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" Procédé et dispositif pour la production de gaz à l'eau exempt de goudron et d'hydrocarbures, à partir de combus- tibles bitumineux ".
. Des gazogènes pour l'obtention de gaz à l'eau, à partir du charbon, sur lesquels sont montés des cuves de distillation lente reliées à un surchauffeur sont déjà connus. L'enlèvement des produits de distillation lente du combustible a lieu dans ces appareils par le gaz à l'eau chaud formé dans le gazogène et montant dans la cuve de distillation lente, mais ce gaz se mélange de ce fait avec des vapeurs de goudron et des gaz en- gendrés par la distillation lente, parfois appelée ci-après, par abréviation : distillation . Pour certaines applications, par exemple pour des synthèses chimiques, les substances qui se mélangent ainsi au gaz à l'eau sont indésirables et nuisi- bles.
D'autre part le degré d'élimination des produits de distillation dépend dans ces gazogènes de la chaleur sensible contenue dans le gaz à l'eau produit dans la cuve de.gazéifi- cation. Cette chaleur est toutefois insuffisante, dans le cas @ de combustibles à teneur élevée en eau ou à teneur faible en @
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carbone fixe, pour réaliser une élimination suffisante de s pro- duits de distillation lente du charbon. C'est pourquoi on a dé- jà effectué, dans les gazogènes pour l'obtention du gaz à l'eau à partir du charbon, une circulation des gaz, à partir du bas, entre le surchauffeur et la cuve de distillation, pour trans- porter par le gaz en circulation dans la cuve de distillation, de la chaleur à partir du surchauffeur et améliorer ainsi l'é- limination des produits de distillation.
Dans la mise en oeu- vre de ce procédé on a aussi mené simultanément à travers la cuve de distillation le gaz à l'eau produit dans la cuve de gazéification du gazogène, et on a obtenu ainsi un gaz à l'eau auquel sont mélangés des gaz produits par distillation et des vapeurs de goudron .
On a proposé en outre de faire marcher des gazogènes pour l'obtention de gaz à l'eau à partir du charbon, en renversant alternativement le sens de la gazéification et dhaspirer au cours de la gazéification, à la partie inférieure de la cuve de distillation, les produits volatils de cette distillation pour les introduire, à travers le surchauffeur,dans la zone incandescente de la cuve de gazéification afin de décomposer le goudron et les hydrocarbures. Le gaz à l'eau produit dans la cuve de gazéification lorsqu'on effectue la gazéification de bas en haut est, suivant cette proposition, soutiré à la zone de séparation entre la cuve de gazéification et la cuve @@@@ distillation.
Lorsqu'on effectue la gazéification de haut en bas la vapeur qui est préalablement surchauffée dans le sur- chauffeur est conduite de haut en bas à travers la cuve de distillation et puis, à travers la cuve de gazéification en même temps que les produits volatils de distillation. Le gaz à l'eau produit est évacué dans ce cas à la partie inférieure de la cuve de gazéification.
Par ce procédé, on ne parvient toutefois qu'à débarrasser le combustible que d'une manière très défectueuse des produits de distillation, parce que, lorsque la gazéification a lieu de bas en haut, les gaz passant à travers la cuve de distillation n'ont pas une température
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suffisamment élevée et, lorsque la gazéification a lieu de haut en bas, il ne passe par la cuve de distillation quea vapeur surchauffée dont la chaleur sensible n'est pas suffi- sante pour le séchage du combustible et d'élimination des pro- duits de distillation.
En outra, cette vapeur suit une marche dans le même sens que celui du combustible à travers la cuve de gazéification d'où il résulte qu'elle se refroidit déjà tellement au contact des couches supérieures, encore froides, de combustible que, dans les zones plus basses où le combusti- ble est plus chaud, il n'y a plus , entre la vapeur et le com- bustible, la chute de température nécessaire pour la transmis- sion de chaleur.
La'présente invention permet de produire un gaz à l'eau exempt de goudron et d'hydrocarbures à partir de combustibles bitumineux tout en évitant les inconvénients des procédés con- nus jusqu'à présent, l'élimination des produits de distilla- tion se produisant aussi bien,au cours de la gazéification de bas en haut qu'au cours d'une gazéification de haut en bas, par un courant de gaz de circulation tandis que la gaz à l'eau produit dans la cuve de gazéification est évacué du gazogène, séparément des gaz de distillation non décomposés.
Lorsque la gazéification a lieu de bas en haut, le gaz de cir- culation circule entre le surchauffeur, la cuve de gazéifica- tion et la ouve de distillation; lorsqu'elle a lieu de haut en bas,il ne circule qu'entre le surchauffeur et la cuve de dis- tillation. Le gaz de circulation traverse la cuve de distilla- tion, toujours en sens contraire de celui du combustible et il en résulte la meilleure transmission possible de la chaleur.
En outre, grâce à ce que conformément à l'invention on règle l'intensité du courant de gaz de circulation suivant la teneur du combustible en eau et la quantité de chaleur nécessaire pour produire l'élimination des produits de distillation,on peut employer même des combustibles contenant beaucoup d'eau et dégageant difficilement les gaz qu'ils contiennent,sans
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qu'il se produise de condensation de goudron, ni de vapeur d'eau dans les couches supérieures et froides de combustible.
Par le présent procédé, les gaz de distillation et par conséquent aussi le goudron qu'ils contiennent sont décompo- sés en gaz à l'eau. Toutefois, il est souvent désirable du point de vue économique de recueillir tel quelle goudron con- tenu dans le charbon au lieu de le décomposer pour produire du gaz à l'eau, Conformément à l'invention ce but peut Être atteint d'une façon simple par la séparation du goudron du gaz de circulation après que celui-ci est sorti de la cuve de dis- tillation et avant qu'il entre dans le surchauffeur.
Pour réaliser la circulation du gaz, une soufflerie est nécessaire . Dans le procédé connu précité à soutirage de gaz de distillation, on a disposé la soufflerie pour le soutirage entre le surchauffeur et la cuve de gazéification. Ceci entral- ne toutefois la conséquence que la température de surchauffe ne peut être que modérée (de 700 à 8000 environ) parce qu'à des températures plus élevées, il se produit déjà un cracking considérable du goudron et des hydrocarbures avec formation de carbone qui se fixe dans la soufflerie et l'obstrue rapide- ment.
Suivant l'invention,+on dispose la soufflerie de circula- tion entre la cuve de distillation et le surchauffeur. Des essais ont montré qu'en effet il ne se produit pas d'obstruc- tion dans la soufflerie dans ces conditions. Ceci permet en outre de pousser beaucoup plus haut la température de sur- chauffage et de surchauffer davantage le gaz de oirculation, ce qui est très favorable tant pour l'effet utile de la gazéi- fication que pour une élimination satisfaisante des produit s de distillation du combustible.
Si l'on recueille le goudron, le séparateur de gouiron peut à la façon connue, être conçu en même temps comme souffle- rie de circulation. A cet effet on le pourvoit d'un ventila- teur centrifuge oud'un autre appareil analogue . Si l'on attri-
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bue de l'importance à une récupération aussi complète que possible du goudron, celle-ci peut s'effectuer aussi pendant que la période de soufflage, une partie des gaz de soufflage étant conduite à travers la cuve de distillation et, ensuite, en mélange avec les produits volatils de distillation, à tra- vers le séparateur de goudron, où ce dernier est séparé, tandis que les gaz restants débouchent dans le surchauffeur qu'ils servent à ohauffer,
Le dessin annexé montre à titre d'exemple une installa- tion pour la mise en oeuvre de l'invention.
Le gazogène 1 renferme la cuve de gazéification 2 et la cuve de distillation 2' montée sur elle; on a désigné par 3 un surchauffeur-récupérateur et par 4 une soufflerie de cir- culation qui, dans le présent exemple, est constitué par un in- jecteur à vapeur.
On chauffe d'abord par soufflage le gazogène, en injec- tant, dans la cuve de gazéification 2, de l'air par la vanne principale 5 d'air soufflé, qui est ouverte, et par le conduit principal 6 d'air soufflé. Les gaz engendrés par le soufflage passent par la vanne 7 dans le surchauffeur 3'et y sont brûlés par l'air secondaire venant du conduit 8 en passant par la vanne 9 et, s'il est nécessaire, par la vanne 9', grâce à quoi les grilles dont est garni le surchauffeur sont portées à une température élevée . Les fumées s'échappent du surchauffeur 3 par la valve 10.
Après le chauffage par soufflage, a lieu la gazéification de bas en haut. Ici, les vannes 5, 7, 9, 9' et 10 sont fermées et par contre les vannes 11, '12, 13 et 14 sont ouvertes. De ,la vapeur entre par la vanne 11 ; ellepénètre par la soufflerie 4 et le conduit 15 dans le surohauffeur 3, se surchauffe forte- ment au contact des grilles incandescentesdu surchauffeur et débouche par la vanne 12 et le conduit 6 dans la cuve de gazéi- fication 2, La vapeur forme ici, au contact du coke qui a été porté à l'incandescence par le soufflage, du gaz à l'eau qui
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sort du gazogène 1 par la vanne 13 et le conduit 16.
Mais en même temps, la vapeur introduite dans la soufflerie 4 exerce, dans le sens de la flèche x, un effet de succion grâce auquel il se produit une circulation des gaz par les éléments 4,15, 3, 12, 6,2, 2', 14 et 4. Les produits de distillation volatils entraînés par le gaz en circulation à partir de la cuve de dis- tillation 2', sont ainsi décomposés àleur passage par la zone incandescente de la cuve do gazéification 2 ot transformés en gaz à l'eau. Le courant de gaz, de cette cuve à la cuve de distillation 2', sur le parcours de la circulation décrite em- pêche d'une part, que des gaz de distillation provenant de la cuve de distillation 2' se mélangent au gaz à l'eau qui sort en 13 du gazogène 1 et apporte, d'autre part, suffisamment de chaleur dans la cuve de distillation 2', pour provoquer une distillation fort poussée du charbon.
L'intensité du cou- rant de circulation et par conséquent la quantité de chaleur apportée à la cuve de distillation 2' peuvent être réglés,sui- vant les besoins,par la modification de la pression de la va- peur introduite dans la soufflerie 4.
Le passage à la gazéification de haut en bas qui vient en- suite a lieu par ouverture des vannes 17 et 7 et ferneture des vannes 12 et 13. La vapeur qui arrive par les éléments 11, 4, et 15 s'écoule maintenant par la partie supérieure du surchauf- feur 3, s'y surchauffe et pénètre par la vanne 7 dans la cuve de gazéification 2 qu'elle balaie de haut en bas. Il se produit ainsi du gaz à l'eau qui quitte le générateur 1 par la vanne 17 et le conduit 16. En même temps, il se produit, par l'action de la soufflerie 4, une circulation de gaz par les éléments 4,15, 3, 7, 2, 2', 14 et 4, .ce qui apporte de la chaleur dans la cuve 2' à partir du surchauffeur et provoque la distilla- tion du combustible.
Une partie des gaz de distillation qui pé- nètrent dans la cuve de gazéification 2 par la vanne 7 est dérivée du courant de circulation et balaie cette cuve de haut en bas. Il en résulte que non seulement la vapeur, mais aussi Q
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les gaz de distillation, sont décomposés avec formation,dans la zone incandescente de la cuve de gazéification, de gaz à l'eau qui quitte le gazogène en passant par la vanne 17. Le gaz à l'eau qui s'échappe ainsi ne renferme donc pas, dans ce cas non plus, de gaz de distillation.
Si l'on désire récupérer le goudron des gaz de distilla- tion, on fait fonctionner le séparateur de goudron 18 monté entre la cuve de distillation 2' et le surchauffeur 3 dans le circuit de circulation. On trouve à cet ef'f et les vannes 19 et 20 et on ferme la vanne 14. Le séparateur de goudron 18 est, dans le cas présent , constitué par un ventilateur centri- fuge dont le refoulement est renforcé encore par l'injecteur à vapeur 4. Mais on peut aussi supprimer l'injecteur 4 et,dans ce cas, la circulation est réalisée par le ventilateur 18.
Pendant la circulation du gaz dans la gazéification de haut en bas et de bas en haut à la façon décrite, le goudron est séparé du ventilateur de circulation 18 et s'écoule du séparateur de gouttelettes 18' dans un réservoir non représenté.
Toutefois, pendant la période de soufflage,une partie des gaz soufflés peut être conduite,à partir de la cuve de gazéi- fication 2, par la cuve de distillation 2', dans le séparateur de goudron 18 et être envoyée,après qu'elle a été débarrassée du goudron, par l'injecteur 4 et le conduit 15 dans le sur- chauffeur 3. Dans ce dernier, la combustion a lieu par de l'air supplémentaire amené par la vanne., 9' avant que lesgaz perdus s'échappent par la vanne 10.
REVENDICATIONS.
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