BE554714A

BE554714A -

Info

Publication number: BE554714A
Authority: BE

Description

L'invention est relative à un procédé et à un dispositif pour dégazer des combustibles,en particulier le charbon.

On connaît déjà des procédés dans lesquels du charbon pulvérisé finement suivant le procédé habituel est ensuite amené par un véhicule gazeux ou gaz porteur dans une installation de dégazage et est dégazé à l'état flottant. On a proposé aussi déjà de séparer, dans une phase ultérieure du procédé, la poussière de coke du gaz frais engendré et de l'amener à la chambre de combustion d'une installation génératrice de vapeur.

Il est connu aussi d'utiliser la poussière de coke après sa séparation d'avec le gaz frais, pour engendrer du gaz pauvre, du gaz à l'eau ou analogue.

Dans un de ces procédés, le combustible est insufflé centralement dans un cylindre, tandis que le gaz porteur pénètre en direction tangentielle dans le voisinage de la tuyère d'insufflation dans le cylindre.

Pour l'exécution du procédé, on a proposé jusqu'à présent deux modalités :
1) le combustible et le véhicule gazeux s'écoulent d'abord de haut en bas dans un espace dans lequel l'aptitude à s'agglutiner est ele vée au combustible. Ils passent ensuite par un tuyau de liaison directement dans une deuxième chambre cylindrique, la chambre de dégazage proprement dite, où ils s'écoulent de bas en haut.

2 ) les deux chambres passent progressivement l'une en l'autre, c'est-à-dire qu'elles ne forment que des parties d'un unique cylindre vertical. Dans ce cas, le combustible est insufflé depuis le bas et ne s'écoule à travers le cylindre qu'en direction verticale de bas en haut. Le gaz porteur est, ici aussi, introduit tangentiellement dans le voisinage de la tuyère du brûleur, également en bas.

Les deux procédés ont ceci de commun que le.véhicule gazeux entrant tangentiellement dans la zone d'agglutination est élevé, avant son entrée, à une température qui se trouve au-dessus de la température d'agglutination du combustible. On a proposé alors d'exécuter une très petite combustion partielle du gaz porteur (mélange gaz-air) qui arrive dans le puits. Ce procédé a l'inconvénient que le gaz frais engendré dans l'appareil de dégazage contient des gaz inertes qui diminuent la valeur du gaz frais.

Dans la présente invention aussi la poussière de combustible à l'état finement pulvérisé est mélangée à un véhicule gazeux et dégazée à l'état flottant. La mise en exécution ultérieure de l'invention repose sur la constatation que pour éliminer l'aptitude à l'agglutination il faut une oxydation.superficielle des particules de charbon. Dans ce but, la poussière de combustible, avant son entrée dans le puits de dégazage, est traitée préalablement dans une chambre antérieure spéciale de telle sorte que les particules de poussière à sa surface sont oxydées superficiellement et que de ce fait l'aptitude à l'agglutination leur est enlevée.

La poussière est alors, comme dans les procédés connus jusqu'à présent, insufflée avec une température de peu inférieure à la température d'agglutination, dans la chambre antérieure, où, à une température de 300-4000C sa capacité d'agglutination lui est enlevée par un agent oxydant.

L'agent oxydant peut soit, comme le gaz porteur, - respectivement avec le gaz porteur, - pénétrer par des fentes tangentielles au voisinage de la tuyère d'insufflation, dans la chambre antérieure, soit y entrer centralement par la tuyère avec la poussière de combustible. Comme agent oxydant, on peut utiliser de l'air, de l'air enrichi d'oxygène ou de l'oxygène pur. L'agent oxydant est insufflé avec une température d'en-

viron 600 C et en fait en quantité qui suffit juste pour oxyder la surface des particules de charbon sans pénétrer profondément dans l'intérieur des particules de charbon et sans en expulser des constituants volatils.

Comme l'agent oxydant ainsi dosé ne suffit pas toujours pour déplacer la poussière de charbon avec une vitesse admissible à travers la chambre, on peut, suivant un développement de l'idée inventive, employer aussi pour l'insufflation du gaz de fumée, ou de la vapeur qui sont mélangés à l'agent oxydant.

Le jet de poussière combustible entrant peut alors être soumis à un mouvement de rotation pour avoir une meilleure oxydation.

Il faut veiller, naturellement, à ce que la poussière de combustible, pendant l'oxydation superficielle, ne vienne en contact avec la paroi de la chambre. Dans ce but, de manière connue, on choisit le guidage et l'envoi sous pression du véhicule gazeux et de l'agent oxydant de telle sorte que ceux-ci forment dans la région de la zone d'agglutination, un voile protégeant la paroi de la poussière de combustible.

La paroi de la chambre est, pendant l'oxydation, maintenue à des températures d'environ 300 à 5090 C, du gaz de fumée provenant de l'installation de chaudière raccordée étant avantageusement utilisé comme gaz porteur.

Après avoir quitté la chambre d'oxydation, le gaz et le charbon sont de nouveau séparés, le gaz dégagé est amené à une autre utilisation, - éventuellement, lorsqu'il contient encore des parties combustibles, au foyer d'une chaudière à vapeur, ou autrement à une chaudière à chaleur récupérée ou à une autre installation de récupération de chaleur, par exemple aussi à la chambre intérieure pour son chauffage extérieur, tandis que les particules de charbon oxydées superficiellement-sont insufflées, avec un véhicule gazeux particulier, dans le puits de dégazage proprement dit. Comme gaz porteur, dans ce but, on peut utiliser une partie du gaz de coke engendré dans le puits de dégazage, ou aussi de la vapeur d'eau.

Le dégazage ultérieur dans le puits de dégazage ainsi que la séparation consécutive du coke et du gaz dégagé peut se faire de la manière connue. Dans le dégazage, il faut, en règle générale, amener de la chaleur de l'extérieur.

Pour cela, on utilise avantageusement des gaz de fumées,provenant de l'installation de chaudière raccordée, dont on dispose à haute température. On peut utiliser aussi du métal liquide, par exemple du sodium. Dans ce cas, on relie le foyer de la chaudière au puits de dégazage par une conduite annulaire. Si l'on prend des gaz de fumées pour chauffer le puits de dégazage, on peut les utiliser encore, après qu'ils aient quitté le puits de dégazage, pour échauffer le gaz porteur ou pour chauffer la chambre antérieure. On peut aussi utiliser une partie de ces gaz pour insuffler la poussière de charbon dans la chambre antérieure.

Aux dessins, on a représenté un exemple de forme de réalisation de l'invention.

La figure 1 montre un schéma des conduites reliant les diverses parties de l'installation totale. Le dispositif de dégazage comprend la chambre antérieure 1 et le puits de dégazage 2. Entre la chambre antérieure et le puits de dégazage est monté un cyclone 3, et derrière le puits de dégazage 2, un deuxième cyclone 4. Le charbon à dégazer est amené par la conduite 11. L'agent oxydant arrive soit par la conduite 12 dans la chambre antérieure, soit également par la conduite 11, soit par les deux. Après l'oxydation superficielle des particules de combustible, le mélange de gaz et de poussière de combustible s'écoule par la conduite 13 dans le cyclone 3. Le gaz séparé quitte le cyclone par la conduite 32.

La poussière de

combustible sort du cyclone 3 par la conduite 33 dans la conduite de gaz porteur 21 et est insufflé par le gaz porteur dans le puits de dégazage 2.

Après le dégazage, la poussière de charbon et le mélange gazeux quittent le dégazeur par la conduite 22 pour s'écouler vers le cyclone 4. Dans le cyclone 4 le gaz de coke et la poussière de coke sont séparés l'une l'autre, le gaz de coke s'écoule par la conduite 41 à son endroit d'utilisation, tandis que le coke est retiré par la conduite 42
Comme le gaz de coke, après avoir quitté le puits de dégazage, contient encore beaucoup de chaleur sensible; il est avantageusement passé, avant d'être conduit plus loin, à travers un échangeur de chaleur, dans lequel il cède cette chaleur soit à. l'air de combustion du foyer, soit à l'eau d'alimentation ou à la vapeur de la chaudière. L'échangeur de chaleur peut être agencé à l'intérieur du séparateur.

La chaleur sensible du gaz de coke peut aussi être utilisée pour échauffer l'agent d'oxydation pour la chambre antérieure ou pour chauffer la chambre antérieure depuis l'extérieur. Sur les figures 23 et 4, on a représenté en coupe différentes formes d'exécution de la chambre antérieure. La chambre antérieure elle-même est aussi désignée de nouveau par 1. La poussière de combustible pénètre par la tuyère 11 dans la chambre antérieure qu'elle traverse de haut en bas dans les formes de réalisation suivant les figures 2 et 4 et de bas en haut dans la forme de réalisation suivant la figure 3.

Le véhicule gazeux est, dans les formes d'exécution suivant les figures 2 et 3, introduit tangentiellement dans la chambre antérieure par des fentes réparties à la périphérie, au voisinage de la tuyère à combustible.

Du fait de cette introduction, il se produit, à l'intérieur, un tourbillon qui se déplace d'abord le long d'une paroi et qui de ce fait s'oppose à un collage à la paroi des particules de combustible qui arrivent par la tuyère.

,Du côté sortie, la chambre antérieure est quelque peu rétrécie, pour obtenir un mélangeage intensif de la poussière de combustible et du gaz porteur et de cette manière amener l'oxygène même aux dernières particules de charbon. Comme le processus de réaction peut être accéléré de l'extérieur, la chambre antérieure, dans les deux-exemples de forme d'exécution, est réalisée à double paroi, l'espace intermédiaire entre les deux parois étant parcouru par du gaz de fumées ou aussi par du gaz déjà refroidi. Le gaz arrive alors avantageusement par la conduite 15 et abandonne l'enveloppe par la conduite 16.

Comme l'amenée de chaleur de l'extérieur ne suffit pas toujours pour maintenir la température nécessaire à l'intérieur de la chambre antérieure dans la forme d'exécution suivant la figure 4, on a suspendu dans la chambre antérieure des surfaces chauffantes sous forme de tuyaux 17. Ces tuyaux sont parcourus soit par de la vapeur surchauffée, soit par un gaz chaud quelconque.

Les figures 5, 6 et 7 montrent différents exemples de formes d'exécution du puits de dégazage. Le puits de dégazage est, dans tous les cas, désigné par 2 et est parcouru de bas en haut par le véhicule gazeux portant la poussière de coke. La poussière de coke venant de la chambre antérieure pénètre avec le gaz porteur de charbon, par la conduite 21, dans le puits de dégazage et le quitte par 22. La hauteur du puits de dégazage est choisie telle que même à grande vitesse d'écoulement, c'est-à-dire pour un grand débit, le processus de dégazage est terminé lorsque le gaz et la poussière de coke quittent le puits de dégazage. Dans la forme d'exécution suivant la figure 6, la chambre antérieure et le puits de dégazage forment une unité.

La tuyère à combustible est alors identique à la tuyère à combustible désignée par le même chiffre aux figures 2 et 3 Le véhicule gazeux est, dans ce cas, amené par les fentes tangentielles 12.

Comme dans le dégazage on utilise de grandes quantités de chaleur, on amène avantageusement au puits de dégazage de la chaleur du dehors. Pour

cette raison, le puits de dégazage est fait dans tous les cas à double paroi et alors, dans les forces d'exécution suivant les figures 5 et 6, l'espace intermédiaire 23, éventuellement garni de nervures de guidage, est parcouru par les gaz chauds, tandis que dans la forme d'exécution suivant la figure 7 cet espace est occupé par un tube en spirale 24 qui sert à faire passer-un. métal liquide, par exemple du sodium. Si 1'on utilise du gaz pour le chauffage, il est introduit dans l'enveloppe par les conduits d'amenée 25 et l'abandonne par la conduite 26.

On peut employer, pour chauffer le puits de dégazage, aussi bien du gaz de fumées provenant de l'installation de chaudière qui fait suite, que du gaz de coke ou du gaz pauvre chauffé par combustion partielle.

Dans la forme d'exécution suivant la figure 7, on a en outre suspendu à l'intérieur des surfaces chauffantes 27 cédant de la chaleur qui, dans ce cas, peuvent être parcourues aussi bien par du gaz chaud que par du métal liquide à température convenable.

Pour la hauteur du puits de dégazage, il peut être recommandable, dans certains cas, dans le chauffage au gaz suivant les exemples de modes d'exécution des figures 5 et 6, de subdiviser la hauteur totale de la double enveloppe et d'amener du gaz chaud à plusieurs points superposés, séparément, et de l'en extraire après qu'il ait cédé sa chaleur.

Par l'invention, on obtient que la fraction du gaz engendré dans l'installation de dégazage constituée par des gaz inertes, est limitée à ceux contenus dans le charbon. En utilisant de la vapeur d'eau, il est même possible, par un refroidissement convenable, de condenser la vapeur d'eau et d'obtenir un gaz de coke pratiquement pur à très grande valeur calorifique. Un autre avantage consiste en ce que la charge en charbon traversant l'installation de dégazage peut être notablement augmentée car elle ne dépend plus alors que de la chaleur qu'on peut amener de l'extérieur.

REVENDICATIONS'
1.- Procédé pour dégazer la poussière de combustible, dans lequel la poussière de combustible finement pulvérisée est mélangée à un gaz porteur et est dégazée à l'état flottant, caractérisé en ce que le dégazage se fait en deux étages, la capacité de s'agglutiner étant enlevée aux particules de poussière de leur surface dans le premier étage, et le dégazage proprement dit étant effectué dans le deuxième étage.

Claims

2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la poussière de combustible oxydée est séparée du gaz porteur après traversée du premier étage et est insufflée à l'aide d'un nouveau gaz porteur dans la chambre de dégazage proprement dite.

3. - Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le combustible, avant son entrée dans le premier étage, c'est-à-dire dans la chambre antérieure, est réchauffé jusqu'à la limite inférieure de la température d'agglutination.

4. - Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la chambre antérieure on maintient une température de mélange d'environ 300-4000C à laquelle la capacité d'agglutination est enlevée au combustible.

5. - Procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on emploie de l'air comme agent d'oxydation.

6.- Procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on emploie de l'air enrichi d'oxygène, ou de l'oxygène pur comme agent <Desc/Clms Page number 5> d'oxydation.

70- Procédé suivant les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'agent d'oxydation est réchauffé à une température allant jusqu'à environ 600 C et est amené à la poussière de combustible insufflée, dans un rapport de quantités tel qu'il suffise pour oxyder superficiellement les particules de combustible sans pénétrer profondément à l'intérieur des particules et sans en séparer des gaz combustibles 8 Procédé suivant les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on insuffle la poussière de combustible centralement dans la chambre antérieure tandis que l'agent d'oxydation s'écoule dans la chambre antérieure à proximité de la tuyère d'insufflation de poussière de combustible, par des fentes ou des tuyères tangentielleso 9 Procédé suivant les revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que l'agent oxydant est insufflé centralement dans la chambre antérieure en même temps que le combustible 10 Procédé suivant les revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la poussière de combustible est insufflée centralement dans la chambre antérieure tandis que du gaz de fumées ou de la vapeur, auxquels l'agent oxydant est mélangé, s'écoule dans la chambre antérieure à proximité de la tuyère d'insufflation de poussière de combustible par des fentes ou des tuyères tangentielles.

11 Procédé suivant les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la poussière de combustible est insufflée centralement dans la chambre antérieure à l'aide de gaz de fumées ou de vapeur auxquels l'agent d'oxydation est mélangé.

12.- Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'un mouvement de rotation est imposé au jet insufflé 13.- Procédé suivant les revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le guidage et l'envoi sous pression du gaz porteur et de l'agent d'oxydation sont choisis tels qu'ils forment dans la région d'agglutination un voile protégeant la paroi de la poussière de combustible.

14.- Procédé suivant les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le combustible est insufflé dans un tuyau directement du bas, éventuellement avec une impulsion rotative.

15 Procédé suivant les revendications 1 à 14 caractérisé en ce que le gaz dégagé séparé derrière la chambre antérieure de la poussière de combustible est amené à un foyer de chaudière.

16 Procédé suivant les revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le gaz dégagé séparé est envoyé à une chaudière utilisant les chaleurs perdues.

17 Procédé suivant les revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le gaz dégagé séparé est amené à un échangeur de chaleur pour lui enlever sa chaleur sensible.

18.- Procédé suivant les revendications 1 à 17, caractérisé en ce que, comme deuxième gaz porteur, qui emmène les particules de combustible oxydées au puits de dégazage, on emploie une partie du gaz de coke engendré dans le puits de dégazage même 19 Procédé suivant les revendications 1 à 18, caractérisé en ce que, comme gaz porteur, on utilise pour les particules de charbon oxydées, de la vapeur fortement surchauffée. <Desc/Clms Page number 6>

20.- Procédé suivant les revendications 1 à 19 caractérisé en ce que la poussière de combustible est insufflée dans la chambre antérieure avec de la vapeur d'eau.

21. - Procédé suivant les revendications 1 à 20, caractérisé en ce que derrière le puits de dégazage,le,mélange coke-gaz de coke sortant est séparé dans un séparateur et en ce que la poussière de coke obtenue est conduite au foyer d'une chaudière à vapeur.

22.- Procédé suivant les revendications 1 à 21, caractérisé en ce que la poussière de coke est utilisée pour la fabrication de gaz pauvre.

23. - Procédé suivant les revendications 1 à 22, caractérisé en ce que l'on enlève au gaz de coke, avant de le mener plus loin, sa chaleur sensible dans un échangeur de chaleur et en ce qu'on la transmet sàit'à l'air comburant du foyer, soit à l'eau d'alimentation, soit à la vapeur.

24.- Procédé suivant les revendications 1 à 23, caractérisé en ce que la chaleur enlevée au gaz de coke est utilisée pour chauffer l'agent oxydant pour la chambre antérieure.

25.- Procédé suivant les revendications 1 à 24; où l'on utilise comme gaz porteur de la vapeur d'eau, caractérisé en ce que le gaz est si fortement refroidi, avant de le mener plus loin, que la vapeur d'eau est condensée et peut être séparée sous forme liquide.

26. - Dispositif pour l'exécution du procédé suivant les revendications 1 à 25, comprenant une chambre antérieure et le puits de dégazage proprement dit, caractérisé en ce qu'entre la chambre antérieure et le puits de dégazage, se trouve intercalé un cyclone pour séparer du gaz dégagé les particules de charbon oxydées.

27.- Dispositif suivant la revendication 27, caractérisé en ce que le cyclone agencé entre la chambre antérieure et le puits de dégazage est isolé thermiquement de l'extérieur.

28.- Dispositif suivant la revendication 27, caractérisé en ce que derrière le puits de dégazage est agencé un cyclone qui sépare le gaz de coke de la poussière de charbon.

29. - Dispositif suivant la revendication 28, caractérisé en ce que le cyclone agencé derrière le puits de dégazage est refroidi de l'extérieur et en ce que, comme agent de refroidissement, on utilise soit de l'air de combustion, soit du gaz porteur, soit de l'eau d'alimentation à préchauffer.

30.- Dispositif suivant la revendication 29, caractérisé en ce qu'un échangeur de chaleur est incorporé au deuxième cyclone.

31. - Procédé suivant les revendications 1 à 25, caractérisé en ce que la chambre antérieure est chauffée de l'extérieur, par exemple avec des gaz de fumées retirés de la chaudière.

32. - Procédé suivant la revendication 31, caractérisé en ce que le gaz porteur sortant du deuxième cyclone est utilisé pour chauffer la chambre antérieure.

33. - Dispositif suivant les revendications 26 à 30, caractérisé en ce que le puits de dégazage est chauffé de l'extérieur par des gaz de fumées.

34. - Dispositif suivant les revendications 26 à 30, caractérisé en ce que le puits de dégazage est chauffé par du métal liquide, par exemple <Desc/Clms Page number 7> du sodium.

35 Procédé suivant les revendications 1 à 25, 31 et 32, caractérisé en ce que les gaz de fumées de chauffage partant du puits de dégazage servent au chauffage du gaz porteur du puits de dégazage.

36. - Procédé suivant les revendications 1 à 25, 31 et 32, caractérisé en ce que les gaz de fumées de chauffage qui se dégagent, venant du puits de dégazage, sont utilisés pour le chauffage de la chambre antérieure.

37.- Procédé suivant les revendications 35 et 36, caractérisé en ce qu'une partie du gaz de fumées est utilisée pour insuffler la poussière de charbon dans la chambre antérieure.

38.- Dispositif suivant les revendications 26 à 30, caractérisé en ce que des surfaces cédant de la chaleur sont suspendues dans la chambre antérieure.

39 Dispositif suivant les revendications 26 à 30, caractérisé en ce que des surfaces cédant de le chaleur sont suspendues dans le puits de dégazage.

40.- Procédé suivant les revendications 1 à 39, caractérisé en ce que les gaz de fumées conduisant l'agent d'oxydation pénètrent dans la chambre antérieure par des fentes ou des tuyères tangentielles, tandis que la poussière de charbon est insufflée par une tuyère à proximité des fentes et en fait soit avec un agent d'oxydation, soit avec du gaz de fumées auquel est mélangé un agent d'oxydation.