<Desc/Clms Page number 1>
LH.
Ministère des Affaires Economiques et des Classes Moyennes ROYAUME DE BELGIQUE
Direction Générale de l'Industrie et du Commerce mx
Administration du Commerce
Service de la
Propriété Industrielle et Commerciale
N 479. 326
LE MINISTRE DES AFFAIRES ECONOMIQUES ET DES CLASSES MOYENNES,
Vu l'arrêté-loi du 8 juillet 1946, prorogeant, en raison des événements de guerre, les délais en matière de propriété industrielle et la durée des brevets d'invention;
Vu la loi du 30 mars 1948,portant modification à l'arrêté-loi du 8 juillet 1946, prorogeant, en raison des événements de guerre, les délais en matière de propriété industrielle et la durée des brevets d'invention.
Revu l'arrêté ministériel du 31/1/48 délivrant sous le N 479.326 à Svenska Skife- rolje Aktiebolaget, un brevet d'invention pour procédé de récupération de gaz utiles par gazéification de couches combustibles dans leur état naturel,
ARRETE :
ARTICLE PREMIER. - Les considérants suivants sont insérés dans l'arrêté ministériel N 479 .326 du 31/1/48 , après,le considérant " Vu la loi du 24 mai 1854 sur les brevets d'inven- tion" :
Vu l'arrêté-loi du 8 juillet 1946, prorogeant en raison des événements de guerre, les délais en matière de propriété industrielle et la durée des brevets d'invention, modifié par la loi du 30 mars 1948;
@ du @ décembre 1947, portant approbation de l'Arrangement concernant la conservation ou la @ droits de propriété @ atteints par @ guerre @ signé à @ @
Vu la Convention d'Union pour la Protection de la Propriété Industrielle;
ART. 2. - Le présent arrêté sera annexé à l'arrêté ministériel visé à l'article premier.
Bruxelles, le 31 janvier 1949
AU NOM DU MINISTRE : / Le Fonctionnaire délégué,
<Desc/Clms Page number 2>
Procédé de récupération de gaz utiles par gazéification de couches combustibles dans leur état naturel.
Cette invention est relative à un procédé de récupé ration de gaz utiles, et surtout de gaz combustibles par la gazéification souterraine de couches combustibles telles que couches de charbon ou de terres bitumineuses dans leur état naturel. Il est bien connu que l'on gazeifie de telles cou- ches combustibles par envoi d'air ou d'oxygène dans celles ci, le combustible gazeux ainsi obtenu étant envoyé à la sur- face du sol par des canaux forés dans le sol et dans la cou- che combustible. L'exécution de ces canaux pour l'alimenta- tion en oxygène et pour la récupération du combustible ga- zeux occasionne de grands frais, d'autant plus qu'ils doi-
<Desc/Clms Page number 3>
vent être d.e dimensions suffisantes que pour permettre la ré- alisation de travaux manuels dans le fond de ces canaux et, le long des couches de combustibles.
Les frais augmentent avec la profondeur et, en particulier la méthode ne peut pas être utilisée en pratique quand la stratification du combustible est en couches séparées verticalement par des roches ou des couches de terre qui ne contiennent pas de combustible. Les couches combustibles, telles que les vei- nes de charbon, peuvent être d'importance si faible dans le sens vertical qu'elles ne peuvent pas être exploitées, à moins que les couches non combustibles inférieures ou su- périeures ne soient enlevées. Il se comprend que le terras- sèment ou le minage de fouilles sur l'étendue de surface de telles veines devient particulièrement coûteux et, en conséquence, non économique.
C'est le but de cette invention de vaincre ces restric- tions, de façon que les calories des couches combustibles puissent être récupérées d'une manière épargnant de la main- d'oeuvre, et conséquemment très favorable du point de vue économique même si la stratification contenant le combus- tible se trouve très profondément dans le sol ou est relati- vement pauvre.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront de la description suivante faite en connexion avec les des- sins annexés qui forment une partie de cette spécification, et dans lesquels : Fig.l, montre une vue en section verticale plus ou moins schématique dans une portion de la terre ou d'une for- mation rocheuse avec le matériel pour réaliser la gazeifi- cation suivant cette invention.
Fig.2, montre schématiquement une vue en plan du ma- tériel approprié pour l'invention, à échelle réduite.
Fig.3 à 5 sont des vues similaires à la fig.2 de ma-
<Desc/Clms Page number 4>
tériels suivant trois modifications.'
Dans les dessins, 10,12,14 désignent un certain nom- bre, dans le cas présent trois de couches combustibles, telles que des veines de charbon situées dans la terre à plus ou moins grande profondeur, ces couches combustibles étant sé- parées par des couches 16,18 de matières non combustibles., Des sondages sont forés dans le sol, certains d'entre eux,, repérés par 20 dans les dessins, contenant des résistances électriques 22 reliées à un réseau d'alimentation 24,
tandis que d'autres sondages 26 sont ouverts et reliés à leur som- met à un système de tuyauteries 28. Les éléments de chauffa- ge électriques 22 peuvent être disposés dans leurstrous20 en groupes comprenant 6 éléments autour d'un passage de sor- tie de gaz 26, comme il apparait des fig.2 à 5. Les sondages et les résistances électriques peuvent être réalisés en con- formité avec mon brevet copendant sér. n ........de même date, auquel il est referré pour une descrippion plus détaillée de la matière. Les groupes de sondage 20,26 sont combinés dans une figure qui, vue du dessus, est allongée et qui comprend, par exemple, une simple rangée de passage de décharge 26 en- tourés par des canaux 20 avec des éléments chauffants.
De telles rangées de groupes peuvent être rectilignes suivant la fig.2 ou former un ou plusieurs serpentins suivant la fig.3. ou avoir une forme en fer à cheval suivant la fi'g.4. Il est simplement important que les groupes de trous forment ensem ble une chaine intégrale de largeur faible par rapport à son extension horizontale. @
Quand le procédé de récupération est amorcé, l'énergie électrique est, dans une première étape, appliquée sur élé- ments résistants 22, qui sont prévus pour dégager de la cha- leur aux seuls niveaux où sont localisées la ou les veines combustibles.
Le résultat de cette application de chaleur est l'extraction de substances combustibles sous forme gazeuse des couches combustibles, tandis qu'en même temps, un ré-
<Desc/Clms Page number 5>
sidu de coke est formé. Les gaz combustibles s'échappent par les passages 26 et sontrassemblés par le système de tuyaute- ries 28. A la suite du chauffage électrique, les couches com- buatibles deviennent poreuses ou perméables au gaz dans la direction horizontale dans la limite désignée par 30 dans les fig. 2-5, les veines formées ayant une grande longueur par rapport à leur largeur.
Quand le processus de gazéification électrique est terminé, de l'air ou de l'oxygène est intro- duit sous pression pour un ou plusieurs des passages 26, cet air ou cet oxygène trouvant passage au travers de la veine 30 à cause de la porosité de celle-ci, et un processus de gazéi- fication par combustion du coke restant est ainsi amorcé.
Les gaz combustibles ainsi formés sont extraits par un ou plusieurs des passages 26 convenablement espacés des canaux d'alimentation en oxygène. Pendant cette étape de gazéifica- tion, de la chaleur est dégagée et transmise par conductibi- lité aux parties latérales de la veine combustible 30, de sorte que la gazéification de la couche combustible se pro- duit de telle manière que la zone poreuse est continuellement élargie. Après un certain temps, elle peut ainsi être accrue de la ligne extérieure 30 à la ligne extérieure 32 des fig.
3 et 4.
Suivant l'invention, il est donc seulement nécessaire de soumettre une partie des couches combustibles au chauffa- ge électrique, le restant ou la plus grande partie de celles- ci étant gazéifiée pendant la gazéification subséquente au moyen d'oxygène ou d'air, laquelle est rendue possible par le chauffage électrique et dépend des réactions chimiques s'effectuant par la combustion. La méthode suivant l'inven- tion permet ainsi l'utilisation d'une façon économique satis- faisante de couches combustibles, même si elles sont rela- tivement mince et situées à. une grande profondeur sous le sol.
Dans la disposition suivant la fig.5, l'énergie élec-
<Desc/Clms Page number 6>
trique est appliquée à un premier groupe d'éléments de chauffage l'intérieur du groupe de canaux inclus dans la zone 34 représentée en pointillé. Les connexions électriques peuvent être enclenchées successivement de f açon que la résistance 36 par exemple ait été enclenchée pendant une période de 100 jours quand la résistance 38 est enclenchée, les résistances intermédiaires ayant été mises en services à des moments croissants et restant en circuit. De cette ma- nière, on obtient une veine de masse combustible poreuse qui croît lentement suivant sa direction longitudinale.
Quand la gazéification électrique est substantiellement terminée, par exemple après un laps de temps de 150 jours, un ou plu- sieurs canaux d'extraction 40 dans le groupe 34 peut être relié aux moyens d'alimentation en air ou en oxygène. En même temps, le chauffage électrique continue dans les par- ties adjacentes de la couche combustible, qui est ensuite suivi de la gazéification sous alimentation en oxygène.
Dans ce dernier processus de gazéification, la couche de combus- tible se trouvant des deux côtés de la portion rendue pri- mitivement poreuse par les moyens électriques est chauffée par la chaleur qui lui est communiquée par la réaction; la portion de combustible soumise à la récupération s'aggran- dit donc continuellement jusqu'à atteindre, après un certain temps, la ligne extérieure 42, Comme on le voit à la fig.
5 la portion de combustible soumise à la gazéification et si- tuée à l'extérieur de la portion 30 est d'abord relativement étroite, puis elle s'élargit de plus en plus, En connectant un nombre convenable de passages d'extraction 26 au système dans la partie la plus large et la dernière de la zone de gazéification et en introduisant l'oxygène par un nombre convenable de canaux dans la partie antérieure étroite de la partie en gazéification, cette gazéification peut être dirigée de façon que le processus se déroule dans des con-
<Desc/Clms Page number 7>
ditions de température favorables * après un certain temps, la zone soumise au chauffage électrique est avancée jusqu'au .groupe de canaux inclus par la ligne 41; représentée en poin- tillé.
La capacité conductrice de la chaleur de la couche com- bustible détermine l'extension latérale de la partie chauffée, la quantité de chaleur transmise aux parties latérales par conductibilité thermique étant limitée par la température de réaction la plus favorable ou étant choisie d'une manière appropriée par la variation d'alimentation en oxygène suivant la transmission de chaleur dans le voisinage. En alternative, les passages 26 peuvent être mis en communication avec les tuyauteries pour l'alimentation en oxygène, ou avec les con- duits d'extraction du gaz pour assurer une action réciproque entre l'alimentation en oxygène et la gazéification pour fi- xer des réactions chimiques favorables dans le corps du com- bustible.
Le chauffage électrique ne doit pas nécessairement être poussé de façon à, créer la pyrolyse dans la couche combusti- ble, mais il peut être restreint pour provoquer une évapora- tion de l'humidité contenue dans celui-ci. Cette évaporation peut alors être suffisante pour créer la porosité de la cou- che de combustible nécessaire à l'alimentation subséquente en oxygène et à l'extraction des gaz combustibles. La dilata-* tion thermique de la couche combustible provoquée par la cha- leur contribue également à cet effet, cette dilatation étant particulièrement concentrée dans le voisinage immédiat des éléments chauffants.
On trouvera faverable d'assurer d'abord le chauffage électrique dans le canal ou les canaux par les- quels l'oxygène doit être admis plus tard, de façon que le combustible soit en auto-iguition quand 1 alimentation en oxygène est commencée.
Quoique plusieurs dispositions plus ou moins spécifi- ques de l'invention ont été montrées, il doit être entend)11
<Desc/Clms Page number 8>
que cela est dans un but d'illustration seulement et que l'invention n'est pas limitée à celles-ci, mais que son domaine doit être déterminé par les revendications annexées vue à la lumière de l'art prioritaire.
Revend!cations.
1.- Procédé de récupération de gaz utiles, et surtout combustibles, par gazéification de couches combustibles souterraines dans leur état naturel, caractérisé en ce qu'on chauffe électriquement une faible portion de la couche com- bustible pour rendrè cette portion perméable aux gaz, et en ce qu'on amène du gaz contenant de l'oxygène dans cette por- tion ou dans les portions adjacentes pour brûler le combus- tible, après quoi on récupère les gaz reproduits.
2.- Procédé de gazéification de couches souterraines dans leur état naturel, caractérisé en ce que' on fore un groupe de trous de la surface du terrain jusqu'aux couches, en ce qu'on place des éléments chauffants électriques dans certains de ces trous, en ce qu'on alimente en énergie élec- trique ces éléments, pour produire un chenal continu de mas- se combustible poreuse, en ce qu'on amène des gaz contenant de l'oxygène par un ou plusieurs des trous pour engendrer des gaz par combustion de cette masse, et ensuite également d'autres portions voisines des couches non rendues poreuses par chauffage électrique; et en ce qu'on extrait les gaz combustibles récupérés à travers un ou plusieurs des autres trous.