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PROCEDE POUR LA PRODUCTION DE 'GAZ INDUSTRIEL.
L'invention concerne un procédé pour la production continue de gaz industriel, procédé dans lequel on broie d'abord un combustible liquide et où ensuite on injecte dans les gaz de la combustion un combustible liqui- de en vue de sa gazéification. L'invention a pour objet avant tout l'utilisa- tion de combustibles liquides difficilement utilisables, tels que les huiles lourdes ou les goudrons, pour la production de gaz pour chauffage ou pour synthèse.
Dans les procédés connus du genre décrit, on constate l'inconvé- nient que dans les chambres de combustion ou de gazéification, ou dans les deux types de chambres, il se forme des quantités considérables de suie. On sait que la suie entre très difficilement en réaction, bouche l'appareillage, et doit, de temps en temps, être brûlée par une injection d'air, ce qui entrd.- ne une interruption de l'exploitation. Indépendamment de cette circonstance, toute formation de suie entraine une diminution du rendement de la gazéifi- cation.
On sait que l'huile ne peut être brûlée sans déposer de suie que lorsque la quantité d'oxygène amenée au brûleur est au moins égale à 1,4 à 1,5 fois la quantité nécessaire théorique. Or, l'oxygène contenu de cette façon dans le gaz de combustion réagit avec l'huile injectée avec combustion incomplète de celle-ci, et avec formation correspondante de suie.
Si l'on cher- che par contre à éviter la présence d'oxygène dans les gaz de combustion en exploitant le brûleur à huile sensiblement avec la quantité théorique d'oxy- gène, l'expérience montre que la formation de suie commence déjà à la combus- tion
L'invention consiste en ce que le combustible liquide est brûlé complètement sous addition de vapeur d'eau pour donner un gaz de combustion pratiquement exempt d'oxygène, et qu'ensuite, le combustible liquide est in- troduit dans les gaz de combustion en un ou plusieurs points auxquels les gaz de combustion présentent encore une température suffisante pour la gazéifrea- tion du combustible introduit.
Grâce à l'addition de vapeur d'eau aux agents de combustion tels que air, oxygène ou air enrichi en oxygène, on obtient que
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la combustion s'opère approximativement avec la quantité théorique d'oxygène, pratiquement sans formation de suie. La suie qui prend naissance éventuelle- ment en faibles quantités dans une semblable combustion, réagit à l'état nais- sant avec la vapeur d'eau fortement surchauffée par la flamme, suivant la réaction du gaz à l'eau, avec formation d'oxyde de carbone et'de vapeur d'eau.
Le gaz de combustion produit par le procédé suivant l'invention forme ainsi un gaz véhiculeur qui est formé essentiellement d'anhydride carbonique et de vapeur d'eau, éventuellement aussi d'azote, mais cependant ne contient pas d'oxygène libre. De ce fait, on empêche que, lors de l'injection subsé- quente de combustible liquide dans ce gaz véhiculeur, il se produise une com- bustion partielle avec formation de suie. Lors de l'injection du combusti- ble liquide, les hydrocarbures réagissent avant tout avec la vapeur d'eau fortement surchauffée, et en faible proportion avec l'anhydride carbonique du gaz véhiculeur.
On a proposé aussi un procédé du genre mentionné au début, pro- cédé dans lequel on peut amener de la vapeur d'eau au brûleur,. Dans ce pro- cédé connu, on n'attache cependant pas de valeur à la production-d'un gaz de combustion exempt d'oxygène, de sorte que l'huile injectée dans le gaz de combustion réagit avec cet oxygène libre avec combustion incomplète et for- mation de suie.
Le dessin annexé représente schématiquement en coupe verticale une forme de réalisation prise à titre d'exemple d'un dispositif pour la mi- se en oeuvre du procédé selon l'invention.
La chambre de gazéification 1 a la forme d'un puits vertical dans le fond duquel est disposé un brûleur 2, et dont la paroi porte dans deux plans différents une multiplicité de tuyères d'injection 3 et 4 réparties sur la périphérie de la chambre. Au-dessus de chaque série de tuyères 3 et 4, on a prévu dans la chambre un distributeur pour l'introduction d'un agent de gazéification, L'introduction subséquente d'agents de gazéification par des canaux'annulaires 7, avec des canaux longitudinaux 6 et des orifices 8, qui sont montés sur des traverses 5, se fait à une distance des tuyères telles que l'oxygène ne puisse plus entrer en réaction avec les hydrocarbures liquides.
A la chambre de gazéification 1 et au moyen d'une tubulure 9 est reliée une chambre de séparation verticale 10, de laquelle le gaz s'échappe en 11. Dans les chambres 1 et 10, sont montés des ruchages en briques réfrac- taires indiqués schématiquement en 12, 13 et 14. Partant d'une pompe de re- foulement d'huile 15, une canalisation 16 arrive au brûleur 2, et une canali- sation 17 aboutit par les canaux annulaires 18 aux tuyères 3 et 4. Un venti- lateur 19 refoule l'air par un canal 20, un surchauffeur 21 disposé dans la chambre de séparation 10 et une canalisation 22 dans le brûleur 2; et par des canalisations 23, 24 et 25 aux canaux annulaires 7, ainsi qu'aux orifices 26 à l'entrée dans la chambre de¯séparation 10.
Dans la canalisation 23,on peut introduire de l'oxygène au moyen d'un ventilateur 27. -Les canalisations de vapeur d'eau 28, 29, 30 et 31 aboutissent au brûleur 2, aux canaux annu- laires 7 et aux orifices 26.
Le fonctionnement va être décrit en se référant à la production" choisie à titre d'exemple, d'un gaz qui sert après conversion convenable à la synthèse de l'ammoniac. Ce gaz a sensiblement la composition suivante :
EMI2.1
3 % C02, 33 % 0, 40 % H2, 0,5 % CH4e 23,5 2.
Pour le réchauffage, on brûle dans le-brûleur 2 de l'huile au moyen d'air. Dès que, dans la région des brûleurs 3, on a atteint une tem- pérature suffisamment élevée, on amène au brileur 2 également de la vapeur d'eau, et on injecte dans le gaz de combustion (gaz véhiculeur) s'écoulant continuellement vers le haut, par les ajutages 3, de l'huile qui est aussi- tôt gazéifiée. Une baisse éventuelle de la température du gaz véhiculeur r après les ajutages 3 est compensée par l'introduction d'oxygène par le canal annulaire 7, les canaux 16 et les orifices 8. Pour éviter d'autre part les surchauffes locales, il sera bon d'ajouter de la vapeur à cet oxygène par la conduite 30.
D'autre part, il peut être également désirable, pour augmenter la production, d'ajouter de l'oxygène à l'air amené au brûleur 2 et préchauffé
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dans le surchauffeur 21. Après que la température a suffisamment monté éga- lement dans la partie supérieure de la chambre de gazéification, l'huile est injectée aussi par les ajutages 4, et de l'oxygène, éventuellement avec addi- tion de vapeur, est introduit à la partie supérieure de cette chambre par les orifices 8.
Les orifices 8 pour l'amenée d'oxygène doivent, vus dans le sens d'écoulement du gaz véhiculeur, se trouver à une distance telle, à l'arrière des ajutages d'injection 3 et 4, qu'une réaction de cet oxygène se produise, non avec les hydrocarbures liquides injectés, mais seulement avec les produits de la gazéification, car autrement, il pourrait se produire une combustion partielle du combustible injecté et ainsi des surchauffes avec formation de suie.
Le gaz sortant de la chambre de gazéification 11 est soumis dans la chambre de séparation 10 à une séparation supplémentaire afin de réduire le plus possible la teneur en méthane. Lors de la production de gaz de chauf- fage, on s'abstient évidemment de l'utilisation d'une telle chambre de sépara - tion.
Quand on' prépare un gaz de chauffage, on peut aussi introduire par les orifices 8, non plus de l'oxygène, mais de l'air. Dans la production de gaz de chauffage, il peut aussi être avantageux de gazéifier le combustible li- quide de façon que le gaz présente une proportion plus ou moins grande d'hy- drocarbures lourds. Cela est valable aussi bien pour les gaz à bas pouvoir calorifique, que pour les gaz à pouvoir calorifique plus élevé. L'injection du combustible liquide dans le gaz véhiculeur se fait alors dans une région de la chambre de gazéification où le gaz véhiculeur possède une température tel- le qu'une partie du combustible injecté est gazéifiée sous forme d'oxyde de carbone et d'hydrogène, le reste étant gazéifié sous forme de méthane, d'éthâ-' ne et d'autres hydrocarbures lourds.