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PERFECTIONNEMENT AUX GAZOGENES A
FUSION DES CENDRES.
Le traitement des combustibles,, et en particulier des combustibles cendreux, a été réalisé avec succès dans les gazogè- nes à fusion des cendres soufflés au vent réchauffé à haute tem- pérature Par une addition convenable aux combustibles de fondants généralement calcaires, on obtient un laitier fusible formé de SiO2, Al2O3, Cao, et une certaine quantité de fonte provenant de la réduction de l'oxyde de fer contenu dans les oendres des combus- tibles. Si on ajoute aux charges de combustibles des minerais ou résidus renfermant des produits volatilisables tels que Zn, Pb, Sn, P, etc... on obtient, dans les gazogènes à fusion des cendres, la volatilisation plus ou moins complote des métaux ou métalloïdes chargés.
Dans ces mêmes appareils, les oxydes métalliques agglo- mérés de préférence avec un combustible approprié sont également réduits à la haute température de l'ouvrage et les métaux obtenus, tels que le fer, le nickel etc.. se rassemblent avec le laitier dans le creuset.
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En chargeant dans ces gazogènes des agglomérés de phos- phate de chaux et de combustible, avec un fondant généralement si** lioeux, on a obtenu la réduction intégrale des phosphates avec volatilisation du phosphore.
Dans la gazéification des combustibles par fusion des cendres exposée ci-dessus, on est obligé pour maintenir normale l'activité du gazogène à fusion des cendres soufflé à l'air chaud, d'envoyer par les tuyères du gazogène des quantités considérables d'air à forte pression, de l'ordre de 5 m3 par kilogramme de oarbone contenu dans les charges. Ces grands volumes d'air don- nent à leur tour des volumes encore plus considérables de gaz pauvre (6 à 7 m3 par kilogramme de carbone) et la gazéification ainsi réalisée a pour conséquence de volatiliser une fraction importante de poussières stériles qui viennent souiller les métaux, métallos- des ou produits de valeur volatilisés.
Cee- produits volatilisés sont très difficiles à extraire des volumes considérables de gaz qui les contiennent et leur mélange aux poussières impalpables volatilisées leur enlever souvent toute leur valeur.
Les gaz eux-mêmes, après épuration, sont des gaz très pa@vres ayant 20 à 305 de CO, ces gaz sont évacués des gazogènes à des températures de 400 à 800 , la vitesse des gaz à l'intérieur des gazogènes est considérable et provoque un entraînement de toutes les parties fines de la charge qui s'ajoutent aux poussiè- res stériles volatilisées. Fréquemment, les gaz produits, à trop faible pouvoir calorifique, sont sans valeur.
Il a été proposé d'enrichir l'air soufflé dans les ga- zogènes à fusion des cendres par une certaine addition d'oxygène ou par un mélange d'oxygène et de vapeur, mais les principaux inconvénients signalés ci-dessus subsistent dans ce cas et les gaz obtenus, qui renferment toujours de fortesproportions d'azote, sont fréquemment inutilisables.
On a également insufflé dans des gazogènes sans fusion des cendres des mélanges non surchauffés d'oxygène et de vapeur d'eau sans introduction d'air. On a obtenu dans ce- cas des gaz renfermant de fortes proportions de CO2 (15 à 20 %) donnant un
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mauvais rendement thermique des appareils, de sorte que ce pro- cédé s'est révélé sans intérêt De plus, il ne permet pas le traitement simultané de combustibles et de minerais en vue de la récupération des métaux.
Il a été trouvé, conformément à l'invention, qu'en traie trant dans un gazogène à fusion des cendres des combustibles mé- langés aux fondants par un mélange surchauffé d'oxygène et de vapeur d'eau, sans introduction d'air, on peut obtenir dans la zone des tu@@res des températures extrêmement élevées conduisant à la production de gaz à faible teneur en CO2 ainsi qu'à la fusion des laitiers les plus réfraotaires et donnant une zone réductrice permettant d'intensifier considérablement toutes les réactions réalisées jusqu'ici au gazogène à fusion des cendres seul soufflé à l'air chaud/ou à l'air chaud enrichie en oxygène., Par exemple en chargeant les mélanges de combustibles cendreux et de
SiO2 fondants calculés pour donner un indice @ voisin de 0,
8 et
CaO en soufflant le gazogène par un mélange contenant Om3, 5 de 02 et 0,7 kilogramme de vapeur d'eau par kilo de carbone et porté à la température de 800 degrés, on obtient la décomposition intégrale de la vapeur d'eau avec production de gaz renfermant moins de 5 % de C02, 30% de H2 et exempts d'azote. La température réalisée dans ce cas dans la zone des tuyères est de l'ordre de 2.000 et la température au gueulard est souvent inférieure à 200 .
En soufflant le gazogène par un mélange d'oxygène et de vapeur d'eau, on observe que, pour traiter le même tonnage de matières, il suffit d'une pression aux tuyères trois à quatre fois plus faible que dans la marche à l'air ; volume de gaz produit par kilogramme de carbone est réduit de plus de moitié; la température à l'intérieur du gazogène est dans ce cas plus élevée dans la région des tuyères, mais beaucoup plus basse dans les régions supérieures.
Cette marche en oxygène et vapeur réduit consi dérablement la proportion de poussières stériles volatilisées et donne des gaz à haute teneur en 00 et H2 exempts d'azote qui, dans le traitement connexe de minerais renfermant des métaux ou métal- 10%des volatilisables, contiennent une proportion élevée de ces
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métaux ou métalloïdes.
La vapeur d'eau envoyée dans le gazogène avec de l'oxy- gène peut être remplacée, conformément à l'invention, par du CO2, si on cherche à obtenir des gaz formés presque exclusivement de 00.
Il est également possible, et c'est là une autre par- ticularité de l'invention, d'insuffler dans le gazogène un mé- lange convenablement surchauffé d'oxygène et de vapeur d'eau, ou d'oxygène et de CO2, ce mélange contenant un excès de vapeur d' eau ou de CO2. Malgré cet excès de vapeur d'eau ou de 002, la bonne marche de l'appareil n'est pas troublée. Dans ce cas, la vapeur d'eau ou le CO2 traverse la zone de fusion sans se décom- poser et peut donner lieu à des réactions importantes dans une zone immédiatement supérieure.
Par exemple, dans le cas du trai trement de combustibles additionnés de ferrailles, la vapeur d'eau qui passe sans décomposition à travers la zone de fusion peut être décomposée dans une zone supérieure par le fer pour donner des gaz enrichis en hydrogène. Dans le cas de traitement du phosphate de chaux, la vapeur d'eau ou le 002 en excès, oxy- dent le phosphore pour donner du P205.
La température du mélange surchauffé oxygène + vapeur est toujours supérieure à 200 et généralement comprise entre 300 et 800 suivant les teneurs respectives de O2 et H2O insufflés aux tuyères.
Le procédé permet la réalisation en marche continue de gaz riches en CO et H2 exempts d'azote qui sont particulièrement intéressants pour leur transformation en carburants de synthèse.
Il doit être bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux indications qui précèdent, mais qu'elle peut être réalisée suivant toutes variantes basées sur le mime principe.