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  PROCEDE-DE TRAITEMENT ET DE PRECHAUFFAGE DE GAZ RICHE CONTENANT DES CARBURES   DHYDROGENE   (METHANE, ETHYLENE ET CARBURES SUPERIEURS) SANS GRAPHITAGE. 



   Le préchauffage des gaz riches contenant des- carbures d'hydrogène (méthane;, éthylène et carbures supérieurs) a été jusqu'à ce jour considéré comme irréalisable, en raison de la décomposition de ces carbures en ses é-   léments,   carbone et   hydrogène,  qui se séparent lorsqu'on les porte à haute température., 
Le carbone ainsi libéré se dépose sur les matériaux constituant les parois des récupérateurs à l'état de graphite dur et adhérent.

   Ce graphitage s'accumule et finit par obturer les récupérateurs,ou bien sa combustion, en présence des excès d'air que comportent les fumées qui circulent dans l'appareil pendant la période de réchauffage,amène des surchauffes locales qui détériorent ces   récupérateurso   
C'est ce phénomène qui oblige en particulier les constructeurs de batteries de fours à coke dites "Compound", c'est-à-dire susceptibles d'ètre chauffées   indifféramment   au gaz pauvre ou au gaz riche, à prévoir un circuit différent pour chacun de ces gaz.

   Dans l'un de ces circuits, qui passe par un récupérateur,le gaz pauvre est préchauffé; dans l'autre circuit utilisé pour le gaz riche, celui-ci arrive aux brûleurs après un préchauffage peu importante 
Il faut cependant remarquer, pour ce dernier circuit, que le préchauffage du gaz, bien que léger, existe quand même, de telle sorte qu'il est indispensable de lutter contre le graphitage des conduits réfractaires situés dans la masse de la maçonnerie et qui distribuent le gaz aux brûleurs. 



   Lorsque la teneur en carbures d'hydrogène du gaz est peu élevée (gaz de fours à coke, gaz de ville) on lutte contre ce graphitage par le palliatif d'un système dit de dégraphitage qui permet de brûler le graphite formé 

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 au cours de la période de chauffage en envoyant de l'air dans les conduits de distribution de gaz au cours de la période où ces conduits ne sont pas utilisés 
Quand la teneur en méthane éthylène et carbures supérieurs croit, et   cest   le cas de   l'utilisation.   des gaz résiduaires de synthèse (gaz de fours   déshydrogéné),   le danger de graphitage   s'accroît.   On est alors obligé d'utiliser des procédés onéreux ou dangereux dilution par des fumées, dilution par de 1 air et de supporter des inconvénients graves :

   accélération de la vitesse de circulation du gaz par régime de dépression plus importante,   d'où   combustion avec gros excès d'air, intensification du dégraphitage par envoi d'air sous pression, débouchage à la main des brûleurs et conduits de distribution obturés par le graphite. 



   Aucun des palliatifs utilisés ne permet la combustion des gaz à très haute teneur en carbures. En fait, le problème,là aussi, n'est pas ré-   soluo   
La présente invention a pour but de donner une solution au problème du préchauffage des gaz riches, quelle que soit leur teneur en carbures d'hydrogène, en supprimant la formation du graphite. 



   Selon la présente invention, on injecte de la vapeur d'eau dans le gaz combustible en un point voisin de l'arrivée de ce dernier dans le conduit distribuant le gaz à son lieu d'utilisation à haute température, dans le laboratoire du four, par exemple. Au contact des matériaux de ce laboratoire,par exemple portés à température élevée, le mélange méthane, éthylène et carbures supérieurs avec la vapeur   d'eau   est le siège d'une réaction de cracking des hydro-carbures qui tend à transformer le mélange carbure-vapeur d'eau en un mélange d'oxyde de carbone et d'hydrogène, sans tendance sensible à la formation de carbone libre. 



   Avec une quantité de vapeur correctement réglée on obtient la transformation complète des hydrocarbures et la combustion en flamme bleue du gaz ainsi traité à son arrivée aux brûleurs du four. Le problème du préchauffage des gaz riches est ainsi résolu. 



   Pour les batteries de fours à coke "Compound" ce procédé permet la suppression du circuit particulier au gaz riche. Celui-ci, additionné de vapeur, est introduit par le même circuit que le gaz pauvre. Il est ainsi possible de préchauffer le gaz dans tous les cas et d'obtenir des rendements calorifiques nettement supérieurs à ceux obtenus jusqu'à maintenant. 



   Dans le cas des batteries de fours à coke non "Compound", ce procédé résoud entièrement le problème du graphitage de la cornue qui distribue le gaz aux brûleurs, Il faut d'ailleurs remarquer que, dans ce dernier cas, il n'est pas nécessaire d'utiliser les quantités de vapeur indispensables à un cracking total, il suffit d'admettre les quantités de vapeur suffisantes pour abaisser la teneur en hydrocarbures à une teneur voisine de celle du gaz de fours à coke normal, pour se retrouver dans les conditions d'utilisation de ce gaz qui ne donnent pas de graphitage gênant. 



   Les sujétions dues à l'existence de ce graphitage sont complètement supprimées :irrégularité de chauffage due à l'interruption de l'arrivée du gaz aux brûleurs par suite de l'obturation du conduit de distribution, pertes calorifiques par excès d'air de combustion, pertes calorifiques par circulation d'air nécessaire au dégraphitage, main-d'oeuvre de visite et de débouchage des brûleurs et conduits de distribution obturés par le graphite, détérioration de ces poteries par les ringards utilisés pour leur débouchage,   etc 0 0    
Il est indispensable d'amener à un mélangeur permettant la mise en oeuvre de ce procédé le gaz et la vapeur séparément pour être maitre des quantités respectives de gaz et de vapeur à admettre.

   Enfin, il est nécessaire que la vapeur utilisée soit surchauffée et arrive à ce mélangeur aussi loin que possible de son point de rosée pour éviter d'admettre dans l'intérieur du laboratoire du four des gouttelettes d'eau de condensation qui peu- 

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 vent avoir des effets destructeurs sur les matériaux qui constituent le four. Toutefois, pour des fours construits, tout au moins dans la zone in- téressée, avec des matériaux qui peuvent le supporter, la vapeur peut être remplacée par de l'eau débarrassée de sels minéraux. 



   La description qui va suivreen regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'in- vention peut être mise en pratique, les formes d'exécution décrites fai- sant partie de l'invention. 



   La figure 1 montre en coupe le dispositif d'injection de vapeur d'eau constituant le mélangeur gaz-vapeur. 



   La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne   II-II   de la fi- gure 1. 



   La figure 3 montre à plus petite échelle, le montage de ce dis- positif à l'entrée de la conduite de distribution aux brûleurs. 



   La figure 4 montre à plus petite échelle une coupe partielle d'un four à cokeselon la ligne IV-IV de la figure 5. 



   La figure 5 montre en coupe transversale, une vue partielle d'une cellule du four à coke représenté sur la figure 4. 



   Les figures 1 et 2 représentent le dispositif d'injection de va- peur d'eau utilisé. Il est constitué d'une pièce métallique 1 qui est scel- lée dans le matériau constituant le four, là où l'on veut introduire le gaz dans le laboratoire du four. Cette pièce métallique reçoit, d'une part, le gaz par une tubulure latérale 2 et d'autre part, la vapeur par une tuyauterie axiale 3. Cette disposition réalise un mélange intime du gaz et de la vapeur. 



   Une bride 4 permet le scellement comme ci-dessus mentionné. Il est indispensable d'amener à ce mélangeur le gaz et la vapeur séparément pour être maître des quantités respectives de gaz et de vapeur à admettre. 



  Enfin il est nécessaire que la vapeur utilisée soit surchauffée et arrive à ce mélangeur aussi loin que possible de son point de rosée pour éviter d'admettre dans l'intérieur du laboratoire du four des gouttelettes d'eau de condensation qui peuvent avoir des effets destructeurs sur les matériaux qui constituent le four. 



   Comme on le voit sur la figure 4, le piédroit de chauffage 5 d'une batterie de fours à coke Compound, de type existant et pourvu d'une poterie réfractaire 6,distribue le gaz riche aux brûleurs 7. En 8 est représenté le conduit réfractaire de répartition du gaz pauvre à la base du récupérateur 9a. 



   Pour l'application du procédé,le mélangeur gaz-vapeur 1 est utilisé de la fagon suivante : 
Dans le cas des batteries Compound, il est jumelé en 9 avec la pièce métallique amenant le gaz pauvre dans le conduit de répartition sous le récupérateur, où mieux, il est fixé à l'entrée d'une poterie réfractaire placée à la base du récupérateur, au-dessus du canal de répartition du gazpauvre. Cette dernière poterie, constituée de façon identique à celle qui existe en 6, assure la répartition du mélange gaz riche-vapeur dans le récupérateur dont les empilages sont disposés en conséquence. On peut donc utiliser selon les besoins, le gaz pauvre seul, amené par la conduite 10 ou le mélange gaz riche et vapeur, amené au lieu convenable par les tuyauteries nécessaires.

   Dans le cas des batteries non Compound, le mélangeur gaz-vapeur est adapté en 6 comme représenté sur la figure 4, en l'absence d'un récupérateur pour le gaz. 



   Le procédé est applicable à tous les types de gaz contenant des hydrocarbures, méthane, éthylène et carbures supérieurs en proportions quelconques. Il est applicable à tous les types de fours quel que soit leur système de construction et les matériaux avec lesquels ils sont construits. 

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   Il est également possible de produire la vapeur d'eau nécessaire à l'aide   d'une   introduction d'eau épurée et débarrassée des sels minéraux dans le récupérateur, par exemple.

Claims

Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications aux formes d'exécution ci-dessus décrites et aux phases du procédé ci=dessus mentionné, RESUME.

La présente invention comprend notamment . 1 ) Un procédé de traitement et de préchauffage de gaz riche contenant des carbures d'hydrogène tels que du méthane, de l'éthylène et des carbures supérieurs,destiné à éviter un dépôt de carboné libre sous la forme de graphite sur les parois des conduits véhiculant ledit gaz, procédé selon lequel on injecte de la vapeur d'eau dans le gaz combustible en un point voisin de l'arrivée de ce dernier dans le conduit distribuant le gaz à son lieu d'utilisation à haute température.

2 ) Des modes de mise en oeuvre d'un procédé tel que spécifié sous 1 ) comportant notamment les particularités suivantes, applicables séparément ou en diverses combinaisons : a) les quantités de vapeur d'eau et de gaz admises en mélange, sont réglables séparément; b) la vapeur d'eau est surchauffée; c) le mélange intime gaz-vapeur d'eau est admis à circuler dans des conduits qui amènent le mélange à des brûleurs; d) le mélange gaz-vapeur d'eau est admis à circuler avant d'arriver à des brûleurs dans un récupérateur; e) la vapeur est produite au contact du gaz par introduction, dans une enceinte chauffée où circule ledit gaz, d'eau liquide de préférence débarrassée des produits, tels que les sels calcaires, susceptibles de former des dépôts solides.

3 ) Les appareils permettant la mise en oeuvre d'un procédé tel que spécifié sous 1 et 2 .

Des formes d'exécutions d'appareils tels que spécifié sous 3 ) comportant notamment les particularités suivantes, applicables séparé- ment ou en diverses combinaisons : a) le mélangeur est constitué par un injecteur dans lequel la vapeur d'eau est amenée axialement, le gaz étant amené radialement; b) le mélangeur est adapté à l'entrée d'un conduit de distribution chauffé; c) le mélangeur est adapté à l'entrée d'un récupérateur ; d) dans le cas où l'appareil constitue une batterie de fours à coke de type non "Compound", le mélangeur est adapté à l'entrée du conduit en matière réfractaire qui amène le gaz mélangé à la vapeur d'eau directement aux brûleurs dans les piédroits;

e) dans le cas où l'appareil constitue une batterie de fours à coke "Compound", le mélangeur est adapté sur l'appareil d'entrée du gaz pauvre dans le récupérateur sous les piédroits, lorsque la distribution en gaz pauvre est interrompue.