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Procédé pour la broduction de gaz de 3500 à 4500 calories le m3 de combustibles bitumineux avec l'aide d'un gazogène
Il est connu de superposer au gazogène de gaz à l'eau, une cornue dans laquelle se produit la distillation du com- bustible bitumineux d'une manière la plus différente par chauffage extérieur.
Conformément à l'invention,on chauffe la cornue de distil- lation de l'extérieur à son extrémité inférieure par chauffa- ge intense de haute température d'une telle manière, que le con- tenu de la p-irtie inférieure de la, cornue soit amené à une tempé- -rature de plus de 700 c, tandis que la température diminue gra- duellement à environ 250 C vers le conduit d'alimentation de la cornue.
Tandis que,dans les cornues de distillation chauffées le plus souvent par la chaleur perdue du gazogène, le contenu de la cornue tout fut chauffé/au plus à 300 à 400 et que par conséquent, il n'y avait ni gazéification complète ni obtention d'un combustible similaire au coke pour le gazogène de gaz à l'eau, on règle.. doms les cornues de gaz d'éclairage,qui sont reliées à un ga- zogène de gaz à l'eau servant au chauffage de la cornue, le chauffage de telle manière que le contenu entier de la cornue soit aliéné à la même température attendu que la cornue soit vidée à la Termination du cjhauffage.
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Grâce à la distribution de la chaleur dans la cornue de 700 à env. 250 on n'obtient non seulement une économie considérable en chaleur mais encore l'avantage d'un service continu.
Il est impossible d'obtenir le chauffage intense, capable de chauffer une cornue à de telles différences de on @ température, avec les moyens dont/se sert actuellement pour le chauffage de cornues. Du gaz, entrant par des fentes dans la maçonnerie à une basse pression dans l'espace qui entoure la cornue, ne peut produire qu'une longue flamme incapable de produire un chauffage en zones strictement définies.
Par contre il est possible de créer le chauffage intense à l'extré- mité inférieure de la cornue au moyen de brûleurs à l'huile, de flammes de foyer à poussière de charbons et de disposi- tifs similaires, et encore dans des cas où le gaz de chauffage est brûlé sous pression à l'aide de corps produisant de tour- billons directement derrière le brûleur avec un tel effet, qu'une courte flamme dure soit produite, comme cela est pos- sible par exemple dans les brûleurs à courant en tourbillon sous pression, dans lesquels le gaz de chauffage est projeté, en même temps que l'air de combustion, sous pression contre des baffles au bout du brûleur en vue d'assurer le tourbillona- ge complet de gaz et air avant la transformation en flamme.
Pour produire par un tel procédé et par de tels disppsitifs un gaz d'un pouvoir calorifique de 3500 à 4500 calories le m3 de combustibles bitumineux, il est nécessaire d'observer, lors du mélange du gaz d'éclairage produit dans la cornue de distillation et du gaz à l'eau produit dans le gazogène, que le gaz d'éclairage possède bien un pouvoir calo- rifique de 6000 calories le m3, mais que le gaz à l'eau ne possède qu'un pouvoir calorifique d'env. 2500 calories.
Du
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mélange simple du gaz d'éclairage produit de 1 kg. de charbon avec le gaz à l'eau produit du combustible cokifié, il ne ré- sulte normalément qu'un pouvoir calorifique du gaz de mélange d'env. 3200 calories le m3.Afin d'augmenter le pouvoir calo- rifique du gaz de mélange à 3500 à 4500 calories le m3, on doit prendre d'autresmesures, à part la dégazeification intense du combustible bitumineux dans la cornue de distillation, si l'on ne préfère pas de retirer de la cornue une partie du bombustible degazefié, ce qui amènerait à un nombre d'inconvé- nients de nature économique et technique. En considéë ration de cela il est avantageux,d'alimenter la cornue avec du gaz à l'eau pris du gazogène de gaz à l'eau qui est situé sous la cornue de distillation .
En même temps on devrait procéder de manière à ce que le gaz à l'eau soit obtenu avec un pouvoir calorifique aussi élevé que possible , et que l'on tienne (Soigné de ce gaz tous les gaz lestants, tels que l'acide carbonique et l'azote.
A cet object il est à recommander d'intercaler, entre la pério- de soufflage par air et la période de gazéification par vapeur de la production de gaz à l'eau, une courte période pendant laquelle on n'amène que très peu de vapeur au combustible qui a été rendu incandescent par soufflage, le gazogène de gaz à l'eau étant encore relié à la cheminée. On obtient ainsi que les quantités d'acide carbonique et d'azote qui se trouvent encore dans la gazogène depuis la période de soufflage, soient évacuées de la cuve du gazogène de gaz à l'eau de sorte que, lors de la gazéification subséquente à la vapeur, rien que du gaz à l'eau pur soit produit à un pouvoir calorifique d'env.
3000 calories le m3.
Selon la teneur du charbon un bitume les mesures décrites ci-dessus ne suffiront cependant pas encore, surtout
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si l'on renonce à retirer du coke de la cornue de distillation ou du gazogène de gaz à l'eau. Dans ce cas on pourrait aug- menter artifiellement la teneur en bitume du combustible gazéifié en amendant de l'huile ou du goudron au combustible bitumineux qui est dans la cornue de distillation. Cet emriches- sement - connu en lui-mme - de combustible bitumineux avec du bitume étranger est effectué, suivant la présente invention, au moyen de conduites à l'huile se terminant un peu au dessus d la zone chaude inférieure de la cornue de distillation et s'étendant à travers la cornue dans la direction de l'axe longitudinal.
Ces conduites abouchissent dans un réservoir auxiliaire qui est relié, par l'intermédiaire de deux organes de fermeture, d'une part du réservoir d'huile ou de goudron et d'autre part à une conduite de vapeur. Il devient ainsi possible d'introduire dans la cornue de distillation l'huile en portions et sous pression, quoique cette huile soit rapi- dement évaporisée et gazifiée dans les conduites.
Par suite de l'introduction de l'huile on obtient dans la cornue de distillation un mélange de gaz d'huile et de gaz d'éclairage d'un très haut pouvoir calorifique et l'on pourrait ajouter ensuite à ce mélange la quantité totale du gaz à l'eau produit du combustible cokifié, sans que le pouroir calorifique du gaz mélangé descende en dessous d'environ 4500 calories le m .
Un mode d'exécution de l'invention est représenté, à titre d'exemple, au dessin annexé:
La fig. 1 montre le gazogène en coupe longitudi nale.
La fig. 2 est une coupe par la cornue de dégazéifi- cation.
1 est la cornue de distillation, composée des deux cuves la et 1b. Le pied 2 de cette cornue de distillation est supporté %'en bas, la partie supérieure de la
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cornue, y compris le dispositif de remplissage 3,étant supportée sur les maçonneries 6 des conduits de chauffage au moyen de places élastiques en tôle 4 et 5, de sorte que les cuves la et lb, chauffées très irrégulièrement suivant l'invention, nt ) puisse/se mouvoir librement. Le chauffage de la cornue 1 se fait à chauffage intense par gaz à l'eau de telle manière que le gaz à l'eau,arrivant sour pression par la conduite 9, est tourbilloné dans le brûleur 11 par l'air comprimé amené par la conduite 10, le brûleur étant muni à son extrémité antérieure de baffles- 12.
On obtient ainsi, spécialement à très l'aide de la chambre de chauffage 13 un chauffage/intense de la partie inférieure de la cornue 1, ce chauffage étant poussé suivant l'invention jusqu'à ce que le charbon,qui se trouve à cet endroit dans la cornue,soit chauffé à plus que
700 c., seulement le gaz perdu de ce chauffage intense circu- lant par 1 espace creux 14 en grpirale autour la paroi extéri- eure de la cornue 1 et arrivent par la conduite de gaz perdu
15 dans la chaudière à gaz perdu 16 qui sert a la production de vapeur, Les gaz s'échappent de cette chaudière par la che- minée 17 à l'atmosphère .
Au lieu d'un chauffage à gaz à l'eau .à l'aide de brûleurs amenant le mélange de gaz et d'air et produisant par conséquent une flamme courte et chaude, on pourrait employer pour le chauffage de la chambre 13 un brûleur à huile, ou un foyer à poussier de charbon alimenté, par exemple, des combustibles pulverisés et dégazdfiés provenant de la cornue 1.
Le chauffage de la cornue 1 par un foyer intense
11,12,13 de telle manière que le combustible à l'extrémité inférieure de la cornue soit chauffé à une température de plus que 700 C, l'autre extrémité de la cornue faisant face au dispositif de remplissgge 3 ne possédant qu'une tempéra-
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ture d'env. 230 ,pourrait être utilisé aussi pour la pro- duction du gaz d'éclairage, et il présente dans ce cas l'avantage d'un service continu.
Dans la forme de construction représentée au dessin on a disposé sous la cornue de distillation 1, dans laquelle se trouve du combustible chauffé à plus que 700 C, un gazogène de gaz à l'eau 36 dans lequel glisse continuellement le combustible dégazéffié de la cornue
1. Le combustible retenu par la grille 18 y est soufflé jusqu'à l'incandescence avec de l'air amené par la cpn- duite 19 et provenant de la conduite 20 à travers la soupape 21, de la vapeur étant ensuite amenée au combustible par la conduite 22 fermée par la soupape 23, le combustible étant ainsi transformé dans du gaz à l'eau.
Lors du soufflage à chaud du gazogène de gaz à l'eau par la conduite d'air 20,les gaz du soufflage passent par l'évacuation 24 et la soupape 25 dans la chambre de combustion 13 et de là dans les canaux de chauffage 14 qui chauffent la cornue ) de l'extérieur. Les gaz passent de la cuve 6 par le tuyau 15 et s'échappent,à travers la chaudière à gaz perdu, à la cheminée 17. Lors du renversement la soupape 21 de la conduite d'air 20 est fermée, la soupape à vapeur 23 est ouverte,et la soupape 25 est fermée en même temps.
Le gaz à eau, qui a été produit, remonte alors dans le gazogène 36 et dans la cornue la et lb où il se mélange avec le gaz d'éclairage,qui a été produit dans la cornue de distillation 1 du combustible bitumineux pour entrer à travers le tuyau 26 dans le condenseur 27. Si l'on ferme le régistre 25,du gaz à l'eau passe en même temps par la conduite 9 au brûleur 11 pour y être brûlé avec de l'air comprimé provenant de la conduite 10.
A fin de produire à cette occasion un gaz à l'eau d'un pouvoir calorifique aussi que élevé que possible, on n'ouvriram de préférence, très peu
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la soupape à vapeur 23 après la fermeture de la soupape 21 et on laisser/ouvert le registre 23 un moment jusqu'à ce les quantités d'acide carbonique et d'azote, restées en arri- ère du soufflage à chaud, ont été balayées du gazogène de gaz à l'eau dans la chaudière 17.'
Quand,on désire d'utiliser une partie du coke produit, on doit le retirer par la tubulure d'écoule- ment 37. Pour éviter des difficultés techniques et écono- miques qui résultent de la prise de coke,
on doit ajouter au combustible dans la cornue 1 du bitume qui a été obtenu par condensation du gaz mélangé derrière la conduite 26.
On pourrait encore ajouter ine petite quantité d'huile de goudron. Cette addition se fait à l'aide des deux tuyaux 28, qui débouchent justement au dessus de l'extrémité chaude de la cornue 1 et qui sont alimentés d'un reservoir auxi- liaire 29 susceptible d'être rempli d'une petite quantité d'huile ou de goudron, env. 1 litre. Ce réservoir auxiliai- re est relié au réservoir principal 32 par une conduite 31 renfermant une soupape 30 et il est relié encore à la conduite de vapeur 22 par une conduite 33, une soupape 34 et une conduite 35. On peut donc forcer dans la cornue par les conduites 28 de l'huile et du goudron en portions et sous pression.
La pression est nécessaire parcequ'il se produit rapidement dans les tuyaux hautement chaffés du gaz d'huile et de la vapeur d'huile ainsi que de l'huile cokifié et du goudron cokifié, qui sont expulsées sous pres- sion par la connexion de vapeur 33,34,35. On chauffera, de préférence, le contenu du réservoir principal 32 de l' extérieur ou de l'intérieur pour maintenir le grudron à l'état liquide.
On pourrait effectuer l'ouverture et la fermeture des différents registres pour l'admission du gaz-air, de la vapeur et de l'huile, d'une part, et
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pour l'échappement du gaz à l'eau et de la fumée de cheminée, d'autre part, à l'aide d'une machine commandée par un moteur et susceptible d'exécuter au moyen d'une transmission par distribution à came les différents embrayages au moments voulus par suite de sa vitesse.
Résumé.,
1. ) Procédé pour la production du gaz d'un pouvoir calorifique de 3500 à 4500 calories le m3 de com- bustibles bitumineux aved l'aide d'un gazogène avec cornue pour la dégazéification du combustible, caractérisé par ce fait que la cornue de distillation est chaffée à son ex- trémité inférieure de l'extérieur,avec l'aide d'un foyer intense à haute température des fiâmes,tellement que le contenu de la cornue à l'extrémité inférieure de la cornue soit amené à une température de plus que 700 C, la température du contenu de la cornue se reduisant vers l'extrémité d'emplissage de la cornue à 250 C.env.
2. ) Appareil pour pratiquer le procédé selon 1, caractérisé par ce fait que le chauffage in- tense est produit avec l'aide d'un brûleur à air comprimé et à tourbillon, alimenté de gaz à eau.
3.) Appareil selon 2, caractérisé par ce fait que le gaz à l'eau est pris directement du gazogène de gaz à l'eau monté ensemble avec la cornue de distilla- tion et servant à transformer le combustible cokifié en du gaz à l' eau.
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Process for the embroidery of gas from 3500 to 4500 calories per m3 of bituminous fuels with the help of a gasifier
It is known to superimpose on the gasifier of gas in water, a retort in which the distillation of the bituminous fuel takes place in a most different manner by external heating.
In accordance with the invention, the distillation retort is heated from the outside at its lower end by intense high temperature heating in such a way that the contents of the lower p-irtia of the, retort is brought to a temperature of over 700 ° C, while the temperature gradually decreases to about 250 ° C to the retort feed line.
While, in distillation retorts heated most often by waste heat from the gasifier, the retort contents were all heated / at most 300 to 400 and therefore there was neither complete gasification nor obtaining 'a fuel similar to coke for the gasifier of gas with water, one regulates .. doms the retorts of lighting gas, which are connected to a gas generator with water for heating the retort, heating so that the entire contents of the retort are alienated at the same temperature expected that the retort is emptied upon completion of the heating.
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Thanks to the heat distribution in the retort from 700 to approx. 250 not only a considerable saving in heat is obtained but also the advantage of continuous service.
It is not possible to achieve the intense heating, capable of heating a retort to such differences in temperature, with the means currently used for heating retorts. Gas, entering through slits in the masonry at low pressure into the space surrounding the retort, can only produce a long flame unable to produce heating in strictly defined zones.
On the other hand it is possible to create intense heating at the lower end of the retort by means of oil burners, charcoal dust flames and similar devices, and again in cases where the heating gas is burnt under pressure by means of vortex producing bodies directly behind the burner with such an effect that a short hard flame is produced, as is possible for example in current burners vortex under pressure, in which the heating gas is projected, at the same time as the combustion air, under pressure against baffles at the end of the burner in order to ensure the complete swirling of gas and air before transformation in flame.
To produce by such a process and by such devices a gas with a calorific value of 3500 to 4500 calories per m3 of bituminous fuel, it is necessary to observe, when mixing the lighting gas produced in the distillation retort and water gas produced in the gasifier, that the lighting gas has a calorific value of 6000 calories per m3, but the water gas only has a calorific value of approx. 2,500 calories.
Of
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simple mixture of lighting gas produced 1 kg. of coal with the water gas produces coking fuel, normally only a calorific value of the mixture gas of approx. 3200 calories per m3. In order to increase the calorific value of the mixture gas to 3500 to 4500 calories per m3, other measures must be taken, apart from the intense degassing of the bituminous fuel in the distillation retort, if the it is not preferred to remove part of the degassed fuel from the retort, which would lead to a number of disadvantages of an economic and technical nature. In view of this it is advantageous to feed the retort with water gas taken from the water gas generator which is located under the distillation retort.
At the same time we should proceed in such a way that the gas to the water is obtained with a calorific value as high as possible, and that we keep (Take care of this gas all ballasting gases, such as carbonic acid and nitrogen.
To this end, it is recommended to insert, between the air blowing period and the steam gasification period of the production of gas with water, a short period during which only very little steam is introduced. to the fuel which has been made incandescent by blowing, the gasifier of water gas still being connected to the chimney. It is thus obtained that the quantities of carbonic acid and nitrogen which are still in the gasifier since the blowing period, are evacuated from the tank of the gasifier from gas to water so that, during the gasification subsequent to steam, only pure water gas is produced at a calorific value of approx.
3000 calories per m3.
Depending on the coal content of a bitumen, however, the measures described above will not be sufficient yet, especially
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if it is not necessary to remove coke from the distillation retort or gasifier from water gas. In this case, the bitumen content of the gasified fuel could be artificially increased by adding oil or tar to the bituminous fuel which is in the distillation retort. This enrichment - known in itself - of bituminous fuel with foreign bitumen is carried out, according to the present invention, by means of oil pipes terminating a little above the lower hot zone of the distillation retort. and extending through the retort in the direction of the longitudinal axis.
These pipes open into an auxiliary tank which is connected, via two closing members, on the one hand to the oil or tar tank and on the other hand to a steam line. It thus becomes possible to introduce the oil in portions and under pressure into the distillation retort, although this oil is rapidly evaporated and gasified in the pipes.
As a result of the introduction of the oil, a mixture of oil gas and lighting gas of a very high calorific value is obtained in the distillation retort, and the total quantity could then be added to this mixture. from gas to water produces cokified fuel, without the calorific value of the mixed gas falling below about 4500 calories per m.
An embodiment of the invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing:
Fig. 1 shows the gasifier in longitudinal section.
Fig. 2 is a section through the degassing retort.
1 is the distillation retort, composed of the two tanks 1a and 1b. The foot 2 of this distillation retort is supported% 'at the bottom, the upper part of the
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retort, including the filling device 3, being supported on the masonry 6 of the heating ducts by means of elastic sheet metal places 4 and 5, so that the tanks 1a and 1b, heated very irregularly according to the invention, nt) can / move freely. The heating of the retort 1 is carried out under intense heating by gas with water in such a way that the gas with water, arriving under pressure through the pipe 9, is swirled in the burner 11 by the compressed air supplied by the pipe 10, the burner being fitted at its front end with baffles 12.
There is thus obtained, especially with the very aid of the heating chamber 13, an intense heating of the lower part of the retort 1, this heating being pushed according to the invention until the carbon, which is at this place in the retort, be heated to more than
700 c., Only the waste gas from this intense heating circulating through 1 hollow space 14 spiraling around the outer wall of retort 1 and arriving through the waste gas line
15 in the waste gas boiler 16 which is used for the production of steam, the gases escape from this boiler through the chimney 17 to the atmosphere.
Instead of gas heating with water, with the aid of burners bringing in the mixture of gas and air and consequently producing a short hot flame, a burner could be used for heating chamber 13. oil, or a coal dust hearth fed, for example, pulverized and degassed fuels coming from retort 1.
Heating of retort 1 by an intense focus
11,12,13 in such a way that the fuel at the lower end of the retort is heated to a temperature of more than 700 C, the other end of the retort facing the filling device 3 having only one temperature. -
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ture of approx. 230, could also be used for the production of lighting gas, and in this case it has the advantage of continuous service.
In the form of construction shown in the drawing, there has been placed under the distillation retort 1, in which there is fuel heated to more than 700 C, a water gas generator 36 in which the degassed fuel from the retort continuously slides.
1. The fuel retained by the grate 18 is blown therein until incandescence with air supplied by the pipe 19 and coming from the pipe 20 through the valve 21, steam then being supplied to the fuel. by line 22 closed by valve 23, the fuel thus being transformed into water gas.
When hot blowing the gasifier from water gas through the air line 20, the blowing gases pass through the outlet 24 and the valve 25 into the combustion chamber 13 and from there into the heating channels 14 that heat the retort) from the outside. The gases pass from the tank 6 through the pipe 15 and escape, through the waste gas boiler, to the chimney 17. When reversing the valve 21 of the air line 20 is closed, the steam valve 23 is open, and the valve 25 is closed at the same time.
The water gas, which has been produced, then rises in the gasifier 36 and in the retort la and lb where it mixes with the lighting gas, which was produced in the distillation retort 1 of the bituminous fuel to enter at through the pipe 26 into the condenser 27. If the register 25 is closed, water gas passes at the same time through the pipe 9 to the burner 11 to be burned there with compressed air coming from the pipe 10 .
In order to produce on this occasion a water gas with a calorific value as high as possible, we will preferably open very little
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the steam valve 23 after closing the valve 21 and the damper 23 is left / open for a while until the quantities of carbonic acid and nitrogen, which remained behind the hot blowing, have been swept away from gas generator to water in boiler 17. '
When it is desired to use part of the coke produced, it must be withdrawn through the outlet 37. To avoid technical and economic difficulties which result from the coke taking,
bitumen which has been obtained by condensing the mixed gas behind pipe 26 must be added to the fuel in retort 1.
A small quantity of tar oil could also be added. This addition is made using the two pipes 28, which open just above the hot end of the retort 1 and which are supplied with an auxiliary reservoir 29 capable of being filled with a small quantity of 'oil or tar, approx. 1 litre. This auxiliary tank is connected to the main tank 32 by a line 31 enclosing a valve 30 and it is further connected to the steam line 22 by a line 33, a valve 34 and a line 35. It is therefore possible to force the retort. through lines 28 for oil and tar in portions and under pressure.
The pressure is necessary because it occurs quickly in the highly heated pipes of oil gas and oil vapor as well as cokified oil and cokified tar, which are expelled under pressure through the connection of steam 33,34,35. Preferably, the contents of the main reservoir 32 will be heated from the outside or from the inside to maintain the grudron in a liquid state.
We could open and close the various registers for the admission of gas-air, steam and oil, on the one hand, and
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for the escape of water gas and chimney smoke, on the other hand, by means of a machine controlled by a motor and capable of carrying out by means of a cam distribution transmission the different clutches at the desired times due to its speed.
Summary.,
1.) Process for the production of gas with a calorific value of 3500 to 4500 calories per m3 of bituminous fuels with the aid of a gasifier with retort for the degasification of the fuel, characterized in that the retort of distillation is heated at its lower end from the outside, with the help of an intense high-temperature focus of the fiames, so that the contents of the retort at the lower end of the retort are brought to a temperature of more than 700 C, the temperature of the contents of the retort reducing towards the filling end of the retort to 250 C. approx.
2.) Apparatus for carrying out the method according to 1, characterized in that the intense heating is produced with the aid of a compressed air and vortex burner, supplied with gas to water.
3.) Apparatus according to 2, characterized in that the water gas is taken directly from the water gas generator mounted together with the distillation retort and serving to convert the cokified fuel into gas to the water. water.
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