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Perfectionnement au procédé de gazéification souterraine des combustibles solides, d'après
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est décrit un procédé de gazéification souterraine et de production continua de gaz souterrain initial sans inertes, par
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parachèvement de la réaction souterraine dans des gazogènes de parachèvement, la conversion catalytique du gaz initial en hydrogène industriel et/ou en gaz hydrocarbures gaz"=, en hydrocarbures liquéfiables, et en hydrocarbures liquidât ; il est également fait usage, dans le procédé, d'un cycle de recyclage d'acide carbonique; le tout en différentes phases.
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décrit une façon pratique de réaliser la phase initiale, o.à.d. la phase gazéification souterraine proprement dite du
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feu et de mise en régime du gazogène souterrain.
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il est décrit une variante complémentaire du processus de la mise à feu et de la mise en marche, variante supprimant toute
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est recueilli et progressivement enrichi jusque atteindre la composition du gaz de régime, c.à.d. d'un gaz essentiellement
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thermique de gazéification décrit dans les brevets antérieure, procédé qui lui-même assure un rendement thermique élevé de la gazéification, rendement qui ne peut être réalisé par un autre
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position du gaz produit, assure une utilisation maximum du
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ainsi que du comburant.
Le présent perfectionnement est relatif à une variante
de l'aménagement du chantier souterrain, de l'appareillage, et du mode opératoire, variante dans laquelle les appareils de préchauffage et de surchauffe du comburant utilisés en vue de la
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gazéification décrit dans les brevets précédents et détaillé dans le présent brevet, ainsi que les effets obtenus, sont d'autre part mieux spécifiées dans de nouvelles revendications.
De même, la production directe continue de produits d'anoblissement de gaz de gazéification souterraine Initial intégral essentiellement sans inertes et sans acide carbonique, par conversions catalytiques sur des catalyseurs appropriés et dans des conditions connues, et par l'application d'un cycle continu d'acide carbonique d'après lequel l'acide carbonique qui entre dans la constitution du comburant sana inertes est fourni par la ou par les conversions catalytiques subséquentes du gaz
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précédents, et revendiqué de façon précise.
Les appareils, dispositifs et modes opératoires décrits sont toutefois applicables également au cas où les appareils
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disposés au fond, et d'autres au jour.
L'effet de cette disposition est de supprimer ou de réduire à un minimum les abaissements de température et déperditions de chaleur entre les appareils successifs, et de permettre la circulation à des températures peu élevées du comburant et du gaz entre le fond et l'appareillage installé sur le carreau; de cette façon les puits, forages et/ou galeries qui conduisent aux deux extrémités du gazogène souterrain peuvent, convenablement revêtus, être utilisés comme conduits pour le gaz comme pour le comburant, la pose de tuyauteries entre le jour et le fond n'étant alors plus nécessaire.
Cette façon de réaliser le chantier souterrain offre les avantages cités, mais par contre nécessite des travaux miniers plus importants que dans le cas où tous les appareils sont situés au jour, ou en partie au jour et en partie dans le puits ou dans la galerie auxquels aboutit le gazogène souterrain.
L'installation souterraine peut par exemple être réalisée suivant la fig. 1, où
a est la galerie-amorce du gazogène souterrain.
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du gaz et du comburant
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galeries ou forages qui servent d'amorces au gazogène souterrain.
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du gazogène, de laquelle partent les galeries ou forages-amorces a.
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et du régénérateur.
Dans ces figures, seule une des extrémités du gazogène souterrain est représentée, l'autre étant symétrique.
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Les régénérateurs sont aménages dans des cavités creusées dans les parois du puits ou de la galerie. Ils comportent une enveloppe réfractaire. Le niveau supérieur de l'empilage peut tire utilement situé au niveau du plancher de la veine. Le puits, convenablement revêtu, ou bien la galerie, communique avec la
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laquelle le comburant est admis ou le gaz est reçu. Au-dessus du niveau supérieur de l'empilage, et à travers de la paroi éventuellement coffrée et/ou revêtue du puits ou de la galerie, est placé le brûleur de mise a feu et de surchauffe interne.
La masse d'empilage des régénérateurs est telle qu'elle suffise non seulement pour réaliser l'échange de température avec inversion systématique à une fréquence qui serait choisie dans le but de l'échange de température seul, mais encore qu'elle <EMI ID=28.1>
l'inversion du gazogène souterrain lui-même, conformément au brevet de perfectionnement ,
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Si l'on effectue la mise à feu avec de l'air comme comburant, il suffit d'amener le combustible, gazeux ou liquide, au brûleur, qui est équipé d'un dispositif d'allumage à distance commandé du jour. Dans ce cas le combustible brûle dans l'air comburant. Les brûleurs aux 2 extrémités du gazogène souterrain peuvent rester allumes en permanence au cours des inversions,
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mité gauche du gazogène souterrain brûle dans la galerie collectrice, on dans la galerie-amorce, ou dans le forage-amorce. Le brûleur de l'extrémité droite du gazogène souterrain brûle de haut en bas dans l'empilage du régénérateur de droite et contribue à le chauffer initialement. La quantité d'air comburant doit être suffisante pour permettre la combustion du brûleur d'aval.
Dans la marche de droite à gauche, les flammes de deux brûleurs sont défléchies, celle de droite dans le gazogène,
celle de gauche dans le régénérateur.
Si l'on applique le système de mise à feu et de mise en régime par le comburant C02-02, comme décrit dans le brevet de perfectionnement 480131 il faut amener au brûleur le combustible et du comburant, ce dernier étant de préférence le mélange C02-02, mais en des proportions qui peuvent être différentes de celle, progressive (c.à.d. avec teneur croissante en
02) du comburant de gazéification. Il faut en effet pouvoir régler la température de flamme et donc la température du comburant préchauffé dans les régénérateurs et surchauffé par les brûleurs.
Les brûleurs doivent être munis d'un dispositif d'allumage
à distance. Ils doivent être combustion complète sans com-
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A un moment donné de la mise en régime, quand la gazéification est amorcée et que le gaz contient une certaine proportion de CO, le brûleur d'amont seul reste allumé dans chaque période d'inversion, le brûleur d'aval étant éteint.
Au fur et à mesure de l'élévation de la température aux deux bouts du gazogène, les brûleurs sont diminués, de façon maintenir la mime température finale de surchauffe, cette température étant limitée par la bonne tenue des réfractaires de la partie supérieure de l'enveloppe des régénérateurs.
Etant donné que le gaz en aval des régénérateurs aura une certaine température, du fait de la température différentielle entre les deux fluides qui aura été adoptée dans le calcul des régénérateurs, il peut être utile de refroidir ce gaz à la sortie des régénérateurs à l'aide d'une pulvérisation d'eau, par exemple jusque vers 1000. Les tuyauteries combustible
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dans le ou forage même, de marne que les câbles et conducteurs de l'allumage électrique du brûleur et des pyromètres.
A noter que dans le procédé suivant les brevets cités, le contrôle des températures dans le gazogène souterrain est superflu. Seule la température au débouché des deux extrémités du gazogène souterrain importe.
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du procédé, de réaliser le procédé isothermique de gazéification sans recourir l'échange de température entre le gaz et
le comburant. On peut en effet surchauffer directement le comburant froid, par surchauffe interne ou par surchauffe indirecte.
Dans ce cas une quantité plus grande de combustible de surchauffe devra être consommée, et le rendement thermique du procédé est moindre. Le gaz chaud peut itre refroidi à la sortie
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-"yens connus, par exemple par pulvérisation d'eau, ou par lavage par de l'eau, ou par refroidissement indirect par d'eau, ou dana une chaudière de vaporisation.
Si toutefois le gaz est amené au jour par les puits ou forages,qui dans ce cas doivent être revêtus, les appareils de
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à comburant de surchauffe, devront être protégés contre le gaz chaud par une enveloppe a circulation d'eau.
Si l'on marche en sens unique sans inversion, cette précaution n'est pas nécessaire.
Si le gaz est amené au jour par des tuyauteries revêtues, les appareils ne doivent pas être protégés.
Le processus isothermique décrit présente encore l'avantage de permettre de régler la température dans le gazogène souterrain <EMI ID=36.1> age thermique, soit contrôle, de façon à éviter non seulement
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section de passage du comburant-gaz par affaissement du toit par fluage. Pour cela il suffit en effet de surchauffer le comburant. la
de-composition donnant la réaction globale Isothermique, à la
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REVENDICATIONS.
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souterraine, consistant à effectuer la gazéification à l'aide d'un comburant qui est amené, préalablement a son
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optimum pratique de gazéification; cette température opti-
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qui soit compatible avec la borne tenue des matériaux réfractaires qui entrent dans la construction des appareils,
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des matériaux minéraux dont sont faits le toit et le pavement de la veine de charbon, cette température maximum pratique
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quelle les vitesses de réac tion sont suffisamment élevées pour qu'aux débits réalisés la composition du gaz approche de la composition d'équilibre aux hautes températures; la composition du comburant étant d'autre part telle que la réaction globale de gazéification ne cause en régime normal essentiellement ni élévation ni abaissement de la température optimum pratique; cet effet étant atteint en proportionnant les constituants de telle sorte que les réactions exothermiques de certains constituants tels que l'oxygène soient neutralisées thermiquement par les réactions endothermiques dues d'autres constituants tels que l'acide carbonique et la vapeur;
2.- Perfectionnement au procédé isothermique de gazéification
souterraine dans lequel, le comburant étant surchauffé
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Improvement in the underground gasification process of solid fuels, according to
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is described a process of underground gasification and continuous production of initial underground gas without inert, by
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completion of the underground reaction in completion gasifiers, the catalytic conversion of the initial gas into industrial hydrogen and / or hydrocarbon gas gas "=, liquefiable hydrocarbons, and liquid hydrocarbons; use is also made, in the process, of d 'a cycle of recycling carbonic acid; all in different phases.
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describes a practical way of carrying out the initial phase, o. to.d. the underground gasification phase proper of the
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fire and start-up of the underground gasifier.
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a complementary variant of the firing and starting process is described, a variant eliminating any
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is collected and gradually enriched until reaching the composition of the steady-state gas, i.e. essentially a gas
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thermal gasification described in the previous patents, a process which itself ensures a high thermal efficiency of the gasification, efficiency which cannot be achieved by any other
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position of the gas produced, ensures maximum use of the
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as well as oxidizer.
The present improvement relates to a variant
the layout of the underground worksite, the equipment, and the operating mode, a variant in which the devices for preheating and superheating the oxidant used for the
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The gasification described in previous patents and detailed in this patent, as well as the effects obtained, are on the other hand better specified in new claims.
Likewise, the continuous direct production of full Initial underground gasification gas enhancement products essentially free of inert materials and carbonic acid, by catalytic conversions on suitable catalysts and under known conditions, and by the application of a continuous cycle. carbonic acid from which the carbonic acid which enters into the constitution of the oxidizer without inert is supplied by the or subsequent catalytic conversions of the gas
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precedents, and specifically claimed.
However, the devices, devices and procedures described are also applicable if the devices
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arranged at the bottom, and others in the light.
The effect of this arrangement is to eliminate or reduce to a minimum the temperature drops and heat losses between the successive devices, and to allow the circulation at low temperatures of the oxidizer and the gas between the bottom and the apparatus. installed on the tile; in this way the wells, boreholes and / or galleries which lead to the two ends of the underground gasifier can, suitably coated, be used as conduits for the gas as for the oxidizer, the laying of pipes between the day and the bottom then not being no longer needed.
This way of carrying out the underground worksite offers the advantages mentioned, but on the other hand requires more significant mining work than in the case where all the devices are located in the daylight, or partly in the daylight and partly in the well or in the gallery to which ends the underground gasifier.
The underground installation can for example be carried out according to FIG. 1, where
a is the start-up gallery of the underground gasifier.
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gas and oxidizer
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galleries or boreholes which serve as primers for underground gasifier.
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the gasifier, from which the galleries or bores start a.
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and the regenerator.
In these figures, only one end of the underground gasifier is shown, the other being symmetrical.
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The regenerators are installed in cavities dug in the walls of the well or the gallery. They have a refractory envelope. The upper level of stacking can pulls usefully located at the level of the floor of the vein. The well, suitably lined, or the gallery, communicates with the
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which oxidizer is admitted or gas is received. Above the upper level of the stack, and through the wall possibly shuttered and / or lined with the well or the gallery, is placed the firing and internal superheating burner.
The stacking mass of the regenerators is such that it is sufficient not only to carry out the temperature exchange with systematic inversion at a frequency which would be chosen for the purpose of the temperature exchange alone, but also that it <EMI ID = 28.1>
the inversion of the underground gasifier itself, in accordance with the improvement patent,
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If the ignition is carried out with air as the oxidizer, it suffices to bring the fuel, gaseous or liquid, to the burner, which is equipped with a remote ignition device controlled by the day. In this case the fuel burns in the combustion air. The burners at the 2 ends of the underground gasifier can remain on permanently during the inversions,
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left moth of the underground gasifier burns in the collector gallery, one in the bait gallery, or in the bait hole. The burner at the right end of the underground gasifier burns up and down in the stack of the right regenerator and helps to heat it initially. The quantity of combustion air must be sufficient to allow combustion of the downstream burner.
When moving from right to left, the flames of two burners are deflected, the one on the right in the gasifier,
the left one in the regenerator.
If one applies the system of ignition and start-up by the oxidizer C02-02, as described in the improvement patent 480131, it is necessary to bring to the burner the fuel and the oxidizer, the latter preferably being the mixture C02 -02, but in proportions which may be different from that, progressive (i.e. with increasing content of
02) of the gasification oxidizer. It is in fact necessary to be able to adjust the flame temperature and therefore the temperature of the oxidizer preheated in the regenerators and superheated by the burners.
The burners must be equipped with an ignition device
remotely. They must be complete combustion without com-
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At a given time during the start-up, when the gasification is initiated and the gas contains a certain proportion of CO, the upstream burner alone remains on in each reversal period, the downstream burner being turned off.
As the temperature rises at both ends of the gasifier, the burners are reduced, so as to maintain the same final superheating temperature, this temperature being limited by the good resistance of the refractories of the upper part of the envelope of regenerators.
Since the gas downstream of the regenerators will have a certain temperature, due to the differential temperature between the two fluids which will have been adopted in the calculation of the regenerators, it may be useful to cool this gas at the outlet of the regenerators at the using a water spray, for example up to around 1000. The fuel pipes
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in the or borehole itself, of marl as the cables and conductors of the electric ignition of the burner and the pyrometers.
Note that in the process according to the cited patents, temperature control in the underground gasifier is superfluous. Only the temperature at the outlet of the two ends of the underground gasifier matters.
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of the process, to carry out the isothermal gasification process without resorting to the temperature exchange between the gas and
the oxidizer. The cold oxidizer can in fact be overheated directly, by internal overheating or by indirect overheating.
In this case a greater quantity of superheat fuel will have to be consumed, and the thermal efficiency of the process is lower. Hot gas can be cooled at the outlet
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- "known yens, for example by spraying water, or by washing with water, or by indirect cooling with water, or in a vaporization boiler.
If, however, the gas is brought to light by wells or boreholes, which in this case must be lined, the
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with overheating oxidizer, must be protected against hot gas by a casing with water circulation.
If walking in one direction without reversing, this precaution is not necessary.
If the gas is brought to light through lined pipes, the devices must not be protected.
The isothermal process described also has the advantage of making it possible to regulate the temperature in the underground gasifier <EMI ID = 36.1> thermal age, that is to say control, so as not only to avoid
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section of passage of the oxidizer-gas by collapse of the roof by creep. For this, it suffices to overheat the oxidizer. the
de-composition giving the overall Isothermal reaction, to the
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CLAIMS.
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underground, consisting in carrying out the gasification using an oxidizer which is supplied, prior to its
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optimum gasification practice; this optimum temperature
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which is compatible with the terminal held by refractory materials used in the construction of the devices,
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mineral materials from which the roof and pavement of the coal seam are made, this practical maximum temperature
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which the reaction rates are high enough so that at the flow rates achieved the gas composition approaches the equilibrium composition at high temperatures; the composition of the oxidizer being on the other hand such that the overall gasification reaction does not cause, under normal conditions, essentially neither raising nor lowering of the optimum practical temperature; this effect being achieved by proportioning the constituents so that the exothermic reactions of certain constituents such as oxygen are thermally neutralized by the endothermic reactions due to other constituents such as carbonic acid and steam;
2.- Improvement in the isothermal gasification process
underground in which, the oxidizer being superheated