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On connaît des procédés permettant de produire des gaz riches à partir de combustibles solides que l'on distille à basse température ou dégaze à l'aide de véhicules calorifiques solides conduits en circuit.
On obtient ici, comme produit secondaire, on coke finement granulé qui est utilisé comme combustible pour l'alimentation. de foyers de toute es- pèce, en particulier pour le chauffage des chaudières à vapeur, mais qui peut aussi servir à la production de gaz pauvre selon un procédé quelconque convenant aux combustibles finement granulés. Il a été trouvé maintenant que l'on peut produire, d'une façon particulièrement avantageuse et écono- mique, du gaz pauvre et du gaz riche en combinant les deux procédés en ce sens que le coke provenant de la distillation ou du dégazage est gazéifié à l'air de façon à fournir du gaz pauvre, et cela à des températures supé- rieures à celle qui est nécessaire pour le véhicule calorifique en circu- lation en vue du dégazage.
Simultanément, les véhicules calorifiques en circuit sont amenés avec les gaz chauds à la température voulue, de l'or- dre de 800 à 11000 par exemple, et mis le cas échéant, en mouvement par voie pneumatique ou en tourbillon. Contrairement aux procédés prévoyant l'exécution séparée des deux opérations, ce mode opératoire permet d'obte- nir intégralement le carbone et l'hydrogène introduits avec le combustible sous la forme de précieuse énergie chimique représentée par le gaz riche et le gaz pauvre étant donné qu'il n'y a pas la moindre formation de gaz de fumée.
La gazéification peut être exécutée à des températures élevées telles que la chaleur perceptible du gaz pauvre produit est suffisante pour couvrir la demande de chaleur du dégazage, par exemple selon le procédé exposé dans la demande de brevet p 23800 V/24e ou dans un gazogène à cyclone. Le nouveau procédé offre également des avantages particuliers dans le cas où le coke lui-même doit être utilisé comme véhicule calorifi- que solide.
L'emploi du coke comme véhicule calorifique ainsi que le dispositif nécessaire ont été décrits en principe voici quelques temps par Bube (Than, Distillation de la houille, 1938, page 131). Ceci a été repris récemment de divers côtés et adapté à l'état actuel de la technique des procédés par l'utilisation d'appareils mis au point entre temps pour des problèmes analogues, tels que tourbillon, refoulement pneumatique, cyclone, tuyères de mélange, etc. Toutes ces propositions portent particulièrement sur le fait que le coke sortant du gazogène est refoulé au moyen d'air et ramené simultanément à la température voulue par combustion partielle. Aussi bien dans les anciennes formes d'exécution que dans les nouvel- les, le procédé présente toutefois maints inconvénients.
La cendre introduite avec la houille-fraîche s'accumule de plus en plus dans le coke en circuit et c'est la raison pour laquelle une partie du coke doit être con- stamment éliminée du circuit. Suivant la teneur en cendre du combustible à travailler et la concentration en cendre que l'on garde dans le coke en circuit, une partie non négligeable de la houille mise en oeuvre échappe toujours au processus et se présente sous la forme de produit résiduaire de peu de valeur et dont il est difficile de tirer parti. On peut, à vrai dire, arriver à éliminer la cendre du circuit en laissant une quantité appropriée de coke pulvérulent dans le gaz pauvre qui est utilisé directement, chaud et chargé de poussière, comme gaz de chauffage.
Outre que l'emploi d'un gaz chaud et chargé de poussière n'est pas possible dans de nombreux cas, par exemple pour les foyers en contrebas des fours à coke, pour les turbines à gaz, etc, le problème de l'élimination de la cendre n'est qu'apparemment résolu, et, en réalité, laissé uniquement au soin de l'usager.
En outre, cette solution conduit à l'accouplement rigide et désagréable de la production de gaz et de l'utilisation du gaz pauvre. Toutes deux doivent se trouver directement rapprochées et, en cas de panne à l'un des gazogènes, le groupe utilisateur correspondant (par exemple, chaudière à vapeur) est simultanément mis hors service. Le nombre de groupes de réserve doit des lors être plus élevé et les frais d'installation augmentent en conséquence.
Outre les difficultés présentées par l'élimination de la cendre un autre inconvénient réside dans le fait que l'air utilisé par le refoule-
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ment pneumatique et le réchauffement du coke en circuit, ne peut être fortement chauffé au préalable pour éviter à l'entrée les scorifications immédia- tes qui sont cause d'ennuis considérables dans l'exploitation. La plus grande partie de la chaleur de réaction ne peut dès lors être ramenée dans le processus au moyen de l'air, mais elle est uniquement récupérée sous forme de vapeur résiduaire.
Ceci a pour effet de diminuer le pouvoir calorifique du gaz pauvre produit; Le fait qu'il faille se limiter à un réchauffement relativement restreint de l'air ne permet pas non plus de compléter, augmenter ou renouveller le coke en circuit par la gaziéfication simultanée de houille fraîche;, ni de faire varier entre certaines limites la quantité et le pouvoir calorifique du gaz pauvre.
L'application du procédé décrite au débuta conformément à la présente invention, permet de parer aux inconvénients en question. Une partie du coke en circuit, correspondant approximativement à la quantité du coke nouvellement formé au cours de la distillation à basse température (dégazage), est ici transformée en gaz pauvre à une température élevée telle que la cendre s'écoule sous forme de laitier liquide et est ainsi éliminée du circuit sans perte de combustible. De préférence, on utilisera pour la gazéification la partie fine du coke en circuit séparée du gaz pauvre chaud, partie qui est entraînée du séparateur principal pour le coke chaud et qui est séparée ultérieurement, par exemple à des températures plus basses par voie mécanique ou électrique.
On arrive ici à éliminer toujours les particules les plus fines du coke en circuit et à leur conserver la granulation voulue. Pour obtenir une température de gazéification élevée, l'air de gazéification est fortement réchauffé au préalable, par exemple par le gaz pauvre chaud après réchauffement du coke en circuit. La gazéification simultanée de houille fraîche ou d'autres combustibles solides ou liquides permet de diminuer provisoirement la quantité de coke en circuit à gazéifier et partant de complèter ou d'augmenter la quantité de coke en circuit.
Ceci permet en outre de régler la quantité et le pouvoir calorifique du gaz pauvre et de rendre ainsi moins rigide la dépendance existant pour les formes d'exécution actuelles entre la production du gaz riche et celle du gaz pauvre.
La possibilité de gazéifier simultanément d'autres combustibles sera prise en considération, suivant les conditions d'exploitation existantes lors de la mise au point des appareils de gazéification. Si la quantité de combustible à gazéifier simultanément est relativement élevée pour des raisons quelconques, il suffit éventuellement de prélever une partie du gaz pauvre produit pour réchauffer le véhicule calorifique solide en circulation, tandis que le reste peut être utilisé directement pour mettre à profit la chaleur perdue, en particulier pour le réchauffement de l'air.
Les figures 1 et 2 illustrent quelques possibilités d'application du procédé.
Figure 1 ;
La houille fraîche à dégazer (granulation inférieure à 2 mm) est envoyée par la conduite 1 à l'aide d'un gaz faisant office de véhicule, par exemple un courant partiel du gaz riche produit, dans le dégazeur 2 dans lequel une charge de véhicule calorifique solide de granulation grossière, réchauffé au préalable, se déplace lentement du haut vers le bas. La houille insufflée remonte en passant par les cavités de la charge et est simultanément dégazée. Le mélange de gaz riche produit et de coke arrive par la conduite 3 dans le cyclone 4 où le coke obtenu est séparé du gaz riche.
Celui-ci est détourné par la conduite 5 pour être utilisé à volonté. Le coke s'écoule par la conduite 6 et est insufflé au moyen d'air froid de la conduite 15 dans le gazogène 3. La plus grande partie de l'air de gazéification est introduite à l'état fortement réchauffé dans le gazogène 8 par la conduite 7. Le gazogène 8 est conçu conformément à la demande de brevet p 23800 V/24e. La cendre s'écoule sous la forme de laitier liquide par la conduite 9, tandis que le gaz pauvre chaud arrive par la conduite 10 dans le réchauffeur 11 où il cède une partie de sa chaleur au véhicule calorifi-
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que solide.
Quittant le réchauffeur 11, il passe par la conduite 12 dans le réchauffeur d'air 13 et il quitte le dispositif par la conduite 14 pour être utilisé. L'air réchauffé est amené au gazogène 8 comme décrit cidessus par la conduite 7. le véhicule calorifique réchauffé dans le réchauffeur Il passe dans le dégazeur 2, y còde une partie de sa chaleur à la houille à dégazer et est ramené dans le réchauffeur 11 par l'élévateur à godets ló,
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Du lignite séché au point d'accuser une teneur en eau de 2 ar- rivé d'un silo par la conduite 1 dans le dégazeur 2 à l'entrée duquel il se mélange dans le rapport 1 : 4,5avec du coke en circuit chauffé à 1000 C et venant du réservoir 21.
Il est dégazé sous l'effet du coke incandescent. Le gaz riche s'échappe par la conduite 3. Le mélange de coke en circuit et de coke nouvellement formé quitte le dégazeur à la partie inférieure avec une température-de l'ordre de 800 C. Environ 95% de la quantité passent par la conduite 4 dans le tube transporteur et réchauffeur 11, et le reste arrive par la conduite 5 dans la conduite 6 dans laquelle il est soufflé dans le gazogène 8 au moyen d'un peu d'air frais. Par la conduite 20, on peut encore gazéifier simultanément du charbon supplémentaire avec une teneur en eau de 2%. Le laitier liquide s'écoule par la conduite 9, tandis que le gaz pauvre avec une température d'environ 1650 C passe par la conduite 10 dans le tube réchauffeur 11.
Dans celui-ci, le coke en circuit est envoyé par un système pneumatique dans le cyclone 21 et amené en même temps à la température de départ nécessaire de 1000 C. Le coke en circuit séparé dans le cyclone retourne dans le dégazeur 2 avec cette température. Le gaz pauvre passe par la conduite 12 dans le réchauffeur d' air 13, y abandonne une partie sensible de sa chaleur jusqu'à ne plus accuser qu'une température de 30C C et arrive par la conduite 14 dans le second séparateur 15. La partie relativement fine de coke en circuit encore séparée dans celui-ci, est également envoyée au moyen d'un peu d'air frais dans le gazogène 8 par les conduites 19 et 17. Le gaz pauvre est amené au refroidissement final usuel par la conduite 18 et passe ensuite dans le réservoir collecteur.
L'air de gazéification réchauffé à environ 700 C dans le réchauffeur d'air 13, est amené dans le gazogène par la conduite 7. La quantité totale de coke en circuit et de charbon frais donné au gazogène est normalement calculée de façon à fournir la chaleur nécessaire au dégazage et à compenser les pertes inévitables de coke en circuit. Si, pour une raison quelconque, il est nécessaire de gazéifier supplémentairement plus de charbon frais, une partie appropriée du gaz pauvre chaud peut aussi être amenée directement au réchauffeur d'air 13 par la dérivation 22.
Une tonne de lignite avec 2% d'eau permet de produire approximativement 305 mètres cubes normaux de gaz riche qui, après lavage de l'acide carbonique jusqu'à une teneur résiduaire de 2%, fournissent 223 mètres cubes normaux de gaz avec une puissance calorifique brute de l'ordre de 5180 kcal/ m3N. En outre, on obtient approximativement 2500 mètres cubes normaux de gaz pauvre avec une puissance calorifique brute d'environ 1225 kcal/m3N.
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RETENDICATIONS.
1. Procédé pour la fabrication simultanée de gaz riche et de gaz pauvre à partir de combustibles solides par dégazage au moyen d'un véhicule calorifique solide conduit en circuit et par gazéification du coke formé pour produire du gaz pauvre, caractérisé en ce que le gaz faible est produit à une température supérieure à celle qui est nécessaire pour le véhicule calorifique en circuit en vue de l'exécution du dégazage (distillation) et qa' il est ensuite utilisé pour réchauffer le véhicule calorifique en circuit, le cas échéant avec refoulement pneumatique ou mise en tourbillon simulta- née de celui-ci.