mise en marche, l'impossibilité de la formation de mélanges explosifs, la facilité d'arrêter la marche du gazogène et de la reprendre après une suspension plus ou moins longueur et enfin la possibilité de produire de grandes'quantités de gaz avec des gazogènes de dimensions relativement petites.
La présente invention n'est pas limitée aux for- mes constructives ci-décrites, et qui ont été données à seul titre d'exemple, puisqu'on doit considérer comme revendiquées toutes les autres formes analogues basées sur les mêmes principes de fonctionnement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"GASOGEN FOR THE PRODUCTION OF GAS MIXTURES OF" CARBON AND HYDROGEN OXIDE BY CONTINUOUS GASING OF SOLID FUELS. "
The production of mixtures of gas-oxide-, carbon and hydrogen by continuous gasification of solid fuels can be accomplished by gasifying the fuels with a mixture of oxygen and water vapor. , or with a mixture of oxygen and carbon dioxide. In the first case, the following reactions come into play:
A) C + 0 = CO + 29 Cal.
B) C + H2O = CO + H2- 29.2 Cal.
Therefore, using a fuel free from volatile substances, a round-numbered mixture of 2/3 CO and 1/3 H2 should be obtained. But since in practice part of the heat developed by reaction A) is lost, being carried away by the outgoing gases or dissipated by irradiation
<Desc / Clms Page number 2>
etc., the H2 content of the gas mixture obtained is indeed lower than the content given above, and consequently the CO content results higher.
The CO content is also always very high when gasification according to reactions A) and B) of fuels containing volatile substances, and the latter are decomposed according to reactions of the type:
C) CH4 + 0 = CO + 2H2.
In the second of the cases mentioned above, that is to say when the gasification is carried out with a mixture of oxygen and carbon dioxide, the reactions which take place are as follows:
D) C + 0 = CO + 29 Cal.
E) C + CO2 = 2 CO - 39 Cal. and therefore, by gasifying fuels which do not contain volatile substances, one should obtain exclusively carbon monoxide. In practice, on the contrary, since the fuel introduced into the gasifier always contains a certain quantity of moisture, reactions D) and E) are accompanied by B), and consequently, either that the fuel does not contain volatile substances, or if it contains them, a gas mixture will be obtained which also contains a certain quantity of hydrogen (generally less than 20%).
The gas mixtures prepared by the above-mentioned processes can be used as fuels, or else for the synthetic preparation of oxygenated organic compounds.
In both cases it is advantageous to have them the most. possible free of carbon dioxide, and this because, if the mixtures in question are used as fuels, the presence of CO2 lowers the calorific value) if they are used for the syntheses of oxygenated organic compounds, the presence of CO2 increases hydrogen consumption.
As is known from the study of, physico-chemistry, the CO2 content of gas mixtures obtained by gasification of a.
<Desc / Clms Page number 3>
The fuel in a gasifier is lower the higher the operating temperature of the gasifier. The achievement of high temperatures in gasifiers working with oxygen is obviously facilitated by the fact that the combustion of coal with oxygen takes place very vigorously, but it is also the cause of a serious inconvenience, that is, that is to say, that one very easily arrives at such temperatures as to cause the melting of the refractory material lining the interior of the gasifier.
In addition, to obtain gas mixtures free of CO2, it is not sufficient to operate the gasifier at high temperature, but it is also necessary to prevent the gases obtained in the hottest zone from passing.
EMI3.1
6and \!.! .T through zones with relatively high temperature; where the carbon monoxide they contain can react with water vapor from, for example, the humidity of coal, and give rise to the reaction
00 + H2O = CO2 + H2.
Care should also be taken to prevent the water vapor from the moisture in the charcoal reacting directly with the charcoal.
EMI3.2
.... ".-: 1 :: at relatively low temperatures, giving rise to the reaction:
EMI3.3
0 + 2H20 = CO2 + 2H2.
Finally, we must prevent the reaction
2 CO = 002 + C. can be accomplished.
The object of the present invention is a gasifier in which, in addition to the conditions necessary for obtaining a gaseous mixture of carbon monoxide and hydrogen, practically free of carbon dioxide, conditions are achieved. such that, although the combustion temperature is very high, there is no fear of melting the refractory lining of the gasogen, although it is made with a common silico-igniter material.
To show more clearly how this gasifier is constructed, a drawing has been attached to the present description in which figures 1, 2 and 3 show the vertical sections.
<Desc / Clms Page number 4>
of the three different embodiments of said gasifier. Referring to fig.
I, the sheet metal container A, which may be formed, as in the figure, by two truncated cones joined by their larger bases, or else have a cylindrical shape or other shapes, preferably with a circular section, door to the 'inside a lining B of refractory material and above the hopper C which serves to load the charcoal and which is provided with the hermetically sealed lid D and the movable bottom E. At some distance from the bottom of the receptacle ± are placed a or several nozzles F cooled by a water circulation.
As it is obvious, it is always advantageous that this water does not give encrustations, and that to avoid that after a certain time the cooling efficiency decreases.
Inside the container A is the vertical wall C, built with refractory material, the lower part of. which has a distance from the bottom greater than the distance between the bottom itself and the nozzles. The wall C is closed at the bottom by the inclined wall H, provided with several holes; the angle formed by H with the horizontal must be greater than the natural inclination of the carbon used.
Oxygen mixed with the desired amount of water vapor or carbon dioxide is introduced into the gasifier through the nozzle or nozzles F. The low pressure that the mixture of oxygen and water vapor or CO2 must have is naturally determined by the resistances to be overcome. In practice, a few centimeters of a water column is sufficient.
As it ---- results from the numerous experiments which have been ------ carried out, the combustion of the coal at the expense of the mixture of oxygen and water vapor or carbon dioxide sent to the gasifier takes place in a very limited space which surrounds the ends of the nozzles and in which the temperature is very high, while at a relatively small distance from the ends of the nozzles themselves the temperatures are relatively low.
<Desc / Clms Page number 5>
However, it is sufficient that the nozzles arrive inside the receptacle ± up to a certain distance from the wall of the gasifier itself, so that the refractory B is in contact with relatively cold fuel so that its fusion becomes impossible.
The distance between the nozzles and the bottom of vessel A is also determined in practice so that the refractory coating the bottom is in contact with relatively cold fuel.
The temperatures that it is possible to reach in the zone where the combustion is more intense are, as it was said very high, and in certain points one arrives above 2000.
Under these conditions most of the coal burns directly with CO however there is also formation of a certain quantity of CO 2 which is reduced to CO by the surrounding coal.
At the end of the zone in which the reduction of CO2 is com-
2 pletà, is placed the wall H provided with holes through which the gases pass into the chamber I, and then to the tube L which brings them outside the gasifier. During its passage through chamber I, the gases heat up, by transmission of heat through the wall Gv, the fuel which is inside the gasifier.
In the present gasifier the conditions laid down by our patent application of February 9, 1929 are met, and therefore the ashes are there. completely washed away in the form of a very fine powder by the salt gases. The gasifier in question is therefore built without a grid.
The form of construction shown in Fig. 1 is particularly suitable when the gasified fuel is coke or other fuel substantially free of volatiles. When, on the contrary, we want to gasify fuels containing volatile materials. it is preferable to have recourse to the form of construction shown in fig. 2, lt the receptacle instead of being of circular section as
<Desc / Clms Page number 6>
in the form cmnstructive shown in fig.I, will preferably be 'to. elliptical section. It is noted here that in Figs.
1, 2 and 3 the parts which correspond are indicated by the same letters.
As can be seen from fig. 2, the gasifier shown there differs from that shown in fig. I.
EMI6.1
by the tait of having two rnies 'distz: loading ncts C¯and ¯Q' provided with hermetically sealed lids D and D1 and
EMI6.2
movable ± and ¯El that by the present of the wall y, the lower edge of which arrives at a distance from the bottom which is intermediate between the distance at which the nozzles are arranged and that at which the lower edge of the wall G is located. wall
EMI6.3
M'l divides the upper part of the interior space of the gasifier into two distinct zones, in .1eêq # ll: s1.e fuel which must be gasified is introduced respectively through the two hoppers ç and J3j ..
Fuel containing the products wa.t, i;: Les, is charged through the hoppers, through the hopper with fuel which is practically free.
During operation of the gasifier, as has been said, a very high temperature zone is formed around the nozzle or nozzles, surrounded by a series of temperature zones.
EMI6.4
decreasing, in which the reduction of the little C02 formed takes place.
It follows that the fuel consumption is large in the very high temperature zone, and small in the
EMI6.5
zones which 11: 8ntou: rent. The position of the wall M is fixed so that the z8ne at high temperature is in the space between the wall M (by imagining to extend it at the bottom) and the wall which carries the Nozzles, ie, in the space which through the hopper C, is supplied with fuel containing volatiles. Therefore gasification will take place almost completely at the expense of fuel, while
EMI6.6
that the consumption of fuel which does not contain volatile products and which is used to supply the other part of the
<Desc / Clms Page number 7>
gasifier through the hopper C 'will be, as we said above, very small.
During the operation of the gasifier, the volatile products which develop from the fuel loaded through the hopper C are forced by the wall M to pass through zones in which the temperature is considerably above 1000, and are therefore decomposed with the formation of hydrogen and of carbon.
The distance from the wall M from the bottom is in practice fixed so that the products which are released from the fuel are brought to the temperature necessary to effect complete decomposition. The gas mixtures obtained with fuels containing volatile substances naturally have a 'hydrogen content greater than the CO content of the mixtures obtained, with fuels free from volatile substances; however, generally the percentage of hydrogen they contain does not exceed 30%.
The embodiment shown in Figure 3 is especially suitable when open to utilize completely or partially the heat developed by the reaction
C + 0 = CO to decompose either hydrocarbons or liquid fuels or tarry substances or in general, any substance which, brought to a very high temperature, undergoes a series of decompositions giving rise ultimately to the formation of hydrogen and carbon.
The embodiment shown in figo3 differs from the embodiment shown in fig .I either because below the nozzles F are placed the nozzles N, which serve to introduce the hydrocarbons or other substances into the gasifier. above mentioned tances or because the chamber I has, as it appears from the figure, annular section.
In the case in question now, through the nozzles F we send or only oxygen or oxygen mixed with a limited quantity of water vapor or carbon anhydride.
<Desc / Clms Page number 8>
bonique: the gasified fuel will be free from volatile matter; the position of the outlets of the nozzles F and the dimensions of the lower part of the gasifier are established so that the layer of fuel which is placed around the fone at very high temperature has in all its different parts a temperature d 'at least 1100-1200 these being the temperatures of the layer which is in pontacts with the coating B.
In this way there is around the nozzles a zone of a certain thickness comprising the entire section of the gasifier and in which the temperature is greater than that which is strictly necessary to decompose the substances introduced through it into carbon and hydrogen. the N nozzles. Again: if these substances at ordinary temperature are not in the gaseous state, the distance between the F nozzles and the flow openings of the N nozzles will be established so that the two substances enter the gasifier in places where the temperature is high enough to cause vaporization.
As has already been said above, the substances introduced through the N nozzles are decomposed into carbon and hydrogen; hydrogen does not undergo any further transformation, while carbon is oxidized to carbon monoxide. From the gasifier, however, a mixture is obtained which is formed of these two gases mixed with carbon monoxide and the hydrogen produced, as has been said above, at the expense of the fuel introduced into the gasifier.
FIG. 3 naturally represents only one of the embodiments which can be used to obtain at the same time the gasification of a fuel and the decomposition of hydrocarbons, etc. aim to use gasifiers constructed in a different way, but based on the same principle. Thus, for example, chamber I can occupy the central part of the gasifier, while the fuel will be found in the annular space between this chamber and the coating B. In this case it will be necessary for the gasifier to be provided
<Desc / Clms Page number 9>
several hoppers for the introduction of the fuel to gasify.
Shadow that the advantages already mentioned of providing a gaseous mixture practically free of carbon dioxide, and of not requiring, for their construction, special refractory materials, the gasifiers constructed as just described present other advantages, the most important of which are:
The carbon dioxide reduction reaction is carried out at the expense of the heat possessed by the gases from the very high temperature zone. In this way a very important part of this heat is recovered. The reduction takes place completely in a relatively small area surrounding the other.
When the gases leave the zone in which the reduction of carbon dioxide takes place and enter chamber I, they are at a relatively low temperature, and therefore the amount of heat which they take away and from which one. can in many cases recover a good part, is relatively small. In the same way results small the quantity of heat dispersed by irradiation etc .... which on the other hand can also be recovered for example disposed around the container Has a properly shaped boiler which recovers this heat by producing steam.
It is also possible to use part of the heat carried away by the gases or of the heat which. @ would be lost by irradiation by using it to heat the oxygen) which must be sent to the gasifier, and also to heat the 002 or to superheat the steam to be sent to the gasifier itself.
The fuel passes rapidly from zones at low temperatures to zones in which it is very quickly brought to high temperatures, until it comes into contact with oxygen which burns it completely, preventing the ashes from melting and agglomerating.
However, also when fuels containing volatile substances are used, the distillation of the latter
<Desc / Clms Page number 10>
is started and completed in such a short time that, whatever the fuel used, it will not be able to agglomerate and consequently the formation of vaults will be avoided.
Other advantages are the simplicity and regularity of the operation, the rapidity with which the start-up can be carried out, the impossibility of the formation of explosive mixtures, the ease of stopping the operation of the gasifier and the gasifier. resume after a suspension of varying length and finally the possibility of producing large quantities of gas with gasifiers of relatively small dimensions.
The present invention is not limited to the construction forms described above, and which have been given by way of example only, since all other similar forms based on the same operating principles must be considered as claimed.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.