BE564679A

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Publication number: BE564679A
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Description

La présente invention concerne un procédé-de traitement thermique du charbon employant la technique du lit fluidité.

Elle concerne également un appareil pour l'application du procédé en continu.

L'invention consiste en perfectionnements des procédés dans lesquels on traite en lit fluidisé des fines de houilles avec apport de chaleur et appoint de gaz de fluidisation par une combustion partielle de la .nasse .

Elle s'applique plus généralement aux procédés de carbonisation à haute ou basse température dans lesquels le but essentiel à atteindre est la production de coke ou de semi-coke granuleux ou pulvérulento
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L'invention est caractérisée par le fait qu'on brûle une partie des gaz de la pyrolyse et qu'on les emploie pour obtenir simultanément le préchauffage par fluidisation du produit à traiter et le craquage des goudrons contenus dans les gaz de la pyrolyse.

L'invention est encore caractérisée par l'utilisation en circuit fermé de fumées combinées avec une injection d'eau pour refroidir par fluidisation le produit solide fabriqué.

L'invention concerne également un appareil nouveau pour la mise en oeuvre du procédé. Cet appareil est une cornue verticale à trois étages, ces trois étages étant disposés respectivement de bas en haut : pour le traitement de carbonisation par fluidisation, pour la combustion partielle des gaz de pyrolyse et leur réchauffage, et pour le préchauffage des fines de houille par fluidisation avec les gaz provenant de l'étage précédent.

D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront des descriptions faites ci-après en regard des dessins annexés, sur lesquels :
La figure 1 représente le schéma d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

La figure 2 représente une forme de réalisation particulière d'un appareil nouveau pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

Ces installations' et appareil sont conçus pour le traitement decarbonisation par fluidisation de 500 C à 900 C environ, d'une houille en vue de lbbtention d'un semi-coke granuleux, avec préchauffage aux environs de 300 C à 400 C et éventuellement de l'air à une température qu'il y a intérêt à prendre aussi élevée que possible mais qui, si l'on s'en tient aux solutions techniques simples et classiques, sera généralement de l'ordre de 500 C.

Le gaz de pyrolyse réchauffé à 1000 C par combustion partielle sert @ préchauffage du produit.

L'installation représentée sur la figure 1 comprend essentiellement un réacteur de carbonisation par fluidisation 1, une chambre de combustion 2, une chambre de séchage et préchauffage par fluidisàtion 3 et une chambre de refroidissement 4.

La traitement de carbonisation s'effectue dans le réacteur 1 approvisionné en produit cru chaud par une conduite 5 et un distributeur 6.

Le fluide de traitement par fluidisation (généralement de l'air) est amené par une conduite 7 après avoir été réchauffé dans la chambre de combustion 2. Le débit de fluide et le débit de fines sont ajustés pour maintenir la masse fluidisée contenue dans la cornue 1 à la température de traitement par combustion partielle au sein du lit.

Les gaz provenant de la réaction sont évacués dans la chambre de combustion 2 par une conduite 8 après avoir été dépoussiérés par un cyclone 9.

Les poussières récupérées sont réintroduites dans le réacteur par une conduite 100
Dans la chambre de combustion 2, on obtient une combustion partielle des gaz par un apport d'air préchauffé ou non amené par une con- duite 11 Il ne s'agit que d'unecombustion très partielle de sorte que le gaz con- serve un pouvoir calorifique élevé.

La combustion est réglée pour obtenir une température de l'ordre de 900 C ou plus, ce qui provoque le craquage des produits condensables.

Les gaz réchauffés sont envoyés dans une conduite 12 par laquelle ils sont introduits dans la chambre 3 pour sécher et chauffer par fluidisation le produit cru.

La chambre de séchage et préchauffage 3 est approvisionnée en produit cru par une conduite 13 et un alimentateur 14 approvisionné lui-même par une trémie 15. Le produit chaud et sec est transféré dans le réacteur 1 par le distri- buteur 6.

Le rapport des débits de gaz chaud et de charbon dans la chambre 3 est ré- glé pour que la température y reste à la température fixée, généralement comprise entre 300 et 400 C.

Les fumées partiellement refroidies sont dépoussiérées par un cyclone 16 et évacuées en 17. Une canalisation 19 apporte des fumées neutres en appoint suffisant pour compenser les pertes dans un circuit fermé 20 qui sert à refroidir par fluidisation le produit final dans la chambre de refroidisse- ment 4 alimentée en produit traité provenant du réacteur 1 par une canalisation 21 et un alimentateur 22.

Le refroidissement du circuit fermé est assuré par un refroidissur 230 Une arrivée d'eau 24 permet de régler la température de l'extinction.

Le produit refroidi est extrait en 25 en vue de.,son utilisation.

La cornue représentée sur la figure 2 comprend un réacteur de carbonisation par fluidisation 51, une chambre ,de combustion 52 et une chambre de séchage par fluidisation 53.

Le traitement de carbonisation s'effectue dans la cornue 51, approvisionnée en produit cru chaud par une conduite 54 et un distributeur 550 Le fluide de traitement par fluidisation est amené par une conduite 56 sortant d'un échangeur de température 60.

Le débit de fluide et le débit de fines sont ajustés pour maintenir la masse fluidisée contenue dans la cornue 51 à la température de traitement par combustion partielle au sein du lit.

Les gaz provenant de la réaction sont évacués dans la chambre de com- bustion 52 par un canal 57. La combustion partielle de ces gaz est obtenue par un appoint d'air préchauffé ou non amené par une conduite 580 La combustion très partielle est réglèe pour obtenir une température voisine de 900 C ou plus, ce qui provoque le craquage des produits condensables.

Une partie des gaz est envoyée à l'échangeur de température 60 par une conduite 59 pour être évacués ensuite par une conduite générale 680 Mais la plus grande partie des gaz provenant de la chambre de combustion 52 sert à sécher et chauffer par fluidisation le produit cru.

A cet effet, un canal 61 fait communiquer directement de la chambre de combustion 52 avec la chambre de séchage 53. Cette chambre de séchage en lit fluidisé est approvisionnée en produit cru par une conduite 62 et un alimentateur 63 approvisionné lui-même par une trémie 64.

Le produit chaud et sec est transféré comme il a déjà été dit dans le réacteur 51 par le distributeur 55.

Le rapport des débits de gaz chauds et de charbon dans la chambre 53 est ré- glé pour que la température y reste à la valeur fixée qui sera généralement

comprise entre 300 ,et 400 C.

Les gaz partiellement refroidis sont évacués en 65 et passent dans un cyclo- ne 66 d'où les porssères sont réintroduites dans la chambre de séchage en 67. Les gaz dépoussiérés sont évacués en 68. Des fumées neutres froides sont introduites en 70 en fonction des pertes dans un circuit fermé 71 qui sert à refroidir par fluidisation le produit final dans une chambre de refroidis- sement 72 alimentée en produit traité provenant du réacteur 1 par une cana- lisation 73 et un alimentateur 74. Le refroidissement du circuit fermé est assuré par un refroidisseur 77. Une arrivée d'eau 76 permet de régler la température d'extinction. Le produit refroidi est extrait en 75 en vue de son utilisation.

La montée en température des grains est extrêmement rapide, ce qui permet de franchir rapidement la phase plastique et réduit les risques de collage.

Le préchauffage du charbon et éventuellement de l'air, réduit la quantité de chaleur à fournir au charbon dans le four de carbonisation, donc la combustion partielle à réaliser.

Il en résulte une amélioration des rendements en semi-coke et en gaz.

La qualité du semi-coke est améliorée par abaissement de sa teneur en cendres.

Le pouvoir calorifique du gaz est amélioré par suite de la moindre dilution par des fumées (azote et gaz carbonique).

On notera que comme dans la plupart des procédés de carbonisation par fluidisation il est avantageux de préchauffer l'air ou le gaz de traitement. On remarquera dans le procédé selon l'invention que ce préchauf- fage peut être soit en parallèle avec celui du charbon (figure 2), soit en série (figure 1).

La combustion partielle des gaz de pyrolyse à une température suffisante dans la chambre de combustion 2 ou 52, a pour avantage de craquer les produits condensables, ce qui permet d'utiliser le gaz débarras-- sé de ces produits pour préchauffer par fluidisation les produits crus con- tenus dans la chambre 3 ou 53, sans risque de condensation des goudrons.

En même temps, ce gaz est disponible sous une pression qui permet la flui- disation dans ledit étage de préchauffage 3 ou 53.

L'extinction par injection d'eau dans la chambre de refroidisse- ment 4 ou 72, combinée avec la fluidisation à l'aide de fumées introduites en 19 ou 70, est intéressante dans le cas de carbonisation à basse tempé- rature où l'on a affaire à un produit solide très réactif qu'il faut refroidir très rapidement à l'abri de l'air pour éviter les réinflammations spontanées
Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre explicatif et non limitatif et qu'en particulier on pourra, sans sortir de son cadre, modifier les conditions de carbonisation et changer le taux de gazéification par l'utilisation d'autres fluides que l'air, tels que l'oxygène, la vapeur d'eau, les fumées oxydantes, ou tout autre fluide de pratique courante ou leurs mélanges.

Claims

R E S U M E.

A - Procédé de carbonisation en continu de fines.de houille par <Desc/Clms Page number 4> fluidisation à haute ou basse température, dans lequel le fluide créant l'agita- tion du lit provoque une réaction équilibrée à la température convenable par une combustion partielle du produit à traiter, ledit produit étant préchauffé par flui- disation par une partie des gaz provenant de la combustion partielle des gaz de la réaction principale, procédé caractérisé par le fait que le gaz de préchauffa- ge par fluidisation est obtenu par une combustion partielle des gaz de la réaction principale prevenuées par une apport d'air éventuellement préchauffé, lesdits gaz étant ainsi portés à température de l'ordre de 900 C minimum provoquant simul- tanément un craquage des produits condensables.

B - Appareil pour la carbonisation en continu de fines de houille par fluisation à haute ou basse température, dans lequel le fluide créant l'agitation du lit provoque une réaction équilibrée à la température convenable par une combustion partielle du produit à traiter, ledit produit étant préchauffé par flui- disation par une partie des gaz provenant de la combustion partielle des gaz de la pyrolyse, appareil caractérisé par le fait qu'il est constitué par une cornue verticale comprenant trois chambres disposées verticalement l'une au-dessus de l'ar tre et qui sont, du bas vers le haut, un réacteur de traitement par fluidisation, une chambre de post-combustion des gaz de la pyrolyse, et une chambre de préchauf- fage par fluidisation,

lesdites chambres communiquant directement les mies avec les autres de telle sorte que les gaz de fluidisation et de pyrolyse les traversent directement et successivement par des moyens permettant d'assurer un appoint d'air éventuellement préchauffé dans la chambre de post-combustion; et par des moyens permettant d'assurer le transfert par gravité du solide, entre les chambres de pré- chauffage et de réaction.