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Dans les houillères, les terr.Llb et bassins a. scbl/:J.llJJ1ls
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augmentent au fur et à mesure du développement de l'exploi-
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tattion. Les terrils 11':: t"'Y'c1ent .f):;L::! , entrer en ignition, soit que le feu y a été portb par des cendres .non éteintes de chaudières, soit par iut,--:fl.2uca:. ;e .f!1'8VOCiUé par des frotteruents ou
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la pression toujours croissante des ratières entassées. Les
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températures atteintes pur m'ite consUJ11ation lente -peuvent aller jusqu'à un frittage de la roche. Ce phénomène démontre que les résidus de houillère en-Gubsés =in>1 dans les terrils ou les bassins à sch18,Ü)hiS contiennent encore une certaine quantité de principes actL:'s et que 1;ui' trL,i te,nent en vue el 1 extl'ai1'8 ceux-ci et d'en tirer profit peut présenter un intérêt et.devenir l"3G1unérater.
La présente invention se propose Le alise il profit de ces récidus et dune façon gén<±.r141e , de toutes les lti0re.s premières orniqueH de fui1Jlt; vtt1el;l,1' et el7e a pour objet un proche pour 1 gazéification continue et le tav.teueni; (cono-
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ni;que desdites matières en vu<; \1":.']1 i-wl.u.Ei.ra t=,a;: -1 ,('1[,<:.1.1,1-:' et substances su::ce,tiil Na d'une utili:,atiou l1H]..t:>!.f'idlf; tU! titre quccûtique. 311 u vi;:e L;tIr.E r,.rt .1e;.; i,pp. ,r.eill.,,;ré.=i conçus spéciale.i.,ent pour lu ,.il en oeuvrv'e 1.ativ irrcllF-- ':: ll1!r,j trcéd .
Une carctéristL:lue essentielle dru i>1:oc±,i,1, 1 r; JJI ((, l'invention, réside, dans lu fait que 1: gazéification des wattiF:res premières à traiter est assurée pur de la vapeur ci 'eau fortement surchauffée, ce sureitiuffage b la température de gazéification étant effectué par un chauffage à l'urc électrique d 'uni, vapeur d'eau obtenue en cowniuniquztnt à une masse d'eau Li chaleur perdue produite au cours de lu' production du gaz. L'amenée de 1,a vapeur d'eau fortement surchauffée dans la masse-à gazéifier se fait de f90n à éviter la formation de colonnes solides de mz.t14:%es et à permettre un glissement continu de ces matières vers la zone
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de gazéification.
D'autre part, la vapeur d'eau de gazéification peut être amenée vers cette zone sous une pression v able selon qu'il s'agit de provoquer l'habituelle réaction de gaz à l'eau C +'H20 = 00 + H2 à la pression normale d'une soufflerie (env.
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2 kg/cm2) ou la réaction C + 2H 2 = CH 4 une pression de vapeur ,d'environ 20 at. Les scories résultant de cette gazéification sont absolument inertes et ne contiennent ni du soufre, ni des composés de soufre.
L'appareillage pour l'application du procédé comprendra, en principe, une installation de gazogène qui constitue le dispositif
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de gazéification des matières à traiter et une inBt:lla:tion de refroidissement et d'épuration des gaz produits.
Le gazogène utilisé présente comme caractéristique essentielle
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une enveloppe double entourant les ZÓ1;ojS du g,zo;f ne Fortement chauffées par l'opération de gazéification, cette enveloppe étant partiellement replie d'eau et permet la récu!:, 1;rt, Lion de la chaleur de rayonnement produite, qui est ainsi mise ?t profit pour 151 vaporisation de l'eau et le Pt'eliauffage de la V'!l)"U.l d'eau utili-
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sée kCJx7:" lu sa&:,eificablon.
En pLltnE;, le > éja i : ,> j j ?, ii e est (:C,ulr).1.Y1; avec un. dispositif 'le c-hMffae l'urc ,Ôl<, c.trl:.,uij pour le surchauffas jusqu'à 1'cute.rU;a Je 1;. te<Jip.]r;,AiÀr<3 <1<# .tZifjcatio.n' '(environ 1.500 ), de 1 vapemr, p±. ± ctiau±16e dihn;* 1 bUfjdite .enveloppe* D*autre part, le gazonne comporte dans lu zoi-ie ii-t gazéification un foyer en Matière réfractaire, au-desims duquel . se trouve la cuve d'al.iaeïltatl.an et au-dessus duquel est prévue une chambre pour recueillir les scories liquides. Cette, cha.rl.3re Il sert avantageusement, en même temps, cofnme charnbre de' distri" butiqn de 1:: vapeur fortement surchauffée destin6e à gazéifier les matières à traiter.
Pour l'admission de cette vapeur dans la ' zone de gazéification, le fond qui sépare le foyer de la susdite chambre est perce, d'une part, d'un orifice central, et d'autre part de canaux disposés, de préférence, en cercle près des pa= rois dela chambre et du foyer et dont une partie débouche ho- rizontalement et une autre partie obliquement dans la zone de gazéification,afin d'assurer d'une part à la fois une intro- duction axiale et radiale de la vapeur d'eau dans ladite zone et de provoquer ainsi un tourbillonnement de cette vapeur d'eau ' à l'intérieur de la, masse à gazéifier et d'autre part éviter la formation de colonnes solides de la matières à gazéifier.
Enfin, le gazogène est.muni encore d'une soufflerie pour produire, la pression variable, avec laquelle la vapeur d'eau.fortement surchauffée est conduite dans la zone de gazéification. En vue d'assurer une alimentation régulière du foyer du gazogène en
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matières premières à gazéifier, à!1'encontre de la pression ré- gnant dans ce foyer et la cuve d'alimentation, un récipient de remplissage .est monté au-dessus de la cuve qui forme en quelque
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sorte une écluse entre lu trémie r';:.l7.mFuttLon Et ladite cuve, ce récipient étant obturable par des venues ;.u:,i Lien vu><.* ,1'a trémle que vers 1 cuve in #;dzoc,n:
,,'D'autres curMf.éri.rti.qu .iit 0.- et le i>;j ,,. j,,,1,j i .,,
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objet de la présente invention ressor/tent dela description :lui va 'suivre en regard des dessinc annexés. Cet) dessins re présentent, à titre d'exemple et schématique en fig 1 une coupe verticale du gazogène agence selon l'invektion, en fig. 2 une installation complète de gazéification de matiè res premières organiques de faible valeur et de refroidissement et d'épuration des gaz produits et en fig. 3 une coupe transversale du dispositif de suchauffaeg de la vapeur d'eau à l'arc électrique.
Selon la fig. 1, le gazogène pour la gazéification de premirres matières organiques de faible valeur, telles que les résidus de houillères provenant de terrils, bassins à achlamme ou 'gisements de houille trop pauvres pour être exploités dans les conditions habituelles, comporte une enveloppe 1 remplie partiellement d'eau dont la paroi intérieure 2 sert dans sa partie supérieure au préchauffage de la vapeur d'eau produite par la chaleur de rayonnement engendrée par la gazéification; ) est le revêtement en matière réfractaire qui entoure le foyer 4 dans lequel a lieu cette gazéification ; est la chambre collective de scories liquides qui sert en même temps de chambre de distribution de la vapeur fortement surchauffée.
L'eau entre par la tubulure 6 dans l'enveloppe 1 et .la vapeur d'eau préchauffée passe en 6a vers le surchauffeur 7 de con- ception classique. Le gaz produit s'échappe en 16.8 désigne la cuve 3'alimentation qui communique avec le gazogène propre- ment diepar le tube 9. 10 est le récipient de remplissage placé en avant de la cuve et permettant une alimentation continue du gazogène en matières à gazéifier quelle que soit la pression régnant dans ce dernier et dans la cuve 8. A cet effet, le - récipient 10 comporte en haut et en b;-ts des vannes 11 et 12.
43 est un orifice centra formé par l'étranglement du fond du foyer 4-. 14 et 14' désignent des canaux ménagés dans; le revêtement
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ri2';'cta:ire J) et dont. 8L'L1.X. 1 ±v,1 ,ii,Ù;.; p'.'rl4 <;<>;,<,i<iJ:>1 >.u<;1<1, 1;v.,c le foyer par des' ea1ùouelltu'(> b !.,>l''Í I.n 1.': ,)U ho l'j : {)Jlt., 1(. !JI': rd, 1.' Ul' j que l:E'lz.K ift.C1'.-',i ,ptu.' 14' v t, .i.-:;: tyupUC:t1111'E:;J Oc'l.r,;tltrC::: tW i it7;,. ver le haut. 15 l'! t.z7.t.;f1(' l'OI1.Vl'I:tUj'f) d'évacuation <').';: > , <; .J 1 1 . liquides. 1'erltxu:e de lu v:.ip<.;u<, (' :1' eau 1 cu ['Ch':;lUi'f(ü a une 'Lfnupl'<,.tu.L' d'environ 1.::;00Q, ne F;:1 en 1 61L .
Ce e ±; a :u i# ha afl L';ii a lieu dullU lu <# <.i.i ;. p v ;s 1 t 1 ± :113 r;ur'c,i.u1'C:.,c-x 7, dont la fie. 3 es-t urld coupe trutin\/rnule f:t qui UO'I1.I01'i.f..' une gcdne de passade de h1. vupeur en tuatière r0±', actGtire et une .série de couples d'électrodes 7' plongeant dans la gi;tÏne et en- tre lesquels se forme l'arc électrique provoquant le surchauf fage
En vue d'une mise en march::
- rapide du gazogène, le foyer 4 peut être rempli partiellement de bois attisé par la souffle-
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rie 18 (fig. 2), grâce à. guoi les matières à gazéifier peuvent être amenées rapidement à la température de gazéification. ,.près ce démarrage, le gazogène est alimente norttialenient à. partir de la cuve 8. et du récipient de remplissage 10 à travers les vannes 11 et 12. La vapeur d'eau produite est préchauffée dans l'enve-
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loppe 1, et fortement surchauffée, c'est--dire jusqu'à l'attein- te de la température de gazéification dans le dispositif de surchauffage 7. Puis, elle e st insufflée dans la chambre5 et dis-
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1 tribuée dans 1e foyer 4.
Si le gazogène tl'avail1e sous une piession normale de soufflerie, le gaz. produit sera du type gaz à l'e'::.u de la formule CO + H2. S'il travaille sous une pression très élevée, le gaz produit sera un hydrocarbure de très haute valeur calorifique, en principe du méthane CH4 L'opération de
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gazéification Sle déroule dans des candi tiont trr économiques et ,rsce au 1!r;cb :tIlt' fa{e de lu vapeiJ-i pur le gazogène même, l'appmnt ell calorief5' four.<lJr> par le dispositif due c;u.rc1'lauf-.':.v,;;P 1.';.rc 'le ctx'ilue (;.'-.-t relativement Culble.
Le 1,'-.'7. ,)1:,1., nll :.ri:; le af ;;rJ;l' rlt,'. eut 11:'Li7.'tC: refroidi et
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nettoyé duns l'installation représentée dans la fig 2. Celle- ci se compose de deux refroidisseure 20 et 21 dans lesquels le guz venant du gazogène et passant pur les conduites 16'et 16' est refroidi par de l'eau venant en contre-courant et passant préchauffée par le gaz dans le gazogène par les con- duites 6 et 6' . Dans ces reforidisseures les geudrons sont éliminés du gaz et recueillis dans un bac 22 à travers la .conduite 24. En sortant du refrôidisseur 21, le gaz est conduit !par la conduite 25 dans l'épurateur 23, où a lieu l'élimi- nation des composes du soufre,
de l'azote et d'autres impuretés éventuelles.
Le gaz à l'eau épuré, c'est-à-dire exemplt d'azote, peut être utilisé-dans les industries chimiques ou sa partie hydro- gène peut, après séparation du CO servir à l'enrichissement des goudrons recueillis. Le gaz méthane peut trouver de-nombreux emplois soit comme gaz de ville ; soit comme carburant pour moteurs à combustion interne à auto-allumage ou à allumage- commandé, soit pour d'autres usages aussi multiples que variés.
En ce qui concerne 1$ scories qui sont extraites du gazogène à l'état liquide et broyées ensuite en grains plus ou moins fins, elles sont absolument exemptes de soufre, celui-cu ayant été éliminé au cours de la gazéification de la matière traitée, selon la réaction SO 3 + H2O SO4H2 et emmené par le gaz produit.
Elles peuvent servir, soit à la fabrication de matériaux de construction, soit à la pre lion de clament de haute qualité.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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In the coal mines, the terr.Llb and basins a. scbl /: J.llJJ1ls
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increase with the development of the farm
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tattion. The slag heaps 11 ':: t "' Y'c1ent .f) :; L ::!, Ignite, either because the fire was carried there by ashes. Not extinguished from the boilers, or by iut, -: fl.2uca :.; e .f! 1'8VOCiUé by rubbing or
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the ever increasing pressure of piled-up dobbies. The
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temperatures reached for slow consUJ11ation - can go as far as sintering of the rock. This phenomenon demonstrates that the coal residues in-Gubsés = in> 1 in the slag heaps or basins at sch18, Ü) hiS still contain a certain quantity of actL: 's principles and that 1; ui' trL, i te, nent with a view to extl'ai1'8 these and to profit from them may be of interest and.become the 3G1unerater.
The present invention is intended to take advantage of these recurrences and in a general way, of all the first lti0re.s orniqueH of fui1Jlt; vtt1el; l, 1 'and el7e has for object a close for 1 continuous gasification and tav.teueni; (cono-
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nor; that of the said matters in view <; \ 1 ":. '] 1 i-wl.u.Ei.ra t =, a ;: -1, (' 1 [, <:. 1.1,1-: 'and substances su :: ce, tiil Na d 'a utili:, atiou l1H] .. t:> !. f'idlf; tU! quccutic title. 311 u vi;: e L; tIr.E r, .rt .1e;.; i, pp., r .eill. ,,; d. = i specially designed.i., ent for lu, .it works 1.ativ irrcllF-- ':: ll1! r, j trced.
A characteristic: read essential dru i> 1: oc ±, i, 1, 1 r; JJI ((, the invention resides in the fact that 1: gasification of the raw wattiF: res to be treated is ensured pure from the steam and strongly superheated water, this overheating b the gasification temperature being carried out by heating with l Un electric urc, water vapor obtained by cowning to a body of water, the waste heat produced during the production of the gas. The supply of 1, has strongly superheated water vapor in the mass. gasification is carried out in order to avoid the formation of solid columns of mz.t14:% es and to allow a continuous sliding of these materials towards the zone
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gasification.
On the other hand, the gasification water vapor can be brought to this zone under a v able pressure depending on whether it is a question of causing the usual reaction of gas with water C + 'H20 = 00 + H2 at normal pressure in a blower (approx.
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2 kg / cm2) or the reaction C + 2H 2 = CH 4 a vapor pressure, of about 20 at. The slags resulting from this gasification are absolutely inert and contain neither sulfur nor sulfur compounds.
The apparatus for the application of the process will, in principle, comprise a gasifier installation which constitutes the device.
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gasification of the materials to be treated and an inBt: lla: tion of cooling and purification of the gases produced.
The gasifier used has as an essential characteristic
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a double envelope surrounding the ZÓ1; ojS of the g, zo; f ne Strongly heated by the gasification operation, this envelope being partially filled with water and allows the recu!:, 1; rt, Lion of the radiant heat produced , which is thus used for the vaporization of the water and the heating of the used water.
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In pLltnE ;, the> éja i:,> j j?, Ii e is (: C, ulr) .1.Y1; with a. device 'the c-hMffae urc, Ôl <, c.trl:., uij for overheating up to 1'cute.rU; a I 1 ;. te <Jip.] r;, AiÀr <3 <1 <# .tZifjcatio.n '' (about 1.500), of 1 vapemr, p ±. ± ctiau ± 16th dihn; * 1 bUfjdite .envelope * On the other hand, the turf includes in the zoi-ie ii-t gasification a firebox in refractory material, above which. the al.iaeïltatl.an tank is located and above which is provided a chamber to collect the liquid slag. This, cha.rl.3re It advantageously serves, at the same time, as a charnme for the distribution of butiqn 1 :: strongly superheated steam intended to gasify the materials to be treated.
For the admission of this vapor into the 'gasification zone, the bottom which separates the hearth from the aforesaid chamber is pierced, on the one hand, with a central orifice, and on the other hand with channels arranged, preferably, in a circle near the walls of the chamber and the hearth, part of which opens horizontally and another part obliquely into the gasification zone, in order to ensure on the one hand both an axial and radial introduction of the water vapor in said zone and thus causing this water vapor to swirl inside the mass to be gasified and on the other hand to avoid the formation of solid columns of the material to be gasified.
Finally, the gasifier is still provided with a blower to produce the variable pressure with which the highly superheated water vapor is conducted into the gasification zone. In order to ensure a regular supply of the gasifier furnace with
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raw materials to be gasified, against the pressure prevailing in this hearth and the feed tank, a filling vessel is mounted above the vessel which in some way forms
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sort a sluice between the hopper r ';:. l7.mFuttLon And said tank, this receptacle being closable by inlets; .u:, i Lien vu> <. *, the only trémle towards 1 tank in #; dzoc ,not:
,, 'Other curMf.éri.rti.qu .iit 0.- and the i>; j ,,. j ,,, 1, j i. ,,
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object of the present invention resor / tent dela description: it will follow with regard to the accompanying drawings. This) drawings show, by way of example and diagrammatically in fig 1 a vertical section of the gasifier agency according to the invention, in fig. 2 a complete installation for the gasification of low value organic raw materials and for the cooling and purification of the gases produced and in fig. 3 a cross section of the device for suheating water vapor with an electric arc.
According to fig. 1, the gasifier for the gasification of first organic matter of low value, such as coal residues from slag heaps, achlamme ponds or coal deposits too poor to be exploited under the usual conditions, comprises an envelope 1 partially filled with water, the inner wall 2 of which serves in its upper part for preheating the water vapor produced by the radiant heat generated by the gasification; ) is the coating of refractory material which surrounds the hearth 4 in which this gasification takes place; is the collective liquid slag chamber which at the same time serves as a distribution chamber for strongly superheated steam.
The water enters through the pipe 6 into the casing 1 and the preheated water vapor passes through 6a to the superheater 7 of conventional design. The gas produced escapes at 16.8 designates the feed tank 3 which communicates with the gasifier itself through tube 9. 10 is the filling container placed in front of the tank and allowing a continuous supply of the gasifier with materials to be gasified. whatever the pressure prevailing in the latter and in the tank 8. For this purpose, the - container 10 comprises at the top and at b; -ts valves 11 and 12.
43 is a central orifice formed by the constriction of the bottom of the fireplace 4-. 14 and 14 'denote channels formed in; the coating
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ri2 ';' cta: ire J) and including. 8L'L1.X. 1 ± v, 1, ii, Ù;.; p '.' rl4 <; <>;, <, i <iJ:> 1> .u <; 1 <1, 1; v., c the focus by 'ea1ùouelltu' (> b!.,> l ' 'Í In 1.':,) U ho l'j: {) Jlt., 1 (.! JI ': rd, 1.' Ul 'j que l: E'lz.K ift.C1' .- ' , i, ptu. '14' vt, .i .-:;: tyupUC: t1111'E:; J Oc'l.r,; tltrC ::: tW i it7;,. upward. 15 l '! t.z7.t.; f1 ('OI1.Vl'I: tUj'f) evacuation <'). ';:>, <; .J 1 1. liquids. 1'erltxu: e de lu v: .ip <.; u <, (': 1' water 1 cu ['Ch':; lUi'f (ü has a 'Lfnupl' <,. tu.L 'd' about 1.::;00Q, ne F;: 1 in 1 61L.
This e ±; a: u i # ha afl L '; ii takes place dullU lu <# <.i.i;. p v; s 1 t 1 ±: 113 r; ur'c, i.u1'C:., c-x 7, whose fie. 3 is urld cut trutin \ / rnule f: t which UO'I1.I01'i.f .. 'a passing generation of h1. vupeur in r0 ± ', actGtire and a .series of pairs of 7' electrodes immersed in the gi; tïne and between which forms the electric arc causing overheating
With a view to marketing:
- rapid gasifier, the hearth 4 can be partially filled with wood fanned by the blast -
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rie 18 (fig. 2), thanks to. where the materials to be gasified can be rapidly brought to the gasification temperature. , .after this start, the gasifier is supplied norttialenient to. from the tank 8. and from the filling container 10 through the valves 11 and 12. The water vapor produced is preheated in the vessel.
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loppe 1, and strongly superheated, that is to say until the gasification temperature is reached in the superheating device 7. Then, it is blown into chamber 5 and dis-
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1 tribute in the 1st home 4.
If the gasifier operates under a normal blower pattern, the gas. product will be of the gas type with the e '::. u of the formula CO + H2. If it works under a very high pressure, the gas produced will be a hydrocarbon of very high calorific value, in principle CH4 methane.
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gasification It takes place in very economical candi tiont and, rsce at 1! r; cb: tIlt 'fa {e of the vapeiJ-i for the gasifier itself, adding it calorief5' furnace. <lJr> by the device due c ; u.rc1'lauf -. ':. v, ;; P 1.' ;. rc 'the ctx'ilue (; .'-.- t relatively Culble.
On 1, '-.' 7. ,) 1:, 1., Nll: .ri :; the af ;; rJ; the 'rlt,'. eu 11: 'Li7.'tC: cooled and
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cleaned duns the installation shown in fig 2. This consists of two coolers 20 and 21 in which the guz coming from the gasifier and passing through the pipes 16 'and 16' is cooled by the water coming in counter current and passing preheated by the gas in the gasifier through conduits 6 and 6 '. In these coolers the geudrons are removed from the gas and collected in a tank 22 through the line 24. On leaving the cooler 21, the gas is led through the line 25 into the scrubber 23, where the removal takes place. nation of sulfur compounds,
nitrogen and other possible impurities.
The purified water gas, that is to say nitrogen exemplt, can be used in the chemical industries or its hydrogen part can, after separation of the CO, be used for the enrichment of the tars collected. Methane gas can find many uses either as town gas; either as fuel for internal combustion engines with self-ignition or spark-ignition, or for other uses as multiple as they are varied.
As regards 1 $ slag which is extracted from the gasifier in the liquid state and then crushed into more or less fine grains, they are absolutely free of sulfur, the latter having been removed during the gasification of the material treated, according to the reaction SO 3 + H2O SO4H2 and carried away by the gas produced.
They can be used either for the manufacture of building materials or for the preparation of high quality claims.
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