<EMI ID=1.1>
isothermique; le procédé comporte d'autre part le parachève-
<EMI ID=2.1>
vement, la conversion catalytique du gaz initial en hydrogène industriel et/ou en gaz hydrocarbures, en hydrocarbures liquéfiables et en hydrocarbures liquides; il est également fait
<EMI ID=3.1>
bonique; le tout en différentes phases.
Dans le brevet de perfectionnement n[deg.] 477.245 il est. décrit une façon pratique de réaliser la phase initiale, c.à.d. la phase gazéification souterraine proprement dite du procédé, et en particulier le processus isothermique, un des résultats atteints étant l'obtention d'un gaz initial présentant un rap-
<EMI ID=4.1>
souterrain, dans chaque période d'inversion, dans la zone où <EMI ID=5.1>
régime du gazogène souterrain.
Le présent perfectionnement est relatif à une variante complémentaire du processus de la mise à feu et de la ease en marche, variante supprimant toute perte de gaz, en ce sens que le gaz produit dès la mise à feu est recueilli et progressive* ment enrichi jusqu'à atteindre la composition du gaz de régime, c.à.à. d'un gaz essentiellement sans inertes et présentant un
<EMI ID=6.1>
C02
comme de comburant, à la mise à feu et à la mise en régime, et, combiné avec le procédé isothermique de gazéification décrit dans les brevets antérieurs, procédé qui lui-même assure un rendement thermique élevé de la gazéification, rendement qui ne peut être réalisé par un autre procédé, et la réalisation d'un
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<EMI ID=8.1>
utilisation maximum du combustible souterrain (c.à.d. un rendement global'maximum) ainsi que du comburant.
Le processus qui fait l'objet du présent perfectionnement est décrit ci-dessous:
L'appareillage est celui qui est décrit dans le brevet de perfectionnement n[deg.] 477.245; il consiste en principe en:
- une soufflante du comburant;
- un extracteur du gaz de gazéification souterraine;
- un dispositif d'inversion systématique des régénérateurs;
- des régénérateurs à inversion ou un échangeur continu dans lequel le sens des deux fluides (à savoir, le comburant d'une part, le gaz d'autre part) est inversé systématiquement à l'aide du dispositif d'inversion;
- éventuellement, un dispositif d'inversion du flux dans le gazogène souterrain; - un brûleur de surchauffe interne sur chacune des branches du circuit;
- éventuellement un gazogène de parachèvement;
- un gazomètre à acide carbonique;
- un gazomètre à oxygène industriel;
- un gazomètre à gaz de gazéification;
- éventuellement un gazomètre à gaz intermédiaire Incomplètement achevé.
Dans la figure I les appareils représentés sont les suivants: <EMI ID=9.1> 2) installation de refroidissement, condensation et éventuellement d'épuration du gaz
3) soufflante
extracteur
5) gazomètre à acide carbonique
6) gazomètre à oxygène
7) gazomètre auxiliaire à gaz inachevé
8) gazomètre à gaz initial de gazéification souterraine achevé
9) à 17) vannes
18) régénérateurs à inversion ou échangeur de température continu
19) gazogène de parachèvement
20) brûleurs de surchauffe interne
21) niveau du sol
22) gazogène souterrain
23) à 28) vannes à 3 voies ou autres dispositifs de by-pass
29) gaz achevé vers conversions subséquentes
30) installation auxiliaire de production d'acide carbonique pour
la mise en marche (éventuellement)
31) acide carbonique recyclé de la conversion du gaz
32) excédent d'acide carbonique.
Le processus comporte les phases successives suivantes:
1) Purge par l'acide carbonique du circuit complet 'c.à.d.
notamment du circuit souterrain, des conduites et des appareils);
2) Mise à feu par combustion interne dans le comburant acide
carbonique-oxygène, du combustible gazeux ou liquide (gaz, huile, etc.);
3) Mise en régime par recyclage du mélange C02-CO produit avec
un appoint croissant d'oxygène; au cours de ce recyclage
le rapport CO dans le gaz va en augmentant jusqu'à atteindre
C02
le maximum désiré.
4) Le régime atteint, la surchauffe interne et le recyclage
sont cessés et le système est en production avec le comburant C02-02 pur.
Les opérations se succèdent comme suit:
1) Purge
Les ventilateurs de soufflage et d'extraction étant en marche, de l'acide carbonique du gazomètre d'acide carbonique est soufflé dans le circuit jusqu'à ce que tout l'air ait été déplacé. Cet air est évacué. Le circuit d'acide carbonique à froid entre gazomètre à.acide carbonique et retour à ce même gazomètre ou par by-pass du gazomètre est alors en marche.
2) Mise à feu
De l'oxygène industriel du gazomètre à oxygène est
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brûlé (combustion se rapprochant le plus possible de la com bustion théorique, c.à.d. avec excédent minimum de 02 et sans imbrûlés; le gaz de combustion consiste essentiellement en C02), tout en réalisant une température initiale de combustion
<EMI ID=11.1> de revêtement des brûleurs et des conduites conmuniquant avec le gazogène souterrain.
Le gaz recueilli par l'extracteur est renvoyé dans le gazomètre à acide carbonique, ou dans la gazomètre à gaz, ou dans un gazomètre auxiliaire à gaz intermédiaire incomplètement achevé.
Au fur et à mesure de l'élévation de la température des parois combustibles du gazogène souterrain la réaction de gazéification (C02 + CO = 2CO) entre le combustible souterrain et le gaz C02 produit par le brûleur de mise à feu s'amorce,
<EMI ID=12.1>
C02
3) Mise en régime
Quand un certain rapport CO a été atteint, l'inver-
C02
sion systématique est mise en marche �comme décrit dans le
<EMI ID=13.1>
dans l'un ou l'autre brûleur, toujours sur le circuit descendant.
Au fur et à mesure de la mise en régime également
<EMI ID=14.1>
C02 dans le gaz, de l'élévation de température du comburant (mélange de C02, de 02, et de gaz partiellement achevé), l'addition d'oxygène, l'alimentation en combustible du gaz sont ajustées de façon maintenir la température maximum de surchauffe, et
<EMI ID=15.1> <EMI ID=16.1>
tes, l'élévation de température marque un ralentissement, du fait de la réaction endothermique C02 + C = 2CO.
<EMI ID=17.1>
comburant surchauffé admis au gazogène souterrain.
La température aux deux bouts du gazogène continuera alors de croître, par excédent exothermique de la réaction.
Quand la température a atteint le niveau désiré, soit un millier -le degrés, elle est maintenue à ce niveau par
<EMI ID=18.1>
C02
gazogène, l'alimentation en combustible des brûleurs de surchauffe 'tant diminuée simultanément de façon à réaliser une température de surchauffe du même ordre que la température de gazéification, soit un millier de degrés. Le régime isothermique revendiqué dans les brevets antérieurs est alors atteint.
<EMI ID=19.1>
température ne s'élèvera que progressivement.
Il n'est pas indispensable, en exploitation normale,
<EMI ID=20.1>
température dans los régénérateurs, et tenant compte de la déperdition de chaleur dans les conduites, on réalise aux deux entrées du gazogène souterrain une température suffisamment rapprochée de la température de gazéification, et en tout cas une température d'incandescence. Dans ce cas l'élévation de la température à la température de gazéification convenable est
<EMI ID=21.1>
C02
comburant. Le régime n'est alors plus entièrement isothermique,
<EMI ID=22.1> Le parachèvement du gaz dans le gazogène de parachèvement conformément aux brevets antérieurs, peut être appliqué; ce parachèvement ne sera éventuellement utile que sur la fraction du gaz de recyclage prélevée en vue de l'émission ou de la conversion subséquente; il n'est pas nécessaire sur le gaz du cycle de mise en régime.
En vue de la mise à feu et de la mise en régime, il pourra être nécessaire ce prévoir une installation de production d'acide carbonique, par un des moyens connus, par exemple
par absorption de l'acide carbonique des gaz brûlés d'une chaufferie à l'aide (:'une solution de soude, et libération de l'acide carbonique par chauffage de la solution carbonatée.
<EMI ID=23.1>
la mise en régime peut également être produit par combustion de gaz ou (l'huile à l'aide d'oxygène. Toutefois.., afin de
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avec la tenue du revêtement réfractaire du brûleur, la combustion doit se faire par étapes, le gaz de combustion étant
<EMI ID=25.1>
refroidi après combustion de chaque nouvel appoint de combustible. A cet effet, un by-pass peut être prévu. Quand tout l'oxygène du gaz brûlé en circulation a été brûlé, le C02 peut être emmagasiné dans le gazomètre à C02 en vue de son emploi
à la mise à feu.
Le gaz recueilli à la mise à feu et au cours de la mise en régime peut être réaspiré par la soufflante, soit
en amont, soit en aval de l'Installation de refroidissement; l'excédent allant dans le gazomètre auxiliaire à gaz intermédiaire.
Le gazomètre auxiliaire à gaz intermédiaire emmagasine ainsi l'excédent du circuit correspondant à l'admission dbxygène et de comburant. Une fois le régime atteint, l'excédent temporaire de gaz inachevé recueilli dans le gazomètre à gaz intermédiaire peut être progressivement repris dans le cycle
et transformé ainsi en gaz parachevé.
En vue de réduire le plus possible la longueur totale des conduites, gaz chauds (tant du gaz de gazéification que
du comburant), conduites qui doivent être revêtues de réfractaire, et en mène temps de réduire les pertes de chaleur dues
au transport de gaz à haute température, il peut être avantageux, au lieu de rassembler tout l'appareillage dans un atelier unique auquel aboutiraient les deux conduites venant des deux bouts du gazogène souterrain, de placer les régénérateurs au droit des conduits descendants; dans ce cas seules les conduites verticales entre chaque régénérateur et l'extrémité correspondante du gazogène souterrain devront être revêtues, les conduites qui
<EMI ID=26.1>
fugées. Cette disposition enlève toutefois la possibilité d'effectuer l'inversion du courant gazeux dans le gazogène souterrain indépendamnent de l'inversion des régénérateurs. Il est rappelé
à ce sujet que les deux inversions sont distinctes, celle du courant gazeux dans le gazogène souterrain ayant pour but de permet-tre de prélever le gaz dans la zone la plus chaude, et d'assurer ainsi un rapport élevé, alors que l'inversion du régénérateur a pour but d'effectuer la surchauffe du comburant en vue de permettre d'effectuer la gazéification isthermiquement, ce dont il résulte, en plus d'un rendement thermique élevé, également que
la réaction est maintenue sous contrôle, toute élévation de température par rapport au niveau isothermique choiei dans le gazogène souterrain étant théoriquement exclue, et les variations éven-
<EMI ID=27.1>
rature dans le gazogène souterrain.
A noter que les deux inversions distinguées ci-dessus
ne doivent pas avoir la même fréquence. En effet, la durée data période d'inversion dans le gazogène souterrain est commandée par la variation progressive de la température aux deux extrémités 'c.à.d. aux points les plus chauds) du gazogène souterrain, cette température pouvant varier au besoin Ce plusieurs centaines de degrés, du moment qu'elle reste supérieure à celle pour laquelle le rapport d'équilibre CO est suffisamment élevé; c.à.d. que cette
C02
température limite sera de l'ordre n'un millier de degrés; à noter
<EMI ID=28.1>
admis dans le gazogène souterrain sera proche de la température optimum de gazéification choisie, plus la durée de la période d'inversion pourra être longue; de même.la durée de la période
<EMI ID=29.1>
d'exploitation du gazogène, par suite de l'élévation de la température dans la zone médiane du gazogène, qui apour effet un
<EMI ID=30.1>
L'inversion des régénérateurs par contre n'a pas d'autre but que l'échange ce température entre gaz et comburant, et la durée de la période de cette Inversion est donc fixée a priori Au fur et à mesure de l'allongement de la période 'inversion du gazogène souterrain, un stade peut être atteint
<EMI ID=31.1>
alors en continu en sens unique.
L'inversion des régénérateurs par contre n'a pas d'autre but que l'échange de température entre gaz et comburant, et la durée de la période de cette inversion est donc fixée a priori par le calcul :?' établissement de ces appareils, (c.à.d. par le débit de gaz fixe, la surface d'échange, et la capacité calorifique des empilages pour l'intervalle de variation de température posé a priori).
D'autre part, l'inversion dans le gazogène souterrain,
<EMI ID=32.1>
de feu et de la ramener à sa place; cette dernière notion, qui
a été émise, dans certaines publications, a son origine dans une fausse compréhension du processus de gazéification. Le "feu"
ne se déplace que quand le rapport des constituants exothermiques aux constituants endothermiques n'est pas convenable. Par exemple,
<EMI ID=33.1>
trop riche en oxygène par rapport à la proportion des constituants endothermiques (vapeur ou C02), le "feu" se déplacera à la rencontre du comburant; dans ce cas on peut svidemnent le déplacer dans l'autre sens en renversant le sens de soufflage.
Dans le procédé qui fait l'objet des brevets autels
le présent apporte dos perfectionnements, ce moyen est superflu, non seulement parce que l'on est maître du feu par le réglage du rapport exothermique-endothermique du comburant, mais encore parce que, du fait du processus isothermique breveté, et de la
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le "feu" est toujours maintenu aux deux extrémités du gazogène souterrain, sanspossibilité de se déplacer à la rencontre du
<EMI ID=35.1> <EMI ID=36.1>
toutes les combinaisons d'inversion décrites dans les brevets antérieurs sont possibles tout en plaçant les régénérateurs
<EMI ID=37.1>
conduites au jour étant "froides".
Afin ''éviter de transporter, dans les conduites qui ',Font des régénérateurs aux deux extrémités du gazogène souterrain, le comburant surchauffé une température élevée, confor-
<EMI ID=38.1>
préchauffé dans les régénérateurs est ensuite surchauffé, et afin d'éviter les déperditions chaleur dues au transport de ce comburant surchauffé, il peut être pratique, conne il est
<EMI ID=39.1>
de placer les surchauffeurs (par exemple les brûleurs h surchauffe Interne), dans le fond, c.à.d. à proximité immédiate des
<EMI ID=40.1>
carburant de surchauffe doit être amené dans le fond. Les brûleurs de surchauffe interne pouvant être munis de dispositifs automati-
<EMI ID=41.1>
C02
tent pas de surveillance permanente.
Dans le cas de l'exploitation en boucle du gazogène souterrain également, tout l'appareillage :'inversion, de préchauffage et de surchauffe du comburant peut être disposé dans
le fond. L'appareillage de simplifie d'ailleurs par l'emploi d'un récupérateur continu à contre-courant; dans ce cas, la
vanne d'inversion du gazogène souterrain peut être placée
sur gaz froids, en amont du récupérateur (par rapport au sens
du comburant), le récupérateur, marchant en régime continu, ne nécessitant pas d'inversion. Ce dispositif élimine la vanne Ce] <EMI ID=42.1>
métallique, en acier réfractaire, est recommandé.
Le schéma de l'installation se simplifie alors suivant
<EMI ID=43.1>
D'après le schéma 2, le gazogène de parachèvement est placé entre le gazogène souterrain et l'échangeur de température; ce dernier et la vanne 6'inversion étant placés au jour.
Dans le schéma 3, la vanne d'inversion, l'échangeur,
<EMI ID=44.1>
est placé sur le gaz f.'oid, la correction du conburant par appoint d'oxygène sera plus importante, vu que la réaction de
<EMI ID=45.1>
te la nise en application du présent procède, procédé qui par contre permet la production continue, avec un rendement élevé,
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le brevet minier n= Anvers 30.788). Ces derniers doivent être
<EMI ID=47.1>
des conduites.
<EMI ID=48.1>
souterraine n'est pas destiné a �tre converti, ni partiellement, ni en totalité, en hydrogène industriel ou en hydrocarbures, il
<EMI ID=49.1> feu faite et une température suffisante atteinte dans l'entièreté du circuit, l'acide carbonique peut être remplacé par la vapeur. Dans ce cas le gaz initial produit, au lieu d'Atre le gaz oxyde de carbone, est le gaz à l'eau continu par l'oxygène. La composition de ce gaz est donnée dans les brevets antérieurs, en particulier dans le brevet initial n[deg.] 469.189 et dans le brevet de perfectionnement n[deg.] 473.252.
Le contrôle de l'exploitation peut comporter un certain nombre d'appareils de mesure, de contrôle, et automatiques, notamment:
a) le contrôle des températures dans le gazogène souterrain est superflu dans le présent procédé. En effet, il suffit d'un
<EMI ID=50.1>
deux extrémités du gazogène souterrain, puisque à chaque inversion le gaz est recueilli à la température qui règne à l'extrémité correspondante du gazogène souterrain.
Les autres contrôles que l'on peut appliquer sont notamment les suivants:
b) les températures à l'entrée et à la sortie des régénérateurs <EMI ID=51.1> c) l'analyse du comburant, soit par son poids spécifique, soit par l'analyse chimique, ou par un autre moyen connu. d) le réglage automatique de la composition du comburant. <EMI ID=52.1> savoir la veilleuse électrique ou gaz, l'admission et le coupage du carburant à chaque période d'inversion,le réglage automatique de la température de sortie du brûleur de surchauffe interne. f) l'analyse de la composition du comburant à la sortie des brûleurs de surchauffe interne.
g) le réglage automatique de la composition du comburant à la
<EMI ID=53.1>
h) l'analyse du gaz avant et après le gazogène ce parachèvement.
<EMI ID=54.1>
parachèvement.
L'invention étant ainsi décrite, il est revendique:
1) Un perfectionnement au procède de gazéification souterraine couvert par le brevet belge n[deg.] <1>+69.189 et les brevets de perfectionnement n[deg.] 470.772, 471.877, 473.251, 473.252,
<EMI ID=55.1>
mise feu du gazogène souterrain et sa mise en régime par un circuit de recyclage dans lequel un fluide consistant initialement en acide carbonique est mis en circulation dans le gazogène souterrain, ce fluide étant surchauffe par combustion interne, par l'addition d'oxygène et d'un combustible liquide
ou gazeux; ce fluide s'enrichissant :'autre part progressivement
<EMI ID=56.1>
C02
sant pour l'émission ou pour le traitement catalytique subséquent
<EMI ID=57.1>
combustible gazeux ou liquide étant constamment ajustée au cours
<EMI ID=58.1>
façon réaliser une surchauffe interne compatible avec la tenue
<EMI ID=59.1>
antérieurs, celà par le maintien dans le comburant surchauffé
<EMI ID=60.1>
CO