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PROCEDE POUR LA CARBURATION DE GAZ INDUSTRIELS AVEC DES HUILES LOURDES
OU DES GOUDRONS.
Pour la carburation de gaz industriels, tels par exemple que des gaz de générateur, gaz pauvre, gaz de coke, etc... on n'a utilisé, jusqu'ici, dans la pratique, que du gas-oil ou de l'huile Diesel. L'huile mi-lourde, qui est meilleur marché et l'huile lourde qui est encore moins coûteuse n'ont pu, jusqu'ici être encore utilisées de façon satisfaisante, car les carburateurs sont rendus inutilisables en peu de temps par des dépôts de résidus d'huile.
On a déjà souvent indiqué qu'une fine pulvérisation du carburant présente une importance primordiale. C'est ainsi, par exemple, qu'on souligne, dans le brevet allemand n 468.635 que l'huile de carburation doit être introduite de manière telle qu'aucune particule liquide ne parvienne sur des surfaces chaudes. Selon le brevet allemand n 494.835 l'huile est vaporisée avant son introduction dans le carburateur, pour éviter la formation de gouttes. La vaporisation de l'huile dans les moulures d'admission n'est toutefois possible qu'avec le gas-oil et non avec les huiles mi-lourdes ou lourdes. D'après le brevet allemand n 629.384 on a tenté de produire une très fine pulvérisation de l'huile soit en amenant simultanément du gaz et de l'huile au gicleur, soit en formant à l'aide d'un gaz une mousse avec l'huile dans des désintégrateurs.
Le brevet allemand n 592.189 propose d'introduire simultanément dans le gicleur d'huile du gaz à l'eau et de la vapeur d'eau afin d'obtenir une très fine pulvérisation. Mais tous cesprocédés n'ont pas permis d'éliminer les difficultés qui se présentent avec l'emploi d'huiles lourdes ou de goudrons.
Conformément à la présente invention, on élimine les inconvénients survenant lors de la carburation d'huiles lourdes ou de goudrons en injectant le carburant sous une pression supérieure à 20 et de préférence d'environ 100-300 atmosphères au-dessus de la pression atmosphérique. Le carburant est préchauffé à une température comprise entre 100 et 500 C, de pré-
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férence dans la zone d'ébullition du carburant. De préférence on injecte le carburant à la manière connue, en contre-courant du gaz, on réalise son cracking et on le vaporise au voisinage du gicleur d'injection.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, le gaz à carburer est porté à une température d'environ 1000-1200 c,- alors que dans les procédés connus cette température ne dépassait pas 950 C, -et la pression du produit carburant est choisie suffisamment élevée pour que les résidus de cracking formés soient projetés au delà de la zone de vaporisation et de cracking dans la zone de gaz les plus chauds. Le réglage convenable de la pression du carburant en fonction de sa composition peut être assuré facilement par un essai, en augmentant la pression jusqu'à ce que le gaz sortant du carburateur ne contienne plus de suie ou de résidu de coke en quantité appréciable.
La température à laquelle le gaz à carburer doit être chauffé dépend de la teneur en carbone du carburant déterminée par l'essai CONRADSON.
Du fait de la haute pression du carburant, ce dernier acquiert, à sa sortie du gicleur de pulvérisation, une grande énergie cinétique, grâce à laquelle son carbone libre avec les résidus IS cracking sont emportés en sens contraire du courant gazeux au delà de la zone de vaporisation et de cracking, jusque dans la zone la plus chaude, où ils sont gazéifiés à l'état de suspension. La température élevée du gaz permet cette gazéification du carbone libre par la vapeur d'eau contenue dans tous les gaz bruts. Par ce processus endothermique de gazéification, le gaz se refroidit avant de venir en contact avec les brouillards d'huile injectés, de telle manière que l'on obtient un cracking non brutal des hydro-carbures de l'huile lourde ou du goudron.
Les pression et température élevées du carburant provoquent une sortie "explosive" de ce dernier hors du gicleur de pulvérisation, d'une manière telle que l'huile est reprise par le courant de gaz en forme de nuage très fin. On a fait état, dans ce qui précède, d'un gicleur de pulvérisation,mais il est bien entendu que l'on peut prévoir, comme il est usuel, plusieurs gicleurs.
La présente invention est expliquée plus en détail ci-après avec référence au dessin annexé qui en représente, en vue en coupe schématique, un exemple de réalisation.
Le carburateur se compose, à la manière connue, d'un tube-puits vertical 1, avec un raccord inférieur d'admission 2 et un raccord supérieur de sortie 3 pour le gaz de carburation. Un gaz d'insufflation introduit par un raccord supérieur 4 est brûlé dans le tube vertical 1, ce qui chauffe deux grillages réfractaires 5 et 6, à travers lesquels les gaz de combus- tion sortent vers le raccord 7. Le gaz de carburation est conduit de bas en haut à travers le tube vertical, et le carburant, par exemple de l'huile lourde,est injecté par un ou plusieurs gicleurs 8.
Dans un récipient 9, l'huile lourde est pré-chauffée par de la vapeur jusqu'à ce qu'elle attei- gne la viscosité nécessaire pour sa circulation; de là l'huile lourde est conduite par une conduite 10 à une pompe à haute pression 11, d'où elle est envoyée, par une tuyauterie 12 au gicleur 8, après avoir été chauffée, par exemple par un dispositif chauffant électrique 13, à une température compri- se de préférence à l'intérieur de la courbe d'ébullition de l'huile lourde utilisée.
Si, par exemple, l'huile de la tuyauterie 12 est chauffée sous une pression de 300 atmosphères à 400 C, l'eau qui existe toujours en petite proportion dans les huiles lourdes se trouve alors à l'état de liquide sur- chauffé ainsi d'ailleurs que les hydrocarbures d'huile lourdes à bas point d'ébullition. La pression régnant dans la tuyauterie 12 empêche la produc- tion d'une vaporisation et donc aussi de tout cracking prématuré. D'autre part, la température élevée amène l'huile lourde à une viscosité si faible qu'une fine pulvérisation est assurée à travers le gicleur 8.
En même temps, l'eau surchauffée et les fractions d'huile lourde chauffées au dessus de leur point d'ébullition se vaporisent avec explosion dans la zone de cracking et de vaporisation existant en dessous du gicleur et produisent ainsi la pul- vérisation la plus fine possible de la totalité de l'huile lourde. Il en ré- sulte que le gaz chauffé à travers le grillage 5, et qui passe en contre-
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courant de l'huile pulvérisée, se mélange rapidement avec elle et en provoque le cracking sans résidu. Dans ces conditions aucune gouttelette d'huile ni aucun hydrocarbure sous forme de vapeur ne sont entraînés avec le courant gazeux dans le grillage 6-place au-dessus du gicleur et qui sert de stabilisateur. Il ne peut donc se produire sur les pierres réfractaires du grillage 6 ni séparation de suie ni formation de coke.
Le procédé suivant l'invention comporte donc deux stades : pre- mier consistant en une vaporisation et un cracking simultanés, et le second en une stabilisation, comme celle qui est bien connue dans la carburation de gas-oil ou d'huile Diesel. L'huile lourde contient toujours du carbone fixe dont la proportion correspond environ à l'essai CONRADSON. En outre, il se produit un peu de carbone pendant le premier stade du procédé. Par suite de l'énergie cinétique considérable avec laquelle le nuage d'huile, par suite de la forte pression d'huile,est projeté contre le courant gazeux, le carbone produit est entraîné au delà de la zone de cracking et de vaporisation jusque dans la zone la plus chaude du courant gazeux à carburer, c'est-àdire au voisinage de la sortie de ce courant gazeux hors du grillage 5.
Comme on l'a déjà indiqué, la haute température qui règne en cette zone fait que le carbone y est vaporisé par la vapeur d'eau contenue dans le gaz. Le gaz à carburer arrive, après avoir été refroidi par cette gazéification absorbant de la chaleur dans la zone de vaporisation et de cracking et y produit une scission non brutale des hydrocarbures d'huile lourde. Ce mode opératoire assure ainsi un cracking sans résidu de l'huile lourde ou du goudron, avec gazéification simultanée de son carbone fixe, de telle manière que l'on évite les dépôts de suie ou de coke.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé pour la carburation de gaz industriels, tels que gaz à l'eau, gaz de générateur, gaz de coke, gaz pauvre, etc... par injection d'huiles lourdes ou de goudrons, caractérisé en ce que le carburant est injecté sous une pression supérieure à 20 atmosphères,, et de préférence entre 100 et 300 atmosphères au-dessus de la pression atmosphérique.
2. Procédé suivant 1 caractérisé en ce que le carburant est préchauffé avant l'injection à une température comprise entre environ 100 et 500 C et de préférence dans la zone de la courbe d'ébullition du carburant utilisé.
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