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BREVET D'INTENTION PROCEDE POUR LA DISTILLATION DE LIGNITE
Dans la distillation sèche ou gazéification de li- gni'te, il se dégage, comme il est connu, dans la premiers phase du chauffage, de façon correspondant à la teneur élevée du li- gnite en eau, des quantités importantes de vapeur d'eau et en même temps d'assez grandes quantités d'acide carbonique.'Ni 1'
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un ni l'autre de ces éléments constitutifs nade'pouvQwi .éàLo- .#.;:>.j:)":; i ]1;.jr)iµµ)iiflµlgjfll-.
E.2 rifique, et ils constituent par suite des é.émr,iyt^iidé3.,tle,s @ mélangés aux gaz de distillation qui se dégagent Pour obtenir un gaz d'un pouvoir calorifique plus élevé, il a déjà été pro- posé de soumettre le lignite, à un séchage préalable avant son introduction dans.la chambre de distillation pu de gazéifica- tion, de sorte que le lignite possède une teneur en eau plus faible lorsqu'il-va être soumis au traitement thermique.
Le li- gnite préalablement séché.contient toutefois encore toujours une quantité d'eau relativement grande; en outre,il faut, pour le séchage préalable, d'une part, des dispositifs de séchage parti- , le,
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ouliers et, d'autre part, on laisse ainsi, la plupart du temps, s'échapper, sans les utiliser, la vapeur d'eau et l'acide carbo- nique. Les conduites et autres dispositifs sont en outre soumis à une forte charge, sans aucune utilité, par la vapeur d'eau res- tant dans le gaz.
Le procède suivant l'invention permet la distillation sèche de lignite, à l'état humide tel qu'il provient de l'exploi- tation ou après séchage préalable, sans mélange d'éléments oonsti- tutifs sans valeur aux gaz résultant de la distillation, - la va- - peur d'eau qui se dégage ainsi que l'acide carbonique pouvant être employés de façon utile.
Ceci est obtenu, oonformément à l'inven- tion, par le fait qu'on prélève les gaz qui se dégagent à partir d'une zne de la charge, chauffée à température élevée, par exem- ple à 850-900 ,et que la vapeur et l'acide carbonique, formés dans la première phase du chauffage, se transforment, dans leur trajet à travers la zone de la charge, fortement chauffée, mentionnée ci- dessus, jusqu'au conduit de départ des gaz, pour la plus grande partie ou,en totalité, en gaz permanents.
On obtient ainsi, d'une part, que la vapeur d'eau et l'acide carbonique ne sont pas mélan- gés, comme éléments constitutifs sans valeur, aux gaz résultant de la distillation, mais sont tous deux rendus utiles pour la produo- ,tion de gaz, et qu'ainsi la quantité de gaz produit est notable- ment accrue, sans influence importante sur son pouvoir calorifique.
En même temps, le goudron et les hydrocarbures (méthane, éthane et hydrocarbures lourds) sont, suivant la hauteur et la température ¯de la couche fortement chauffée, décomposés dans une mesure plus ou moins grande.
Si le pouvoir calorifique du gaz produit doit être particulièrement élevé, on peut, conformément à l'invention, éga- lement éviter complètement ou partiellement le mélange de la va- 'peur d'eau et de l'acide carbonique transformés aux gaz de la dis- tillation, en évacuant ces éléments constitutifs en totalité ou en partie, immédiatement après leur formation,de la chambre de - @ distillation.
Dans ce but,on produit alors,par un réglage parti-
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culier de l'aspiration des gaz, dans la partie supérieure de la charge, une zône neutre au point de vue de la pression, zône au- dessus de laquelle les gaz sont évacués directement de la chambre de distillation, tandis que les gaz, se dégageant en-dessous de cette zône, s'échappent à travers la partie chaude de la charge vers le conduit de départ des gaz.
Si on veut mélanger aux gaz de distillation une quantité de gaz à l'eau pouvant être exactement déterminée, ce.qui n'est pas encore possible par les procédés décrits jusqu'ici, on introduit, conformément à l'invention, dans la partie inférieure de la chambre de distillation, de manière connue en elle-même, de la vapeur d'eau qui, par son passage à travers la charge fortement chauffée jusqu' au conduit de départ des gaz, se transforme en gaz permanent. Si une gazéification partielle du combustible doit avoir lieu en même temps, on peut, en même temps que la vapeur d'eau, également in- troduire de l'oxygène par le bas.
Pour la réalisation du procédé, on utilise, conformément à l'invention, une chambre de distillation, chauffée de l'extérieur. avec un conduit supérieur réglable pour le départ de la vapeur d'eau et de l'acide carbonique, avec une conduite inférieure régla- ble pour l'amenée de vapeur d'eau et d'oxygène, et avec un conduit réglable de départ des gaz, situé approximativement à mi-hauteur de la chambre de distillation, pour les produits de la distillation.
Par la disposition de ces différents conduits réglables, il est possible d'obtenir un réglage aussi complet qu'on le désire de l'opération de production de gaz, en recueillant, suivant l'amenée plus ou moins forte d'oxygène, des quantités plus ou moins grandes de coke de lignite.
Le mode de marche décrit est particulièrement avantageux dans une chambre de distillation verticale à marche continue. Dans celle-ci il se dégage continuellement, dans la couche supérieure de la charge, de la vapeur d'eau et de l'acide carbonique, tandis que la zône la plus chaude se trouve de façon permanente approximati- vement à mi-hauteur de la chambre de distillation. Les conduits de
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départ'des gaz et les conduites d'amenée de vapeur d'eau peuvent par suite, suivant les besoins de chaque cas particulier, être ouverts ou fermés de façon permanente. Si on emploie une chambre de distillation à marche discontinue, les différentes périodes de dé- part des gaz et d'amenée de vapeur d'eau doivent se succéder dans le temps.
La transformation des gaz, se formant dans la couche supé- rieure de la charge et aspirés à partir d'une zône chaude de la charge, exige, pour que ces gaz contiennent peu d'acide carbonique et d'hydrocarbures, mais beaucoup d'oxyde .de carbone et d'hydrogè- ne, naturellement une consommation de chaleur, c'est à.dire un ap- port approprié de chaleur, ce qui peut être obtenu, par l'intermé- diaire des parois en matière réfraotaire de la cornue, par un fort chauffage et par un accroissement des surfaces chauffées, ou par ces deux moyens réunis. Mais ces méthodes rendent plus coûteux le procédé et l'appareil employé pour sa réalisation.
Il a été constaté par le demandeur que la quantité addi- tionnelle de chaleur, nécessaire pour la transformation des gaz, ypeut être dégagée de façon beaucoup plus rationnelle dans la charge elle.même, à savoir en faisant arriver,dans la partie supérieure de la charge, des gaz activant la combustion, de préférence de l'oxy- gène, qui se combinent chimiquement 'avec une partie de la charge de combustible ou des gaz dégagés, ou -avec une partie des deux, ou qui brûlent ceux-ci et qui dégagent, à l'intérieur de la cornue, la quantité de chaleur additionnelle nécessaire par rapport à la distillation simple, de sorte qu'on peut supprimer l'accroissement des surfaces de chauffe ou réaliser une économie dans le chauffage extérieur.
On ne pouvait pas prévoir d'avance que des gaz activant la combustion, en particulier de l'oxygène, pouvaient être introduits, sans crainte d'une explosion dangereuse, dans la partie supérieure de la cornue ou dans la charge se trouvant dans oelle-oi; au con- traire ce danger était à craindre. En marche normale,une addition d'oxygène modérée et tout à ,fait exempte de danger est bien suffi-
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sante pour le dégagement nécessaire de chaleur,mais, par suite d'un manque d'attention, la proportion d'oxygène introduit pourrait tou- tefois s'accroître.
Il était par suite nécessaire d'effectuer des essais à ce sujet, et il a été fait la constatation surprenante qu'un mélan- ge de gaz, consistant en 80 parties d'un gaz aspiré de la zône chaude et en 20 parties d'oxygène, et qui, dans la pipette d'ex- plosion faisait violemment explosion, ne donne pas lieu à une explosion dans la cornue lorsqu'il se trouve en contact avec le ooke incandescent se trouvant dans celle-ci. Le procédé peut par suite être réalisé sans danger.
Pour la réalisation du procédé, il faut une conduite aboutissant à la partie supérieure de la cornue et au moyen de laquelle les gaz aotivant la combustion, par exemple l'oxygène, sont introduits.
Le dessin ci-joint représente, en une coupe longitudinale verticale, un exemple de réalisation d'un appareil approprié à l'exécution du procédé. Cet exemple représente une chambre verti- cale à marche continue, habituelle, 1, avec chauffage extérieur, A la partie supérieure se trouve la trémie de chargement 2 ; à la partie' inférieure sont prévus deux dispositifs d'évacuation, 3,4.
Un conduit supérieur de départ des gaz 5 peut être réglé par un registre 6 et se rend à un condenseur 7. Approximativement à mi- hauteur de la ohambre de distillation sont prévues des ouvertures 8, dirigées obliquement vers le haut, qui débouchent dans une chambre collectrice de gaz 9, à partir de laquelle-la conduite d'évacuation de gaz 10, de section réglable par un registre 11,se rend à un condenseur 12. A l'extrémité inférieure de la zône chauffée de la chambre de distillation sont prévues des conduites 13, 14, pour l'amenée de vapeur d'eau et d'oxygène, respective- ment, tandis que la conduite 18 sert à l'amenée d'oxygène à la partie supérieure de la cornue.
Le fonctionnement a lieu de la manière suivante : On in- troduit continuellement du combustible par la trémie de chargement
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2, tandis que les dispositifs d'évacuation 3,4 déchargent conti- nuellement le résidu de distillation ou coke de lignite dans les wagonnets 15, qu'on fait rouler sous la cornue. Dans la position du registre 6, telle que représentée, la vapeur d'eau, se formant dans la zone supérieure de la charge, est, avec l'acide carbonique et les hydrocarbures, aspirée, à travers la moitié supérieure de la charge, vers les orifices 8, de sorte qu'il se produit une transformation en gaz permanents et une décomposition des hydro- carbures, respectivement. Les gaz de distillation, aveo oes gaz permanents, sont évacués de la manière habituelle en passant par le condenseur 12.
Par les conduites,13, 14,on peut, suivant les be- soins, introduire de la vapeur d'eau, ou de la vapeur d'eau et de l'oxygène. Si la vapeur d'eau, se formant dans la zone supérieure de la charge, doit être évacuée en totalité ou en partie de la chambre, on ouvre le registre 6 de façon correspondante. Dans le condenseur 7 s'accumulent des constituants goudronneux,se dégageant éventuellement en même temps du combustible. Le chauffage de la chambre a lieu, de la manière habituelle, de l'extérieur, au moyen d'agents de chauffage gazeux introduits par les conduites 16, 17.
REVENDICATIONS
1 - Procédé pour la distillation sèche de lignite, caracté- risé en oe qu'on évacue les gaz, se dégageant d'une zône fortement chauffée de la charge, de telle manière que la vapeur d'eau et l'a- oide carbonique, se formant dans la première phase du chauffage, sont, au cours de leur passage à travers la charge fortement chauffée jusqu'au conduit .de départ du gaz, transformés, pour la plus grande partie ou en totalité, en gaz permanents et que le goudron, ainsi que les hydrocarbures, sont décomposés en totalité ou en partie.
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PATENT OF INTENT PROCESS FOR THE DISTILLATION OF LIGNITE
In the dry distillation or gasification of liquor, as is known, in the first phase of heating, corresponding to the high water content of the liquor, is given off large quantities of liquid vapor. water and at the same time quite large quantities of carbonic acid. 'Ni 1'
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neither of these building blocks nade'pouvQwi .éàLo-. #.;:>. j :) ":; i] 1; .jr) iµµ) iiflµlgjfll-.
E.2 rificant, and they consequently constitute é.émr, iyt ^ iidé3., Tle, s @ mixed with the distillation gases which are given off To obtain a gas of a higher calorific value, it has already been produced posed to subject the lignite to a preliminary drying before its introduction into the distillation or gasification chamber, so that the lignite has a lower water content when it is going to be subjected to the heat treatment.
The previously dried li- ne, however, still still contains a relatively large quantity of water; in addition, for the pre-drying, on the one hand, partial drying devices, the,
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olives and, on the other hand, in this way, most of the time, the water vapor and carbonic acid are allowed to escape without using them. Pipes and other devices are further subjected to a heavy load, to no avail, by the water vapor remaining in the gas.
The process according to the invention allows the dry distillation of lignite, in the wet state such as it comes from the exploitation or after preliminary drying, without mixing oonstutive elements without value to the gases resulting from the distillation. , - the vapor of water which is given off as well as the carbonic acid which can be used in a useful way.
This is obtained, in accordance with the invention, by the fact that the gases which are given off from a zone of the charge, heated to a high temperature, for example to 850-900, are taken and that the vapor and carbonic acid, formed in the first phase of heating, are transformed, in their path through the zone of the charge, strongly heated, mentioned above, to the gas outlet duct, for the most largely or entirely in permanent gases.
It is thus obtained, on the one hand, that the water vapor and the carbonic acid are not mixed, as constitutive elements without value, with the gases resulting from the distillation, but are both made useful for the production. gas, and thus the quantity of gas produced is appreciably increased, without significant influence on its calorific value.
At the same time, the tar and the hydrocarbons (methane, ethane and heavy hydrocarbons) are, depending on the height and temperature of the strongly heated layer, decomposed to a greater or lesser extent.
If the calorific value of the gas produced is to be particularly high, it is also possible, in accordance with the invention, to completely or partially avoid the mixing of the vapor of water and of the carbonic acid converted with the gases of the gas. distillation, by removing these constituent elements in whole or in part, immediately after their formation, from the distillation chamber.
For this purpose, one then produces, by a partial adjustment
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of the gas suction, in the upper part of the load, a neutral zone from the point of view of pressure, above which the gases are discharged directly from the distillation chamber, while the gases are emitting below this zone, escape through the hot part of the load towards the gas outlet duct.
If one wants to mix with the distillation gases a quantity of gas with water which can be exactly determined, which is not yet possible by the methods described so far, one introduces, according to the invention, in the part bottom of the distillation chamber, in a manner known per se, water vapor which, by its passage through the strongly heated load to the gas outlet duct, is transformed into permanent gas. If partial gasification of the fuel is to take place at the same time, oxygen can also be introduced from below at the same time as the water vapor.
For carrying out the process, a distillation chamber, heated from the outside, is used in accordance with the invention. with an adjustable upper duct for the flow of water vapor and carbonic acid, with an adjustable lower duct for the supply of water vapor and oxygen, and with an adjustable duct for the flow of gas, located approximately halfway up the distillation chamber, for the products of the distillation.
By the arrangement of these various adjustable ducts, it is possible to obtain as complete an adjustment as desired of the gas production operation, by collecting, depending on the more or less strong supply of oxygen, quantities more or less large of lignite coke.
The mode of operation described is particularly advantageous in a vertical distillation chamber with continuous operation. In this, water vapor and carbonic acid are continuously given off in the upper layer of the filler, while the hottest zone is permanently located approximately halfway up. the distillation chamber. The conduits of
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The gas outlet and the water vapor supply pipes can therefore, depending on the needs of each particular case, be permanently opened or closed. If a batch distillation chamber is used, the different periods of gas start and water vapor supply must follow one another in time.
The transformation of gases, forming in the upper layer of the charge and sucked from a hot zone of the charge, requires, for these gases to contain little carbonic acid and hydrocarbons, but a lot of oxide. of carbon and hydrogen, naturally a consumption of heat, that is to say an appropriate supply of heat, which can be obtained, through the intermediary of the walls of refractory material of the retort, by strong heating and by increasing the heated surfaces, or by these two means combined. However, these methods make the method and the apparatus used for its realization more expensive.
It has been found by the applicant that the additional quantity of heat, necessary for the transformation of the gases, can be given off in a much more rational manner in the charge itself, namely by causing it to arrive in the upper part of the gas. feed, combustion-activating gases, preferably oxygen, which combine chemically with part of the fuel feed or evolved gases, or with part of both, or which burn both and which release, inside the retort, the quantity of additional heat necessary compared to simple distillation, so that the increase in heating surfaces can be suppressed or an economy in the external heating can be achieved.
It could not be foreseen in advance that combustion-activating gases, in particular oxygen, could be introduced, without fear of a dangerous explosion, into the upper part of the retort or into the charge in it. oi; on the contrary, this danger was to be feared. In normal operation, a moderate addition of oxygen completely free of danger is quite sufficient.
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health for the necessary release of heat, but, owing to carelessness, the proportion of oxygen introduced could nevertheless increase.
It was therefore necessary to carry out tests on this subject, and it was surprisingly found that a gas mixture, consisting of 80 parts of a gas sucked from the hot zone and 20 parts of gas. oxygen, and which, in the explosion pipette exploded violently, does not give rise to an explosion in the retort when it is in contact with the incandescent ooke in the latter. The process can therefore be carried out without danger.
For carrying out the process, a pipe is required leading to the upper part of the retort and by means of which the gases aotivating combustion, for example oxygen, are introduced.
The accompanying drawing shows, in a vertical longitudinal section, an exemplary embodiment of an apparatus suitable for carrying out the method. This example shows a vertical continuous-running chamber, usual, 1, with external heating. At the top is the loading hopper 2; at the lower part are provided two evacuation devices, 3,4.
An upper gas outlet duct 5 can be regulated by a register 6 and goes to a condenser 7. Approximately halfway up the distillation chamber are provided openings 8, directed obliquely upwards, which open into a chamber. gas manifold 9, from which the gas discharge pipe 10, of section adjustable by a register 11, goes to a condenser 12. At the lower end of the heated zone of the distillation chamber are provided pipes 13, 14, for the supply of water vapor and oxygen, respectively, while the pipe 18 serves for the supply of oxygen to the upper part of the retort.
It works as follows: Fuel is continuously introduced through the loading hopper
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2, while the discharge devices 3, 4 continuously discharge the distillation residue or lignite coke into the wagons 15, which are rolled under the retort. In the position of register 6, as shown, the water vapor, forming in the upper region of the charge, is, together with carbonic acid and hydrocarbons, sucked, through the upper half of the charge, towards openings 8, so that a transformation into permanent gases and a decomposition of the hydrocarbons, respectively, takes place. The distillation gases, with permanent gases, are evacuated in the usual way, passing through the condenser 12.
Through the conduits 13, 14, it is possible, as required, to introduce water vapor, or water vapor and oxygen. If the water vapor, forming in the upper zone of the load, must be completely or partially discharged from the chamber, register 6 is opened accordingly. In the condenser 7, tarry constituents accumulate, possibly being released at the same time from the fuel. The heating of the chamber takes place, in the usual way, from the outside, by means of gaseous heating agents introduced through the pipes 16, 17.
CLAIMS
1 - Process for the dry distillation of lignite, characterized in that the gases are evacuated from a strongly heated zone of the charge, in such a way that the water vapor and carbon dioxide , forming in the first phase of heating, are, during their passage through the strongly heated load to the gas outlet duct, transformed, for the most part or all, into permanent gases and the Tar, as well as hydrocarbons, are broken down in whole or in part.