BE554800A

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Publication number: BE554800A
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Description


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   La présente demande.,de brevet se rapporte à un procédé de dégazage de poussière de combustible à l'état flottanto La poussière de coke dont on dispose est alors conduite au foyer d'une chaudière à vapeur, et y est brûlée. 



   Dans la mise en oeuvre de ce procédé, des difficultés se présentent surtout du fait que les particules de combustible finement pulvérisé, lorsqu'elles atteignent la température d'agglutination, se collent ensemble et à la paroio Les essais tentés jusqu'à présent pour résoudre ce problème posé par l'agglutination ont-déjà conduit à certains résultats sans cependant résoudre ce problème de manière   définitiveo   
On a proposé déjà de procéder au dégazage en deux étages, les particules de combustible étant , dans le premier étage, vieillies artificiellement par oxydation superficielle, alors que le dégazage proprement dit se fait dans le deuxième étageo Dans ce vieillissement,

   on doit veiller à ce que l'oxydation reste limitée à la surface des particules de combustible Elle ne doit être poussée qu'assez loin pour des agglutinations soient évitées. 



   Suivant la présente invention, cette oxydation superficielle des particules de combustible est obtenue en amorçant une réaction partielle du gaz porteuro 
Ce procédé peut être mis en oeuvre de manière simple et avant tout on peut le diriger   facilement.   On n'a   qu'à   changer d'agent d'oxydation mis en oeuvre et la température de réaction, pour faire apparaître les conditions les plus favorables pour le développement de la réaction. 



   De toute façon, la charge du gaz porteur en poussière de charbon dans la chambre de dégazage est limitée par la capacité de charge de la partie préparatoireen sorte que les pouvoirs calorifiques du gaz mélangé se tient entre certaines limiteso C'est pourquoi, suivant un développement de l'idée inventive, on propose de réaliser le traitement préparatoire de la poussière de combustible (destruction de l'aptitude à l'agglutination) et le dégazage ultérieur de la poussière de charbon, dans des appareils séparés. 



   En général, on prévoira pour le traitement préparatoire des particules de combustible, une chambre antérieure spéciale, d'où le gaz porteur, avec la poussière de combustible, est amené à la chambre de dégazage proprement diteo On peut pourtant, la placer aussi après le broyeur à charbon ou dans le conduit suivant immédiatement le broyeuro Par ce partage du procédé en deux appareils séparés, il est possible d'exécuter aussi bien la préparation du combustible que le dégazage ultérieur aux températures chaque fois les plus favorables et dans les meilleure conditions de vitesse et en outre, dans le dégazage, de fixer la charge du gaz porteur de manière indépendante de la chambre antérieureo Dans les trois cas,

   le gaz porteur arrive dans le puits de dégazage et forme une partie du mélange gazeux obtenu comme résultato 
Si maintenant on exécute le procédé avec un gaz porteur normal, on obtient comme produit final un gaz dont la teneur en hydrogène est si forte et la teneur en méthane si faible que le produit calorifique inférieur est notablement inférieur à   4o000   calories/m3 N. Une diminution des constituants inertes peut être obtenue en utilisant comme agent d'oxydation, au lieu d'air,de l'air enrichi en oxygène ou de l'oxygène pur. 



   Suivant un autre développement de l'idée inventive, la réaction partielle nécessaire pour détruire l'aptitude à l'agglutination est réalisée dans le gaz porteur principalement avec l'hydrogène du gaz qui, comme la partie de plus faible valeur calorifique, influe le moins sur le pouvoir 

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 calorifique du mélange gazeux. Les produits de combustion de l'hydrogène ainsi apparus (principalement de la vapeur d'eau) peuvent, dans le refroidissement ultérieur du gaz dégagé, être séparés en sorte que la teneur du gaz dégagé en gaz inertes est de nouveau modérée et que son pouvoir calorifique est augmentée 
Au tableau suivant, on peut reconnaître la possibilité d'accroître la valeur calorifique ainsi que la possibilité de régler le procédé. 



  Dans le tableau, on a admis que   10%   du pouvoir calorifique est utilisé pour la réaction additionnelle, tous les gaz de combustion réagissant uniformément une fois (A) et de l'hydrogène seul réagissant une fois (B). En outre, on distingue encore les cas où l'on utilise comme agent de réaction de l'air ou de l* hydrogène 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Cas <SEP> A <SEP> B
<tb> Réactif <SEP> air <SEP> oxygène <SEP> air <SEP> oxygène
<tb> Composition <SEP> du <SEP> gaz <SEP> sec
<tb> H2 <SEP> 44,7 <SEP> 57, <SEP> 55 <SEP> 39,85 <SEP> 51,3
<tb> CH4 <SEP> 22,1 <SEP> 28,34 <SEP> 28,35 <SEP> 36,4
<tb> CnHm <SEP> 2,55 <SEP> 3,28 <SEP> 3,25 <SEP> 4,20
<tb> CO <SEP> 3,45 <SEP> 4,37 <SEP> 4,45 <SEP> 5,7
<tb> O2
<tb> CO2 <SEP> 4,90 <SEP> 6,24 <SEP> 1,67 <SEP> 2,15
<tb> N2 <SEP> 22,3 <SEP> 0,22 <SEP> 22,43 <SEP> 0,

  25
<tb> Hu <SEP> 3529 <SEP> 4534 <SEP> 4071 <SEP> 5244
<tb> VG <SEP> 1,174 <SEP> 0,914 <SEP> 1,016 <SEP> 0,79
<tb> Quantité <SEP> d'air
<tb> nécessaire <SEP> 0,329 <SEP> - <SEP> 0,286 <SEP> Nm3/Nm3
<tb> Quantité <SEP> d'O2
<tb> nécessaire <SEP> - <SEP> 0,069 <SEP> - <SEP> 0,06
<tb> Nm3/Nm3
<tb> 
 
Il s'est avéré que pour l'oxydation superficielle des particules de combustible il ne faut pas de très hautes températures,au moins pas pour tous les combustibles. En général, il suffit de températures d'environ 300 C. Ces températures peuvent être maintenues dans la chambre antérieure, soit par une conduite convenable de la réaction partielle, soit par un chauffage de la chambre intérieure par   l'extérieur.   



   Eventuellement, la réaction partielle peut être favorisée par l'addition de corps qui brûlent à de basses températures, comme de l'éther, de la benzine, de l'acétylène,   etc...   



   Avantageusement, la chambre antérieure et la partie servant au dégazage seront séparées l'une de l'autre. Il y a toujours la possibilité de réunir les deux en une unité, une des zones servant à la destruction de l'aptitude à l'agglutination et l'autre au dégazage proprement dito 
Le chauffage extérieur de la partie à dégazer peut être entrepris de manières diverses, soit par des gaz de fumées d'un foyer de chaudière rattaché à l'installation, soit par du gaz de générateur qui vient d'être 

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 produit, soit aussi par de l'hydrogène qui peut éventuellement être échauffé par réaction partielleo Dans ce cas, la vapeur d'eau dégagée peut être amenée à la chambre de dégazage pour amorcer une réaction de gaz à l'eau, en sorte qu'on a un autre moyen de corriger le pouvoir calorifique. 



   Sur la figure, on a représenté schématiquement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. 



   Pour réaliser le procédé, on se sert essentiellement d'une chambre antérieure 1, et du puits de dégazage proprement dit 2. La poussière de combustible est introduite par le bas dans la chambre antérieure à l'aide d'un gaz porteur ou à l'aide de vapeur d'eau par la tuyère 11 et elle s'écoule de bas en haut dans la chambre   antérieureo  
Sur la hauteur de la chambre antérieure sont réparties plusieurs séries de chambres de combustion 12, 13, 14 qui sont raccordées d'une part à la conduite d'amenée 15 pour le gaz porteur, d'autre part à la conduite d'amenée 16 pour l'agent oxydant (air, oxygène ou vapeur   d'eau)

  .  Ces chambres de combustion débouchent dans divers plans dans l'espace intérieur de la chambre antérieureo
Les débouchés des chambres de combustion dans la chambre antérieure sont réalisés avantageusement de manière tangentielle,'au moins dans le cas des chambres de combustion inférieures 14, en sorte qu'un mouvement tourbillonnaire, progressant de bas en haut, du gaz porteur soit obtenu. 



  La chambre antérieure est réalisée à double paroi à son pourtour. Les chambres de combustion 12, 13, 14 sont, à l'endroit où elles traversent l'espace intermédiaire 17 entre les deux parois, pourvues d'ouvertures par lesquelles pénètre une partie du gaz porteur échauffé par la réaction partielle, ledit gaz porteur chauffant ainsi extérieurement la chambre antérieureo 
Il est possible aussi de produire le chauffage par d'autres moyens, par exemple par des gaz de fumées de la chaudière rattachée, ou par un circuit de sodium de la chaudière.

   Lorsque des gaz de fumées provenant de la chaudière sont utilisés pour la chauffage, ils doivent être emmenés séparés du gaz porteuro
Le gaz porteur chargé de particules de combustible oxydées superficiellement arrive par la conduite 18 dans un séparateur à cyclone 3, où le gaz et les particules de combustible sont séparées et sont emmenés séparément pour leur usage ultérieure Le gaz quitte le séparateur à cyclone par la conduite 31,cède dans un échangeur de chaleur 32 sa chaleur en excès, à de l'eau d'alimentation de chaudière, à de'la vapeur ou à de l'air comburant, et est amené au point d'utilisation, après une nouvelle purification fineo Le refroidissement par 1 échangeur de chaleur 32 est avantageusement conduit de telle façon que la vapeur d'eau contenue dans le gaz se condense et est également séparée. 



   Le combustible vieilli quitte le séparateur par la conduite 33 et arrive d'abord dans un appareil préchauffeur 4, dans lequel il est échauffé à une température aussi élevée que possibleo Il quitte le préchauffeur 4 par la conduite 41 et par 42 il est mélangé au gaz porteur également préchauffé dans le préchauffeur 5 en s'écoulant par la conduite dans le puits de dégazage 2. Le gaz porteur chargé de particules de combustible vieillies parcourt le puits de dégazage 2 de bas en haut, en sorte qu'un dégazage parfait des particules de combustible est effectuée Comme pour ce dégazage il faut amener de la chaleur supplémentaire, le puits de dégazage aussi est réalisé à double paroi.

   On prévoit au dessin qu'une partie du gaz porteur préchauffé en 5 est amenée par un branchement 21 dans l'espace 22 entre les deux parois de puits de dégazage, pour réaliser un chauf- 

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 fage par l'extérieur. Dans ce cas, le gaz qui   s'écoule   à travers l'enveloppe peut se réunir au gaz qui s'écoule en montant à l'intérieur du puits de dégazage et ils peuvent partir ensemble par la conduite   23   On a aussi la possibilité de réaliser le chauffage par l'extérieur à l'aide de gaz de fumées venant de la chaudière à vapeur raccordée ou à l'aide d'un circuit au sodiumo
Comme le puits de dégazage doit être réalisé relativement haut pour donner aux particules de combustible à dégazer un séjour aussi long que possible,

   il peut éventuellement être avantageux de subdiviser l'enveloppe extérieure et d'amener dans différentes zones chaque fois du gaz porteur de chaleur frais. 



   Dans le cas où, parce que l'on voudrait accélérer le dégazage ou aussi pour cracker le goudron, il faut des températures encore plus élevées qu'on ne peut en obtenir par un apport de chaleur de l'extérieur, on peut encore introduire un gaz porteur convenable à toute hauteur de la chambre de dégazage, en particulier à l'extrémité, après une combustion partielle, principalement de   l'hydrogénée  
Le gaz porteur et la,poussière de coke quittent le puits de dégazage par la conduite 23. Ils arrivent de là dans le séparateur à cyclone 7, d'où la poussière de coke est retirée par la conduite 17.

   La poussière de coke qui se produit est avantageusement amenée directement aux brûleurs d'un foyer de chaudière à tapeur et brûlé sous   la,     chaudière.Le   gaz sépare arrive par la conduite 27 dans la conduite 31 et est amené à l'utilisation ensemble.avec le gaz venant du séparateur 3.

Claims

REVENDICATIONS 1.- Procédé de dégazage de poussière de combustible à l'état flottant, où les particules de combustible, maintenues à l'état flottant par un gaz porteur, dans deux étages successifs, ont leur aptitude à l'agglutation détruite par oxydation superficielle et où est exécuté ensuite un dégazage ultérieur du combustible ainsi traité, caractérisé en ce que l'oxydation des particules de combustible est amorcée par une réaction partielle du gaz porteuro 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement préparatoire de la poussière de combustible (destruction de l'aptitude à l'agglutination)

et le dégazage subséquent de la poussière de combustible préalablement traitée se font dans des appareils séparés avantageusement dans une chambre antérieure et dans une chambre de dégazageo 3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la réaction partielle du gaz porteur est amenée à se produire le plus près possible de la chambre antérieure, afin d'augmenter la durée de la réaction partielle dans la chambre antérieureo 4.- Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la réaction partielle du gaz porteur nécessaire pour la destruction de l'aptitude à l'agglutination est réalisée principalement avec l'hydrogène du mélange gazeuxo 5.- Procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour obtenir un résultat final déterminé,par exemple le pouvoir calorifique du gaz frais obtenu,

on influence l'exécution du procédé par changement de l'apport d'hydrogénée 60- Procédé suivant les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on règle la température de combustion de l'hydrogène par addition de vapeur d'eau au moyen d'oxydation. <Desc/Clms Page number 5>

7.- Procédé suivant les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la réaction ajoutée amorcée dans la chambre antérieure s'exécute à une température qui se trouve autant que possible peu au-dessus de la température nécessaire pour la destruction de l'aptitude à l'agglutination.

8.- Procédé suivant les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que pour la réaction partielle on ajoute de substances qui brûlent à basse température, comme de la benzine, de l'éther, de l'acétylène, etcooo 9.- Procédé selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que comme gaz porteur on utilise une partie du gaz frais engendré dans le dégazeuro 10.- Procédé suivant les revendications 1 à 9, où la poussière de coke produite est amenée au foyer d'une chaudière à vapeur, caractérisé en ce que, comme gaz porteur, on utilise des gaz de fumées du foyer de la chau- di ère 11.- Procédé suivant les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que deux dégazeurs coopèrent de telle sorte que le gaz frais engendré dans l'un des dégazeurs est utilisé comme gaz porteur pour les deux dégazeurs.

120- Procédé suivant les revendications 1 à 119 caractérisé en ce que l'hydrogène contenu dans le gaz est séparé des autres constituants, et comme gaz porteur en soi seul il est introduit dans la chambre antérieureo 13.- Procédé suivant les revendications 1 à 12, caractérisé en ce que dans la chambre antérieure le courant principal va de haut en bas ou inversement.

14.- Procédé suivant les revendications 1 à 139 caractérisé en ce que la chauffage extérieur de la chambre antérieure se fait à l'hydrogène.

15.- Procédé suivant les revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la chauffage de la chambre antérieure se fait à la vapeur surchauffée.

16.- Procédé suivant les revendications 1 à 15, caractérisé en ce que dans l'emploi de vapeur d'eau comme gaz porteur on règle la température de la vapeur d'eau par combustion d'hydrogène dans la vapeur d'eau.

17.- Procédé suivant les revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le combustible vieilli dans la chambre antérieure est séparé du gaz dans un cyclone et est préchauffé à haute température avant son entrée dans le dégazeuro l8o- Procédé suivant les revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le préchauffage du combustible est produit par apport de chaleur venant de la chaudièreo 19.- Procédé suivant les revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le combustible traité préalablement et préchauffé à haute température, avec du gaz porteur fortement chauffé est insufflé axialement radialement ou tangentiellement dans la chambre de dégazage ultérieur.

20.- Procédé suivant les revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'au combustible traité préalablement, des agents d'oxydation et/ou de gazéification très fortement chauffés sont additionnés immédiatement après abandon du cyclone, pour avoir une amenée de chaleur supplémentaire par une réaction du combustibleo 21.- Procédé suivant les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la réaction de l'hydrogène dans là chambre antérieure est faite avec de l'air, après quoi le mélange de gaz et de vapeur d'eau produit est séparé du combustible vieilli.

22.- Procédé suivant les revendications 1 à 21, caractérisé en ce <Desc/Clms Page number 6> que le mélange de gaz et de vapeur d'eau séparé derrière la chambre antérieure est amené à la conduite de gaz commune après séparation de la partie vapeur par refroidissement.

23.- Procédé suivant les revendications 1 à 22, caractérisé en ce que le mélange gazeux quittant la chambre antérieure est utilisé soit directement soit après passage par le séparateur en partie comme gaz porteur et/ou agent d'insufflation pour la chambre de dégazage ultérieur.

24o- Procédé suivant les revendications 1 à 23, caractérisé en ce que le vieillissement (durcissement des particules de combustible) est entrepris pendant le processus de broyage au moulin ou immédiatement derrière le moulin, les dégagements étant conduites soit dans le foyer de chaudière rattaché à l'installation, soit, après dépoussiérage, à l'air libre 25o- Procédé suivant la revendication 24 où l'on utilise comme gaz porteur et agent de vieillissement un gaz fortement chargé d'eau ou de vapeur d'eau,, caractérisé en ce que ce gaz,avant son introduction dans la chaudière,est refroidi à moins de 100 C dans un échangeur de chaleur.

26.- Procédé suivant les revendications 1 à 25, caractérisé en ce que le mouvement principal dans la chambre de dégazage ultérieur se fait soit de bas en haut,soit de haut en bas.

27.- Procédé suivant les revendications 1 à 26,caractérisé en ce que par apport dans la chambre de dégazage de la vapeur d'eau qui se dégage dans la combustion de l'hydrogène, une réaction de gaz à l'eau est amorcée dans cette chambreo 28o- Procédé suivant les revendications 1 à 27, caractérisé en ce qu'on amène à la chambre de dégazage ultérieur de la vapeur d'eau fortement surchauffée, éventuellement sur sa longueur, pour l'exécution d'une réaction de gaz à l'eau.

29.- Dispositif pour l'exécution du procédé suivant les revendications 1 à 28, caractérisé en ce que l'enceinte de traitement préalable est faite si haute que les combustibles, à la sortie, n'ont plus d'aptitude à 1'agglutination., 30.- Dispositif pour l'exécution du procédé suivant les revendications 1 à 28, caractérisé en ce que le dégazeur est disposé immédiatement au-dessus de la chambre antérieure traversée de bas en haut, du gaz porteur à plus haute température que nécessaire pour le dégazage étant amené au-dessus dans la chambre antérieure, et en ce que dans cettepartie la température des parois est maintenue plus haute de façon correspondante.

31.- Dispositif pour l'exécution du procédé suivant les revendications 1 à 28, caractérisé en ce que la chambre antérieure est conformée à double paroi et en ce que les chambres de réaction pour l'exécution de la réaction partielle du gaz porteur à l'intérieur de l'espace entre envelqppes présentent des ouvertures par lesquelles une partie du gaz porteur chauffé peut pénétrer dans cet espace.

32.- Dispositif pour l'exécution du procédé suivant les revendications 1 à 28, caractérisé en ce que l'espace entre enveloppes entourant la chambre de dégazage est,sur sa hauteur, divisé en plusieurs compartiments qui sont chargés chaque fois en agent de chauffage fraise