CH290539A - Procédé et installation pour la production de gaz de ville. - Google Patents

Procédé et installation pour la production de gaz de ville.

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CH290539A
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gasification
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Entreprise Generale De Cha Cie
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Gen Chauffage Ind Pillard Frer
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/485Entrained flow gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
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    • C10J2300/093Coal
    • C10J2300/0933Coal fines for producing water gas

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Description


  Procédé et     installation        pour    la     production    de gaz de     ville.       La présente invention a pour objet un  procédé pour la production de gaz de ville.  



  Ce procédé est caractérisé en ce qu'on  gazéifie sous pression des particules combus  tibles à l'aide de vapeur d'eau et d'un gaz  oxydant et qu'on fait accomplir aux gaz obte  nus, contenant du CO et maintenus toujours  sensiblement à la même pression, un parcours       att    cours duquel on les refroidit progressive  ment de manière à provoquer d'abord la réac  tion CO     -f-    H20 =     C02        -I-    H2     +    10 calories  puis des réactions de     méthanisation.     



  L'invention a également pour objet une  installation pour la mise en     oeuvre    de ce pro  cédé. Cette installation est caractérisée en ce  qu'elle comporte une enceinte de forme allon  gée, dont l'une des extrémités forme une ca  vité calorifugée de gazéification pourvue de  moyens pour y introduire sous pression les  particules combustibles, de la vapeur d'eau  et du gaz oxydant, cette cavité étant     suivie     d'une cavité allongée, pourvue de moyens de  refroidissement permettant de régler la tem  pérature tout au long de cette cavité, qui se  termine par une ouverture de départ des gaz  obtenus.  



  De préférence, ladite enceinte forme     une     colonne verticale et la cavité de gazéification  est disposée à son extrémité inférieure. Grâce  à cette disposition, les particules combusti  bles qui n'auraient pas été gazéifiées et que    les gaz produits auraient tendance à entraî  ner vers le haut redescendent par gravité.  



  Au dessin annexé, donné uniquement à  titre d'exemple:  La     fig.    1 est une coupe verticale,     longittt-          dinalë,    d'une forme de réalisation de l'instal  lation suivant l'invention..  



  La     fig.    2 en est une coupe horizontale;       suivant    la ligne     II-II    de la     fig.    1, de la co  lonne elle-même de cette     installation.     



  La     fig.    3 est un graphique donnant,<B>-</B>en  fonction des températures dans la cavité de  gazéification, portées en .abscisses, les quan  tités en     molécules/grammes        (polir    12 g de  carbone effectivement gazéifiés), d'une part,  des produits gazeux ou     entraînés    par le gaz       (CO-C02-H2-C)    à la sortie de la cham  bre de gazéification et, d'autre part, de l'oxy  gène et de la vapeur d'eau (02-H20) intro  duits dans ladite     cavité.      Suivant l'exemple d'exécution     représenté     aux     fig.    1 et 2,

   l'installation comporte un bâti  1 sur la table supérieure 2 duquel est     fixé,     par des ferrures 3,     ttn    long corps tubulaire  vertical 4 de forme cylindrique, d'axe     x-x     formé par un assemblage étanche de tôles,       susceptible    de résister, avec toute la. marge de  sécurité usuelle, à     une    pression interne utile  d'au moins 20 kg par     cm2.    .  



  Sauf à sa base, cette colonne est doublée,  intérieurement et à une certaine distance, de,      manière à former une     chemise    d'eau 5, par       suie        deuxième    paroi métallique 6.  



  La partie inférieure de la colonne com  porte, intérieurement, un épais revêtement  calorifuge 7, ménageant au centre une cavité  8. Cette cavité a, de préférence, la .forme d'un  corps de révolution autour de l'axe     x-x,    sa  section radiale ayant une forme sensiblement  trapézoïdale     abcd,    et. la surface engendrée.  étant au     moins    approximativement     inscrite     clans une sphère.  



  Le fond de cette cavité 8 communique     pir          -un        orifice    9 de forme de préférence évasée  vers le bas et ménagé dans le revêtement ca  lorifuge 7 et par l'intermédiaire d'un conduit       métallique    10, refroidi par     une-chemise    12 à  circulation extérieure d'eau ou autre fluide,  avec un sas 13, destiné à l'évacuation des  quelques cendres formées et restées dans la ca  vité 8. Ce sas 13 est. pourvu     d'un    clapet d'en  trée 14 et d'un clapet de sortie 15. Ce dernier  clapet fait communiquer ce sas avec un con  duit d'évacuation 16.

   Ces     clapets    14, 15 peu  vent s'ouvrir automatiquement ou être ouverts  à la main à l'encontre de dispositifs élasti  ques de rappel 17, 18. L'ouverture à la main  est assurée par exemple par l'intermédiaire  respectivement d'une tige 19 et d'in tube 20,  dans lequel coulisse cette tige, et de tringles  21 et 22.  



  La. cavité 8 débouche, vers le haut, en 23,  dans un     conduit    divergent 24 de forme tron  conique     oii    analogue, ménagé à l'intérieur de  la paroi interne 6 par le revêtement calori  fuge 7. Ce conduit 24 débouche directement  dans la partie non calorifugée du corps cylin  drique 6     qui    forme au-dessus de ce conduit  une longue cavité 25, entourée simplement  par la chemise d'eau 5.  



  Pour fixer les idées, la longueur de la par  tie tronconique 24     est    de l'ordre de 2,50 à 3 m  et celle de la partie cylindrique de la cavité 25  de l'ordre de 3,50 à 4 m, pour un diamètre  interne de cette cavité de l'ordre de 1 à 1,20 m.  



  De l'extrémité supérieure de la cavité 25  part     lui    tuyau d'évacuation des gaz .formés.  



  ' Cette colonne est complétée par les moyens       d'alimentation    ci-après décrits.    Dans la cavité inférieure 8 dite  de gazéifica  tion  débouchent -Lui certain nombre de tuyères  d'injection, orientées de telle sorte que leurs  jets sont dirigés tangentiellement à la cavité  et vers l'orifice 23 qui fait     communiquer    cette  cavité avec le conduit divergent 24 (voir dans  la     fig.    2 les flèches indiquant en plan la di  rection desdits jets).  



  En fait, chaque tuyère est double ou, pour       plus    de précision, formée de     deux    tuyères  concentriques 27 et 28.  



  Chaque tuyère interne 27 est alimentée  indépendamment des autres tuyères 27 par  une tuyauterie 30 en un mélange sous pres  sion de vapeur d'eau et de combustible  pulvérisé. La pression est, par exemple, de  20     lig/cm2.    La vapeur d'eau est. surchauffée à  une température de l'ordre de 500 à 550  C  environ. Les particules de     combustible    sont  par exemple telles qu'elles passent au tamis  de 200 mailles par     cm2.    Les proportions de  vapeur d'eau et de     combustible    seront préci  sées plus loin.  



  Chaque tuyauterie 30 est pourvue d'une  vanne de réglage 31. Le mélange sous pres  sion est obtenu en amont de cette vanne d'une  manière quelconque     appropriée.     



  Sur la     fig.    1, on n'a représenté que les  moyens d'alimentation relatifs à une tuyère  27; les moyens relatifs aux autres tuyères       sont    identiques.  



  Selon cet exemple d'exécution, chaque ca  nalisation 30 est alimentée, en amont de la  vanne 31, en vapeur d'eau surchauffée à par  tir d'un générateur quelconque de type classi  que 32a, donnant par exemple de la vapeur  surchauffée aux environs de 550  C sous une  pression de l'ordre de 40     lig/cm2.     



  Entre ce générateur et la vanne 31 est dis  posé sur la canalisation 30, au droit de cha  que distributeur de combustible pulvérisé, un       éjecteur    formé d'une tuyère 32 débouchant  dans un corps d'éjecteur 33. Ce corps est en  communication, par une ouverture 34 prévue  à sa partie supérieure, avec le fond d'une en  ceinte étanche 35. Au sommet de cette en  ceinte débouche l'ouverture inférieure 36       d'une    trémie 37 contenant le combustible pul-           vérisé    38. Un distributeur à disque rotatif 39,  entraîné par exemple par     un    moteur électri  que 40, et une raclette 41 assurant la distri  bution du combustible sous la-forme d'un jet  42 qui tombe en chute libre vers l'ouverture  34.  



  L'enceinte 35 est sous pression aux envi  rons de 20     kg/cm2    à cause de la détente pro  voquée par l'éjecteur. La même pression  s'exerce dans la chambre supérieure 43 de la  trémie, au-dessus de la matière pulvérisée 38,  grâce à     une    tubulure 44     qui    fait communi  quer l'enceinte 35 et le haut de la trémie.  



  Pour éviter la condensation, en 43, d'une  partie de la vapeur surchauffée qui s'y trouve  ainsi admise à une pression de l'ordre de  20     kg/cm2,    la ,trémie comporte. -une double  paroi 45 en communication avec la conduite  30 par une tubulure 46;     iui    distributeur 47  est prévu sur cette tubulure pour abaisser  la     pression    du générateur à une valeur de  l'ordre de celle (20     kg/cm2)    régnant en 43  dans la trémie. On peut ainsi maintenir à  l'intérieur de la trémie et, en particulier, dans  la chambre supérieure 43, une température  de l'ordre, par exemple, de 200  C évitant  toute condensation d'eau dans cette trémie.  



  Chaque tuyère périphérique 28 est desti  née à l'admission dans la cavité de gazéifica  tion 8, de gaz oxydant, à la même pression  que le mélange vapeur d'eau- combustible  pulvérisé, soit par exemple 20     kg/cm2.    Cha  cune de ces tuyères reçoit le gaz oxydant sous  pression par une tubulure 49. Il n'a été re  présenté qu'une tubulure 49, les tubulures  analogues relatives aux différentes tuyères 28  sont reliées en parallèle sur une source com  mune de gaz oxydant sous pression. Sur cha  que tubulure 49 est prévue une vanne de ré  glage 50, de préférence assujettie au débit du  mélange vapeur d'eau- combustible     pulvérisé     et ce à l'aide de l'un quelconque des débit  mètres connus utilisés     pour    des contrôles de  ce genre.

   Pour fixer les idées, ce débitmètre  peut être constitué en     substance    de la ma  nière suivante: De part et d'autre d'un dia  phragme 51, logé dans la canalisation 30, re  lative à la tuyère interne 27 conjuguée, est    prévue une prise différentielle de pression,  formée de deux tubes 52     et-53    qui aboutissent  dans un boîtier étanche 54 de part et d'autre  d'une membrane 55. Cette membrane main  tenue par deux ressorts antagonistes 56 et 57  est reliée à la tige 58 de contrôle d'un servo  moteur 59 d'un type quelconque connu, hy  draulique, pneumatique ou autre.

   Celui-ci,  par une tringle 60 et un levier 61, par exem  ple, contrôle la vanne 50 en fonction de la       différence    des pressions régnant .de part et  d'autre du diaphragme 51 dans la canalisa  tion 30, c'est-à-dire en définitive en fonction  du débit de vapeur d'eau à travers ce dia  phragme.  



  L'installation est complétée par une série  de tuyaux 62 d'admission de     vapeur    d'eau  surchauffée dans la cavité allongée     25.,        sensi-          blement    à l'extrémité supérieure dû conduit  divergent 24. La vapeur qui descend     à-l'inté-          rieur    de ces     tuyaux    62 est surchauffée par les  gaz ascendants.  



  Les tuyaux 62 sont     ouverts    à leurs extré  mités inférieures où ils se terminent, de pré  férence, par des ajutages 63, dirigés     oblique-          ment    de haut en bas, vers l'axe     x-x.    De  préférence, ces tuyaux 62 se prolongent vers  le haut,     sensiblement    sur toute la hauteur da  la cavité 25; ils en sortent     radialement    à leurs  extrémités supérieures et sont raccordés à un  collecteur     circulaire    64. Ce collecteur est lui  même relié à une source de vapeur d'eau sur  chauffée à une température de l'ordre de 500  à 550  C.

   Dans l'exemple représenté,' ce col  lecteur 64 est raccordé     purement    et simple  ment au générateur 32, par une canalisation  65 avec vanne de réglage 66 et détendeur 67  permettant d'admettre dans la cavité     .25    de  la vapeur d'eau surchauffée et à une pression  égale à celle qui règne dans la colonne.  



  La vanne de réglage 66 peut être à com  mande à main; comme représenté, ou, au con  traire, être asservie à un dispositif de con  trôle, tel qu'un thermostat, en fonction de la  température régnant dans la cavité inférieure  8 de gazéification, de manière que le débit de  vapeur arrivant par les     ajutages        63-dans    l'en-      ceinte 25 croisse-quand la température croît  dans cette     cavité    8.  



  La chemise d'eau 5 assure une tempéra  ture régulièrement décroissante de bas en  haut dans l'enceinte 25; elle reçoit de l'eau  par une tuyauterie 68, tandis que la vapeur  d'eau formée s'échappe par une tuyauterie 69  soit vers un dispositif     quelconque    d'utilisa  tion, soit vers le générateur 32     lui-même,    soit  encore vers les tubes 62. De préférence, cette  eau est admise à la température ambiante et  sous une pression de l'ordre de celle régnant  dans l'enceinte 25, de telle sorte que la paroi  interne 6 est     sensiblement    en équilibre de  pression     sur        ces    faces     externe    et interne et  peut, de ce fait, être moins résistante que la  paroi externe 4.  



  L'installation est encore complétée par  tous dispositifs usuels de contrôle,     tels    qu'un  pyromètre 70 dans la cavité 8, 'Lin autre     pyro-          mètre-.71    au niveau des ajutages 63, un  thermomètre 72 sur la tubulure de sortie 26,       un.    manomètre 73 sur la cavité 8,     etc.     



       .Des.    trous d'homme 74 et 75 permettent  les visites et réfections.  



  Le fonctionnement de l'installation, fonc  tionnement qui correspond à une forme de       réalisation    du procédé suivant l'invention, est  le suivant: .  



  Le régime de marche étant supposé établi,  par les tuyères 27 est admis en continu dans  la     cavité    8, où la température est de l'ordre  de 1000- à 1200  C, un mélange à la     pression     de 20     kg/cm-2    de vapeur d'eau, par exemple  surchauffée à. 500-550  C, et de combustible  pulvérisé, cependant que par les tuyères con  centriques 28 est admise à la même pression  une -quantité convenable de gaz oxydant à la  même pression.  



  Les quantités seront précisées plus loin.  Grâce à la direction tangentielle des  tuyères, les jets provoquent une turbulence  dans la cavité 8. Par conséquent, le mélange  final     qui    entre dans cette cavité 8 y subit un  brassage intense grâce auquel il subit une       gazéification        très        poussée        (90%        au        moins),     conformément aux réactions suivantes:

    
EMI0004.0025     
    C'est donc un mélange formé essentielle  ment de C0, C02, H, de l'excès     d'H20    et 0  non utilisés et de la faible proportion de l'or  dre de     101/o    du carbone non brûlé qui gagne,  par l'orifice 23, le conduit divergent 24. En  pratique, ce mélange contient encore de  l'azote, car on     -utilise    comme gaz oxydant de  l'air et non exclusivement de l'oxygène.  



  Les particules de combustible non brûlé  se trouvent entraînées vers ce conduit par les  gaz, mais, en raison de l'action de la gravité,  ces particules tendent à retomber et restent  en fait dans le conduit 24 où elles continuent  à brûler en donnant une nouvelle quantité  de CO et de C02. Le volume gazeux aug  mente. La forme divergente de ce conduit 24  permet de tenir compte de cette augmentation  de volume.  



  Dans toute cette première partie de l'opé  ration, il y a un dégagement de chaleur. Les  parois métalliques sont protégées par le revê  tement réfractaire 7.  



  Vers le sommet du conduit divergent 24  débouche dans le mélange ascendant la va  peur d'eau éjectée en 63 par les tubes 62.  Sous l'action de cette vapeur d'eau, il se pro  duit dans la zone A -de l'installation:  d'abord les réactions    C+     1320=C0    + H2  C + 2H20 = C02 + 2H2    avec les dernières traces de carbone, ce qui  abaisse la température de la masse en termi  nant la gazéification,  puis, immédiatement au-dessus, la réaction    <B>il CO</B>     +H20=C02+H2+10cal.       Au-dessus de cette zone A, au fur et à  mesure que le mélange gazeux s'élève, la tem  pérature s'abaisse progressivement, en raison  de l'action de la chemise d'eau, pour attein-           dre    une valeur d'environ 300  C à la tubulure  de sortie 26.  



  Par suite de cet abaissement de tempéra  ture, il se produit, dans la zone     B,    une     métha-          nisation    suivant les réactions  
EMI0005.0005     
    Il convient de noter qu'accessoirement une  petite portion de 2 à 3     %    de méthane obtenu  l'est dans la chambre de gazéification 8 et  dans le conduit divergent 24 où a lieu une  très légère     méthanisation.     



  Par la tubulure de départ 26, on recueille  donc un mélange gazeux formé de: C02, CO,  H2 restant,     CH4,    H20 (vapeur d'eau en     excès),     le tout chargé d'inertes tels que de l'azote  ainsi que de     H2S    et de la plus grande partie  des cendres dues aux impuretés du combusti  ble utilisé.  



  Une très grande partie de ces cendres est  en effet     entraînée    par le mélange gazeux, de  telle sorte que la quantité de cendres à  extraire à travers le sas inférieur 13, par le  jeu de clapets 14, 15, est très faible. A noter  que le double clapet 14, 15 sert de clapet de  sécurité grâce aux ressorts 17, 18 d'équili  brage.  



  Il n'y a, par ailleurs, aucun dépôt de gou  drons de     prédistillation    en raison de -la ga  zéification initiale dans la cavité 8, de telle  sorte que l'installation ne subit     pratiquement     aucun     encrassage.     



  A lx sortie de l'installation, les gaz pro  duits peuvent être     conduits,    comme connu en  soi, à travers des appareils réfrigérants et     dé-          poussiéreurs,    puis à travers une tour de la-     -          vage    à l'eau, sous pression.  



  Suivant la teneur en soufre du combusti  ble utilisé, on peut aussi faire traverser aux  gaz un épurateur à oxyde de fer. Enfin, les  gaz inertes, en particulier le     C02,    peuvent  être éliminés à la manière connue.  



  Le rendement en méthane et voire même  ses: homologues dépend essentiellement de di  vers facteurs:    composition initiale du chargement,  pression dans l'installation,  températures des produits introduits dans  l'installation,  échelle des températures le long de l'installa  tion,  durée t du passage des gaz dans la colonne.  L'examen des systèmes d'équations rap  pelées plus haut appelle lés observations sui  vantes:  En ce qui concerne les réactions I de ga  zéification, celles aboutissant à la formation  d'hydrogène sont endothermiques, d'où la né  cessité d'une surchauffe     maximum    de la va  peur d'eau admise (500  C 'au     moins)    pour  que le bilan calorifique reste positif dans la  cavité 8 de gazéification et ce malgré une  consommation aussi faible que possible en  oxygène.  



  Quant aux réactions II et III, ce sont des  réactions exothermiques.  



  La réaction II est indifférente à la pres  sion. Par contre, les réactions III de     méthani-          sation,    qui s'accompagnent d'une diminution  de volume, sont fortement influencées par la  pression, car le volume des gaz décroît quand  la     méthanisation    croît; la     méthanisation    est  donc favorisée par la     pression    que l'on main  tiendra de préférence entre 20 et 25     kg/em2;     ou plus, la limite de la pression ne dépendant  que de la résistance mécanique de l'installa  tion.  



  Par ailleurs, cette     méthanisation    est fonc  tion de la température et de la durée de     la=     réaction.  



  Pour la première des réactions III, la loi  d'action de masse s'écrit  
EMI0005.0031     
    les concentrations étant celles obtenues une  fois l'équilibre obtenu. A<B>là</B> pression atmo  sphérique, le coefficient K -décroît quand la  température T croît suivant une fonction à  allure hyperbolique. Par ailleurs, pour une  valeur donnée de K     correspondant    à une tem  pérature .donnée, le temps nécessaire pour.

    l'établissement de l'équilibre sera     -d'autànt         plus court que la température T sera plus  élevée, c'est-à-dire qu'aux basses températures  la concentration théorique en     CH4    est très  forte,     mais    le temps nécessaire pour l'obten  tion de cette concentration est très grand, et  qu'aux hautes températures la concentration  finale     en.        CH4    est faible, mais     rapidement     atteinte.

   L'influence de la pression se traduit  par une     augmentation    de la     vitesse    de réac  tion, due à l'accroissement du nombre de  chocs utiles entre molécules     réagissantes,    con  formément à la théorie cinétique des gaz, ce  qui est très favorable à la     méthanisation.    Il  n'existe pas encore d'étude poussée permet  tant de traduire par des     courbes    expérimen  tales l'effet combiné de ces divers facteurs.

    Ce qui est certain, c'est qu'on obtient la con  centration maximum- en méthane par les  moyens     suivants     _ -     l.         pression    p élevée;  2  température T pas trop forte (de l'or  dre -de 700 à 300  C) à condition de réaliser  un temps de contact aussi grand que possi  ble.  



  On reste     évidemment    maître de la pres  sion p qui sera choisie de préférence entre 20  et 25     kg/cm2.    Quant à la température T, dans  la zone B de     méthanisation,    elle décroît régu  lièrement de bas en haut de 650 à 700  C jus  qu'à 3006 C environ, ces limites étant obtenues  grâce:  à la chemise d'eau,  à l'action sur la température     _    d'introduc  tion de la vapeur d'eau, d'une part, dans la  cavité 8 et, d'autre part, par les tubes 62,  et au choix des proportions d'oxygène, de  combustible et de vapeur d'eau introduits  dans la cavité 8.  



  Plus la quantité de     vapeur    primaire est  élevée,- la quantité     d'o-xvgène    restant cons  tante, moins l'ensemble des réactions I est  exothermique et plus la température en 8 et  par suite dans l'ensemble de la colonne est  basse.<B>'-</B>  Enfin, la durée sera d'autant plus longue  que la     colonne    sera plus haute, pour une  même section horizontale.

      Ceci posé, et à titre d'exemple, on obtient  de très bons résultats en opérant à une pres  sion de 20     kg/cm?,    en introduisant:  1  dans la cavité 8 un mélange formé de:  
EMI0006.0022     
  
    lignite <SEP> pulvérisée <SEP> à <SEP> 10 <SEP> 7
<tb>  d'humidité <SEP> 1 <SEP> kg <SEP> environ
<tb>  vapeur <SEP> d'eau <SEP> surchauffée <SEP> à
<tb>  500-550<B>0</B> <SEP> C <SEP> 0,8 <SEP> -à <SEP> 1 <SEP> kg
<tb>  oxygène <SEP> à <SEP> la <SEP> température
<tb>  ambiante <SEP> de <SEP> 206 <SEP> C <SEP> env. <SEP> 0,16 <SEP> à <SEP> 0,20-m',       et ce à raison de<B>110</B> kg de ce mélange à la  minute;  26 par les tubes 62, 25 à 40 kg de vapeur à  500-550  C par minute,     _     la. durée de parcours des gaz dans la colonne  étant de l'ordre de 30 secondes.  



  Dans ces conditions, les températures sont  très sensiblement celles     sus-indiquées.     



  La composition des gaz varie bien entendu  tout au long de la colonne, et ce suivant le  régime de température choisi.  



  La     fig.    3 donne, à titre d'exemple, en fonc  tion des températures T dans la cavité de  gazéification 8, portées en abscisses, les  quantités q en molécules/grammes, et pour  12 grammes de carbone effectivement gazéi  fiés,  d'une part, des, produits gazeux ou en  traînés par le gaz à la sortie de la chambre  de gazéification (C0, C02, H2, C) et,  d'autre part, de l'oxygène et de l'eau  introduits par les tuyères (02, H20).  



  A la sortie de l'installation, le gaz brut a,  pour ce chargement, approximativement la  composition suivante en volumes  
EMI0006.0026     
  
    C02 <SEP> ._ <SEP> . <SEP> . <SEP> - <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 25
<tb>  C <SEP> 0 <SEP> <B>...</B> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1,6 <SEP> à <SEP> 18
<tb>  H2 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 22 <SEP> %
<tb>  CH4 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 22
<tb>  vapeur <SEP> d'eau <SEP> restante, <SEP> H2S,
<tb>  inertes <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 15 <SEP> à <SEP> 20       Après lavage, enlèvement des poussières  entraînées et absorption de C02 et     H2S,    on  obtient un mélange gazeux ayant,- approxima  tivement, les caractéristiques     suivantes:         Composition  
EMI0007.0001     
  
    CO <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP>  < 22 <SEP> %.
<tb>  C02 <SEP> ......... <SEP>  <  <SEP> 5%
<tb>  H2 <SEP> + <SEP> CH4 <SEP> <B>.....</B> <SEP> 65 <SEP> à <SEP> 70 <SEP> <B>/0,1</B> <SEP> environ
<tb>  inertes <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP>  <  <SEP> 10 <SEP> j            Densité    par rapport à l'air: 0,45à 0,50.

    Pouvoir calorifique supérieur  (eau     condensée)    : 4000 à 4200     cal./in3.     



  Le rendement est de l'ordre de 0,800     m3     de gaz épuré à     16     C, 760 mm de mercure par  kilo de lignite traitée.  



  Une colonne de un mètre environ de dia  mètre et six à sept mètres de hauteur peut  produire environ 50 000     m3    de gaz épuré par  v     ingt-quatres    heures.  



  Les principaux avantages du procédé et  de l'installation décrits sont les suivants  obtention d'un gaz de ville à haut pouvoir  calorifique (supérieur à 4000     cal./ms)    à par  tir de fines qui peuvent être cendreuses et  pauvres et qui sont pratiquement inutilisables  l'heure actuelle;  combustion quasi complète du combustible  dont les grosses particules     entraînées    par le  courant de gaz retombent par gravité;  installation simple, dans laquelle- il n'y a  aucun encrassement, car tout dépôt de gou  clron est     supprimé;     peu de cendres à évacuer, celles-ci, très  fines, sont entraînées par le gaz produit qu'il  suffit de dépoussiérer;

    pas de formation de mâchefers, donc pas  de nécessité d'éléments mobiles comme les  grilles tournantes rotatives usuelles de cons  truction compliquée et fragile.  



  Le gradient de température le long de la  colonne dépendra en grande partie du rap  port entre la hauteur et le diamètre de la co  lonne pour un débit donné.  



  Au lieu d'introduire une partie de la va  peur d'eau directement, dans la zone A, on  pourrait introduire toute la vapeur d'eau né  cessaire. directement dans la chambre de  gazéification,     ,,mais    cette dernière solution  aurait -l'inconvénient     d'abaisser    la tempéra  ture     de'-    gazéification, inconvénient     supprimé       par la solution décrite à deux entrées de va  peur d'eau:

    Au lieu de traiter du combustible solide  pulvérisé, . on peut utiliser un combustible       liquide    ou pâteux amené par des pompes de       circulation    aux tuyères, avec ou sans réchauf  fage préalable, ce combustible étant divisé en  particules par éjection hors     desdites    tuyères.  



  La pression supérieure de 25     kg/cm2    ne  représente pas le     maximum    utilisable sous ré  serve que les parois de l'installation aient une  résistance appropriée, car plus la pression  sera élevée, plus le gaz sera riche en     C134    et  en carbures supérieurs. -   Enfin, l'installation peut -comporter plu  sieurs<B>-</B>colonnes en parallèles; les moyens     d'a;li-          iuentation    leur étant communs ou non..

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS T. Procédé pour la production de gaz de ;aille, caractérisé en ce qu'on gazéifie sous pression des particules combustibles à l'aide de vapeur d'eau et d'im gaz oxydant et qu'on fait accomplir aux gaz obtenus, contenant du CO et maintenus toujours sensiblement à -la même pression, un parcours au cours duquel on les refroidit progressivement de manière à provoquer d'abord la réaction CO + H20 = C02 + H2 + 10 calories, puis des réactions de méthanisation: II.
    Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication I, caracté risée en ce qu'elle comporte au moins une en ceinte (4) de forme allongée, dont. l'une clés- extrémités forme une cavité -calorifugée - (8) de gazéification pourvue de moyens (27, 28) pour y ini;roduire sous pression les particules combustibles, de la vapeur d'eau et du gaz oxydant,. cette cavité étant suivie d'une cavité allongée :
    <B>(25)-,</B> pourvue- de moyens de refroi dissement (5) tout au long de cette .cavité- allongée (25)- qui se termine .par une ouver ture (26) de départ des -gaz obtenus. SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé suivant la revendication I; eâ-_ ractérisé en ce qu'on fait accomplir aux gaz un parcours vertical, la gazéification ayant lieu au bas du parcours, de manière à assurer, par gravité, le retour dans la zone de gazéifi cation (8) des particules combustibles non gazéifiées et entraînées par le courant ascen dant des gaz produits. 2.
    Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on introduit simultanément dans la zone de gazéification (8) les particules combustibles, de la vapeur d'eau et du gaz oxydant, le tout à la pression de gazéification. 3. Procédé suivant la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise de la vapeur d'eau surchauffée. 4.
    Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce que pour ne pas abaisser la température de gazéification, on n'introduit dans la zone de gazéification (8) qu'une par tie de la vapeur d'eau, l'appoint de vapeur d'eau nécessaire étant introduit dans la zone (A) de parcours où a lieu la réaction CO + F120 = C02 + H2 + 10 calories. 5. Procédé suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'on introduit la vapeur d'eau surchauffée à une température d'envi ron 500 à 550 C. 6. Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on opère à une pression constante comprise entre 20 et 25 kg/cm2. 7.
    Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on règle la marche de l'ins tallation de manière que la température dans la zone de gazéification (8) soit comprise entre 1000 et 1200 C, qu'elle soit comprise entre 650 et 700 C dans la zone (A) où a lieu la .réaction CO + H20 = C02 + H2 + 10 calories, et qu'elle tombe progressivement de 650 à 300 _C environ dans la zone de méthanisa- tion (B). 8. Procédé suivant -la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'on fait un mélange initial de combustible pulvérisé et d'une partie au moins de la vapeur d'eau et. qu'on règle le débit de gaz. Oxydant -. en fonction du débit de ce mélange. 9.
    Procédé suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'on introduit dans la zone de gazéification (8) une charge ayant la com position suivante: EMI0008.0017 lignite <SEP> pulvérisée <SEP> à <SEP> 10 <SEP> Jo <tb> d'humidité <SEP> 1 <SEP> kg <SEP> environ <tb> vapeur <SEP> d'eau <SEP> surchargée <SEP> à <tb> 500-550 C <SEP> 0,8 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> kg <tb> oxygène <SEP> à <SEP> la <SEP> température <tb> ambiante <SEP> de <SEP> 20 <SEP> C <SEP> env. <SEP> 0,16 <SEP> à <SEP> 0,20 <SEP> m <SEP> S et en ce que ledit appoint de vapeur d'eau est d'environ 30 % de la charge ci-dessus. 10.
    Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on fait séjourner les gaz, dans les zones<I>(A et B)</I> où ont lieu la réac tion CO + H20 = C02 + H2 + 10 calories et les réactions de méthanisation pendant une durée totale d'environ 30 secondes. 11. Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on utilise de l'eau pour ré gler la chute progressive de température dans les parcours des gaz. 12. Procédé suivant la sous-revendication 11, caractérisé en ce que la vapeur d'eau pro duite à partir de l'eau de réglage de la tem pérature du parcours des gaz est introduite, au moins en partie, dans ce parcours. 13.
    Installation suivant la revendication II, caractérisée en ce que ladite enceinte (4) forme une colonne verticale, la cavité de ga zéification (8) étant disposée à son extrémité inférieure. 14. Installation suivant la revendication Il, caractérisée en ce que la cavité de gazéifi cation (8) a la forme d'un corps clé révolu tion approximativement inscrit dans une sphère et en ce que des tuyères (27, 28) d'in troduction des particules combustibles, de la vapeur d'eau et du gaz oxydant, débouchent. dans cette cavité (8) dans une direction telle que leurs jets provoquent une turbulence au sein de cette cavité (8). 15.
    Installation suivant la sous-revendica- tion 14, caractérisée en ce que lesdites tuyères (27, 28) sont orientées de telle sorte que leurs ;jets sont dirigés tangentiellement à. la cavité (8) et vers l'orifice (23) qui la fait commu niquer avec ladite cavité allongée<B>(25).</B> 16. Installation suivant 1a revendication II, caractérisée en ce que la partie inférieure de la cavité de gazéification (8) est pourvue de moyens (13, 22) d'évacuation des quelques cendres non entraînées par les gaz. 17. Installation suivant la sous-revendica- tion 16, caractérisée en ce que ces moyens comportent un sas (13).
    18. Installation suivant la revendication <B>il,</B> caractérisée en ce que ladite cavité de ga zéification (8) débouche dans ladite cavité allongée (25) par l'intermédiaire d'un conduit divergent (24) destiné à provoquer une dimi nution de la vitesse des gaz. 19. Installation suivant la revendication II, caractérisée en ce que les moyens de re froidissement de la cavité allongée (25) con sistent en une chemise d'eau (5). 20.
    Installation suivant la sous-revendica- tion 19, caractérisée en ce que des moyens (62) sont prévus pour l'introduction de va- peur d'eau dans ladite cavité allongée (25) dans la zone (A) de cette cavité où a lieu la réaction CO -I- H20 = C02 -I- H2 -I- 10 calo ries. 21.
    Installation suivant la sous-revendica- tion 20, caractérisée en ce que lesdits moyens consistent en des tuyau (62) qui longent à l'intérieur de la cavité la paroi (6) de la che mise d'eau (5) dans un sens tel qu'iuie partie de la chaleur des gaz est utilisée pour sur chauffer la vapeur d'eau. 22. Installation suivant la revendication II, caractérisée par des moyens (32, 47) per mettant l'introduction simultanée sous pres sion dans la cavité de gazéification (8) d'un mélange de combustible pulvérisé et de va peur d'eau. 23.
    Installation suivant la sous-revendiea- tion 22, caractérisée en ce que des moyens (50, 61) pour régler l'introduction du gaz oxydant sont contrôlés par le débit dudit mé lange.
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