<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE DE FABRICATION DE GAZ COMBUSTIBLE CARBURE.
Le procédé probablement le plus efficace de gazéification de coin-- bustible solide est le procédé bien connu de production de gaz de gazogène, dans lequel on souffle de façon continue., sur un lit de combustible enflam- mé, de l'air ou de préférence un mélange d'air et de vapeur d'eau,- l'oxygène de l'air se combinant avec le carbone du combustible pour former de l'oxyde de carbone (CO) et la vapeur d'eau étant décomposée en hydrogène et oxygène, en mettant ainsi en liberté de l'oxygène additionnel pour sa combinaison im- médiate avec le carbone du combustible de manière à former de l'oxyde de carbone additionnel.
La vapeur d'eau est ainsi transformée en gaz à l'eau, et la chaleur endothermique nécessaire pour la formation du gaz à l'eau sert à modérer la température du feu et à empêcher la formation de durs mâchefers.
En raison de la présence de grandes proportions d'azote prove- nant de l'air soufflée ce gaz possède une valeur calorifique qui est seule- ment d'environ 1070 à 1425 calories par mètre cube, qui est considérablement inférieure à. celle exigée pour la consommation de gaz de ville. Il est cou- -dans la gazéification de coke ou de charbon pour la consommation de gaz de ville., d'employer le procédé cycliquede fabrication de gaz à l'eau, dans lequel le lit de combustible est d'abord chauffé par un court et fort courant d'air soufflée dont les produits sont évacués dans l'atmosphère, ce chauffa- ge étant immédiatement suivi d'une période de marche avec de la vapeur d'eau pour fabriquer le gaz à l'eau, qu'on envoie dans le gazomètre pour son emma- gasinage.
En emmagasinant ainsi alternativement de la chaleur dans le feu et en l'utilisant pour fabriquer du gaz à l'eau, on peut obtenir le gaz dans un état relativement pur, c'est-à-dire comparativement exempt de gaz incombusti- bles appelés "inertes". car l'azote provenant de l'air soufflé et de la pro- duction de chaleur peut être évacué dans l'atmosphère et son mélange avec le gaz à l'eau relativement pur est ainsi évité.
Pour la distribution de gaz de ville, il est nécessaire d'enrichir le gaz à l'eau et de l'amener à un pou- voir calorifique plus élevé pour se conformer aux règlements municipaux et gouvernementaux, en employant habituellement à cet effet de l'huile de pétro- le, sous la forme d'une ou plusieurs des fractions de valeur relativement
<Desc/Clms Page number 2>
moindre produites au cours du raffinage de l'huile brute de pétrole, telles que le gas-oil, l'huile résiduaire, etc... Dans ce but, on emmagasine habi- tuellement la chaleur des gaz provenant du soufflage d'air, avant leur éva- dans l'atmosphère, dans une matière réfractaire d'accumulation de chaleur, telle que des briques réfractaires,
sur laquelle on pulvérise l'hui- le pendant la période de marche à la vapeur d'eau, et on utilise ainsi la chaleur emmagasinée pour produire la gazéification de l'huile et la généra- tion de gaz d'huile, qui se mélange avec le gaz à l'eau pour donner le pou- voir calorifique nécessaire.
Il a déjà été proposé de produire du gaz, par exemple dans le procédé de production de gaz de gazogène, en soufflant de façon continue, sur un lit de combustible enflammée un mélange gazeux contenant de l'oxygène libre et de la vapeur d'eau, mais: contenant une proportion notablement plus élevée d'oxygène libre relativement à l'azote que celle existant dans le cou- rant soufflé habituellement dans un gazogène, consistant en un mélange d'air atmosphérique et de vapeur d'eau. Le gaz résultant, qui, pour plus de facili- té, sera appelé trgaz de générateur", aurait un pouvoir calorifique plus élevé que celui du gaz de gazogène courant, parce qu'il y aurait une dilution no- tablement moindre des constituants combustibles du gaz par l'azote inerte.
Dans le cas où on utiliserait de l'oxygène libre pur ou sensiblement pur en mélange avec de la vapeur d'eau comme fluide pour la fabrication de gaz, dans des conditions de pression ne dépassant pas notablement une pression absolue de l'atmosphère, le gaz de générateur' alors obtenu ne serait pas du gaz à l'eau pur, qui contient théoriquement 50 % d'hydrogène et 50 % d'oxyde de carbone (CO), mais serait un mélange de gaz à l'eau et d'oxyde de carbone (plus de petites proportions de ang et d'autres constituants). Toutefois, dans ce cas,la valeur calorifique du gaz de générateur serait approximati- vement la même que celle de gaz à l'eau, c'est-à-dire environ 2670 calories par m3, car CO et H2 ont approximativement la même valeur calorifique.
La va- leur calorifique nette serait quelque peu supérieure à celle de gaz à l'eau, en raison de la teneur plus faible en hydrogène. L'efficacité de la produc- tion de gaz serait considérablement supérieure à celle atteinte dans le cas de la production cyclique courante de gaz à l'eau, car la chaleur, entraînée par l'azote de l'air soufflé dans le procédé cyclique, serait conservée.
En utilisant ainsi un fluide possédant un rapport élevé d'oxygène libre à l'azote pour la fabrication de gaz de ville, il serait également né- cessaire de considérer les conditions exigées d'un gaz de ville en ce qui concerne sa valeur calorifique standard, qui doit couramment être voisine de 4.625 calories par } ou davantage. Comme mentionné ci-dessus, un lit de com- bustible enflammé, sur lequel on souffle un mélange d'oxygène sensiblement pur et de vapeur d'eau, sous des pressions ordinaires, produira un gaz de générateur ayant une valeur calorifique voisine de 2.675 calories par m3.
Pour enrichir ce gaz et l'amener à une valeur calorifique satisfaisant aux conditions exigées du gaz de ville, il faudrait ordinairement y ajouter du gaz d'huile résultant de la gazéification d'environ 0,4 litre ou davantage d'huile d'enrichissement par } de gaz de générateur produit.
Bien que le gaz de générateur quitte le lit de combustible dans ur état relativement chaud, le procédé proposé ci-dessus de production de gaz ne produit pas et ne peut pas produire assez de chaleur sensible pour effectuer la gazéification désirée d'une telle quantité d'huile, et il est anti-économique de brûler une partie du gaz de générateur suffisante pour engendrer assez de chaleur pour combler le manque de chaleur.
En outre, si la chaleur nécessaire pour la gazéification d'hui- le mentionnée ci-dessus était fournie par un chauffage direct produit par la c@ '--,3+-ion d'une partie suffisante du gaz de générateur avec de l'air, le gaz finalement obtenu serait souillé par de l'azote à un degré qui tendrait .=le:
. @ @lité de l'emploi, dans la production du gaz de générateur, @ @ soufflé à faible teneur en azote, et tendrait à rendre nécessaire @ ification d'une quantité additionnelle d'huile d'enrichissement pour
<Desc/Clms Page number 3>
condenser la dilution par 1-'azote provenant de l'air fourni pour la combus- tion du gaz de générateur.
La simple substitution d'oxygène sensiblement pur à l'air, dans la combustion d'une partie du gaz de générateur, pour produire un chauffage direct suffisant pour la gazéification de l'huile d'enrichissement, néces- saire, serait accompagnée par l'établissement de températures locales éle- vées et par une distribution généralement non uniforme de la température.
Il en résulterait une tendance à produire un cracking excessif de l'huile, avec production indésirable de carbone et de naphtalène, en même temps qu'un cracking insuffisant du reste de l'huile, avec production de proportions indésirables d'hydrocarbures non saturés formant des gommes, avec une uti- lisation généralement insuffisante de l'huile employée pour l' enrichisse- ment du gaz.
La présente invention a en vue un procédé pour utiliser, comme fluides servant à produire du gaz, des mélanges d'oxygène libre (d'une pu- reté plus grande, par rapport au gaz incombustible non-réactif y mélangé, que l'oxygène de l'air atmosphérique) et de vapeur d'eau (ou autre fluide à réaction endothermique avec le carbone chaud) dans la production d'un gaz d'un pouvoi r calorifique convenant pour la consommation comme gaz de ville, et l'invention a pour but principal d'obtenir un procédé de ce gen- re qui évite dans une grande mesure les inconvénients et défauts des pro- cédés antérieurement proposés., tels que rappelés ci-dessus.
Les autres conditions restant les mêmes., les résultats obtenus sont (l'autant meilleurs que l'oxygène est exempt., à un plus haut degré, de gaz incombustibles non-réactifs y mélanges., tels que l'azote. L'oxygène entièrement exempt de tels diluants peut très avantageusement être employé, si on peut l'obtenir de façon économique. On peut employer de l'oxygène libre provenant d'une source appropriée-quelconque.
Par le fractionnement d'air liquide, par exemple,on peut obtenir commercialement de l'oxygène ) à des degrés variables de pureté, par exemple des puretés de 85 ou 90 % à
98 ou 99 % ou même 99,5 % en volume, et peut-être même des puretés plus élevées, Bien que l'utilisation d'oxygène libre, à une concentration plus grande quelconque, par rapport à des diluants incombustibles non-réactifs, tels que l'azote, que celle obtenue par l'utilisation d'air atmosphérique tende à réduire la quantité de constituants inertes passant dans le gaz finalement obtenu il est préférable, dans la réalisation pratique de l'in- vention d'employer de l'oxygène libre ayant une pureté,
par rapport à. ces diluants incombustibles non-réactifs, d'au moins 65 % en volume, de préférence au moins 85 %, et encore mieux au moins 90 % ou davantage, par exemple 95 à 100 % en volume. Le gaz de générateur consiste de préférence, au moins de façon prépondérante., en constituants combustibles, tels que par exemple l'oxyde de carbone et l'hydrogène.
En vue de la facilitée l'expression "oxygène concentré!!, emplo- yée dans la présente description, est destinée à désigner de l'oxygène li- bre dont le degré de pureté, par rapport à un. gaz diluant incombustible non-réactif quelconque qui l'accompagne, tel que l'azote, est compris dans les limites indiquées dans le paragraphe immédiatement précédent.
L'expression "gaz diluant incombustible non-réactif!! est desti- née à désigner un gaz., tel que 1-'azote., qui ne réagit pas à un degré con- sidérable quelconque avec le carbone chaud présent dans le lit de combus- tible' et/ou dans la zone d'enrichissement de gaz, ni avec les autres con- stituants du gaz de générateur ou gaz finale et qui, s'il est présent dans le gaz finale ne contribue pas à son pouvoir calorifique.
La vapeur d'eau et l'anhydride carbonique, par exemple, ne sont pas compris dans cette ex- pression, car bien que,, s'ils sont présents dans le gaz de générateur ou gas final-, ils ne contribuent pas à, la valeur calorifique de celui-ci, ils réagissent toutefois avec le carbone chaud dans le lit de combustible et/ou dans la zone d'enrichissement de façon à produire du gaz combustible, et ils peuvent réagir avec d'autres constituants du gaz. De même, des gaz hy- drocarbonés, tels que le méthane et l'éthane, ne sont pascompris dans cette
<Desc/Clms Page number 4>
expression, car ils sont, par exemple, réactifs dans les conditions mention- nées et ne sont pas non plus incombustibles.
Dans le but général mentionné ci-dessus, l'invention a en vue . l'enrichissement de gaz de générateur, du genre décrit,, avec du gaz hydro- carboné produit par la pyrolyse de matière hydrocarbonée fluide à l'aide de la chaleur engendrée par la réaction, avec cette matière hydrocarbonée fluide, d'un mélange intime d'oxygène concentré et de vapeur d'eau.
De pré- férence la pyrolyse de la matière hydrocarbonée fluide d'enrichissement est effectuée à l'aide de chaleur dégagée par la combustion partielle de cette matière avec cet oxygène concentré en présence de cette vapeur d'eau et en présence de ce gaz de générateur, les proportions d'oxygène concentré et de vapeur d'eau employées et le mélange intime des réactifs étant tels, par rapport aux autres conditions, qu'ils produisent les réactions dési- rées de combustion et de pyrolyse et qu'ils arrêtent ou empêchent des réac- tions indésirables, telles que la production de proportions nuisibles d'hy- drocarbures non saturés formant des gommes, d'une part, et de proportions nuisibles de carbone et naphtalène, d'autre part.
On peut réaliser le procédé en produisant du gaz de générateur, comme précédemment décrit, en faisant passer un mélange d'oxygène concentré et de vapeur d'eau à travers un lit de combustible enflammé, - en faisant passer le gaz de générateur, ainsi produit à partir du lit de combustible' à travers une zone de vaporisation et de pyrolyse d'huile, - en pulvéri- sant de l'huile d'enrichissement dans le courant de gaz de générateur pas- sant à travers cette zone de vaporisation et de pyrolyse d'huile en présen- ce d'un mélange intime d'oxygène concentré et de vapeur d'eau, la chaleur sensible du gaz de générateur fournissant une partie de la chaleur nécessai- re pour gazéifier l'huile, et une partie de la chaleur de gazéification de l'huile résultant de la réaction d'huile et/ou de produits de la pyrolyse d'huile avec l'oxygène concentré.
En même temps, la réaction endothermique de la vapeur d'eau, intimement mélangée, avec les réactifs en phase de va- peurs et/ou avec le carbone produits par la pyrolyse, sert à régler la tem- pérature de la réaction et par suite la température à laquelle a lieu la pyrolyse d'huile, en même temps qu'elle sert à utiliser le carbone produit et à empêcher son accumulation.
A titre d'exemple, un mode opératoire, tel que réalisé dans l'ap- pareil courant de fabrication de gaz à l'eau carburé,- consiste à produire du gaz de générateur en faisant passer de manière continue un mélange d'oxygène concentré et de vapeur d'eau à travers un lit de combustible enflammé dans le générateur, - à faire passer de façon continue le gaz de générateur résul- tant à partir du générateur dans le dispositif de carburation, - à admettre de fagon continue de l'huile ou autre matière hydrocarbonée fluide, à l'état finement divisé, dans le dispositif de carburation et dans le courant du gaz de générateur passant à travers celui-ci, en présence d'un mélange inti- me d'oxygène concentré et de vapeur d'eau,
dans des proportions propres à effectuer le degré désiré de combustion partielle et de pyrolyse de l'huile, - à faire passer de manière continue le mélange résultant en phase de va- peurs à travers le dispositif de surchauffage pour la pyrolyse complémentaire ou fixation des constituants hydrocarbonés de ce mélange, - et à évacuer de manière continue le gaz enrichi résultant à partir du dispositif de surchauf- fage à travers un appareil approprié de condensation et de purification jus- qu'à son endroit d'emmagasinage ou d'utilisation.
Le dispositif de carburation et/ou le dispositif de surchauffage peuvent comporter une matière réfractaire d'emmagasinage de chaleur, par ex- emple des empilages de briques,, pour constituer une surface de contact et pour agir comme volant d'emmagasinage de chaleur, ou bien ils peuvent être vides, le contact et l'effet d'emmagasinage de chaleur étant assurés par les parois de revêtements réfractaires chaudes,. aidées, 'si on le désire, par des cloisons transversales et/ou des piliers.
Il doit être bien entendu que les rôles du dispositif de carbu- ration et du dispositif de surchauffage se relient l'un à l'autre, et que ces
<Desc/Clms Page number 5>
dispositifs peuvent être réunis dans un seul récipient ou être subdivisés davantage;, si on le désire, Ou bien encore, le dispositif de carburation, ou le dispositif de carburation et le dispositif de sur chauffage peuvent être réunis avec le générateur, l'espace nécessaire étant ménagé au-dessus du lit de combustible du générateur pour l'enrichissement désiré du gaz sortant du lit de combustible.
Il a été constaté que si on brûle de l'huile avec de l' oxygène seul, la réactivité de l'oxygène avec l'huile tend à rendre la combustion extrêmement intense, avec production de températures locales élevées, qui sont indésirables pour les raisons spécifiées ci-dessus. Il est également connu que le cracking d'hydrocarbures plus lourds pour obtenir des hydrocar- bures plus légers est accompagné par la production de carbone,qui, s'il n'est pas lui-même gazéifié, aura pour résultat une perte considérable pour le procédé. La vapeur d'eau, introduite avec l'oxygène et l' huile dans le procédé décrit ci-dessus, exerce un rôle à ces points de vue.
La vapeur d'eau est présente en quantité suffisante pour absorber immédiatement une certaine quantité de la chaleur locale excessive produite par la combustion partielle de l'huile et agit de manière à diluer et à répartir la chaleur dans toute la chambre de gazéification. En outre, le carbone, produit par la combustion partielle et le cracking de l'huile, réagira avec la vapeur d'eau, dans les conditions de température correspondant à la formation de gaz à l'eau, Le carbone mis en liberté réagit ainsi en grande partie ou en totalité de ma- nière à. produire des composés gazeux, le caractère endothermique de la réac- tion ayant pour résultat l'absorption d'une quantité additionnelle de cha- leur locale en excès, en modérant ainsi encore davantage l'intensité de la réaction.
La vapeur d'eau, par réaction avec la matière hydrocarbonée, sert en outre à la formation de produits contenant du carbone, de l'hydrogène et de 1-1 oxygène.
Dans un mode opératoire employé de préférence, on mélange au préalable l'oxygène et la vapeur d'eau dans les proportions nécessaires pour maintenir les températures convenables et la répartition convenable de tem- pérature dans les autres conditions opératoires, et on mélange intimement le mélange résultant avec l'huile d'enrichissement, par exemple au moyen d'un brûleur-pulvérisateur. Ou bien, on peut mélanger entre elles l'huile et la vapeur J'eau dans un tel brûleur et fournir de l'oxygène concentré au mélange résultant de manière à y mélanger intimement cet oxygène concentré.
Il n'est en général pas avantageux de mélanger de l'oxygène libre fortement concentré seul à l'huile, en raison du danger de combustion prématurée ou même d'explosion. Par conséquent, conformément à la présente invention, lorsque l'oxygène vient en contact avec l'huile, il y a de la vapeur d'eau présente, qu'elle ait été mélangée au préalable à l'oxygène avant le con- tact de celui-ci avec l'huile, ou qu'elle ait été mélangée à l'huile avant le contact de celle-ci avec l'oxygène.
Comme une grande partie de la chaleur nécessaire pour la vapori- sation et le cracking de l'huile est fournie par la réaction entre l'huile et/ou les produits de la pyrolyse de celle-ci et l'oxygène, on peut accroî- tre ou diminuer l'intensité de la pyrolyse de l'huile, les autres conditions restant les mêmes, en augmentant ou abaissant le rapport entre l'oxygène libre et l'huile..
La gamme des opérations est déterminée par le critérium que le mélange du gaz de générateur, produit à partir de combustible solide, avec le gaz d'enrichissement obtenu à partir de matière hydrocarbonée fluide, aura la valeur calorifique désirée, cette valeur calorifique étant supérieure à celle du gaz de générateur et inférieure à celle du gaz d'enrichissement.
Toutefois, danscette gamme, il peut exister une variation considérable dans la valeur calorifique du gaz d'enrichissement et dans la proportion de gaz d'enrichissement contenu dans le gaz final.Le mélange gazeux final, d'une valeur calorifique donnée, peut nvoir une faible teneur en gaz d'enrichis- sement de valeur calorifique élevée, ou avoir une teneur élevée en gaz d'en- richissement de valeur calorifique plus faible. On peut, de cette manière, adapter le procédé de fabrication aux conditions du marché.
Si le combusti-
<Desc/Clms Page number 6>
ble solide est bon marché et abondant et si l'huile est rare et d'un prix élevé,. il sera avantageux d'utiliser un gaz d'enrichissement d'une valeur calorifique relativement élevée, de sorte qu'il faudra moins de gaz d'huile, Si, au contraire, le combustible solide est rare et d'un prix élevé,. comme par exemple dans le cas d'une grève, et si l'huile est plus facilement disponible et meilleur marché,la proportion de gaz d'huile d'enrichissement peut être plus élevée et sa valeur calorifique être plus faible.
Il est également à remarquer que, lorsqu'on produit un gaz d'en- richissement, de valeur calorifique plus faible,- en un volume proportion- nellement plus grand, dans le gaz final, la quantité totale de mélange ga- zeux sera accrue. Ce mode opératoire peut par conséquent être utilisé, même s'il n'est pas le plus économique comme prix de production, lorsqu'une cadence élevée dans la fabrication de gaz est la considération déterminante, comme dans le cas où il se présente une pointe dans les besoins de gaz, qui peut persister seulement pendant quelques jours et qui ne justifierait pas la dépense d'installations additionnelles.
La description précédemment donnée des opérations dans l'appa- reil standard ou modifié de production de gaz à l'eau carburé présente l'avan- tage que la présence, dans la zone de vaporisation et de pyrolyse d'huile, du gaz de générateur fabriqué à partir de combustible solide, réduit la pres- sion partielle des vapeurs d'huile et des produits en phase vapeur résultant de la pyrolyse d'huile, de sorte qu'une proportion plus grande de la matière hydrocarbonée de l'huile est vaporisée, et qu'il est retenu plus de matière hydrocarbonée en phase vapeur dans le gaz mixte, ce qui a pour résultat une efficacité améliorée de l'enrichissement.
Il est probable qu'il se forme certains produits gazeux par la combustion partielle de la matière hydrocar- bonée, produits qui contiennent du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène, ce qui est également avantageux pour l'économie de la fabrication du gaz.
Dans un exemple opératoire du procédé selon l'invention, on souf- fle, sur un lit de coke enflammé, dans un générateur de gaz à l'eau, un mé- lange d'oxygène concentré et de vapeur d'eau; l'oxygène concentré à, par exemple, une teneur en oxygène supérieure à 95 % en volume, et la proportion de vapeur d'eau à l'oxygène pur dans ce mélange est approximativement de 2 parties de vapeur d'eau pour 1 partie d'oxygène pur, en volume. On fait passer le gaz de générateur résultant, d'une valeur calorifique d'environ 2.625 calories par m3, dans et à travers un dispositif de carburation gar- ni d'empilages de briques et un dispositif de. surchauffage garni d'empilages de briques et on l'y carbure.
A mesure que le gaz de générateur passe à travers le dispositif de carburation et le dispositif de surchauffage, il est enrichi de gaz d'huile,produit par l'introduction'$dans la partie supérieure du disposi- tif de carburation, par l'intermédiaire d'un brûleur-pulvérisateur, de gas oil avec un mélange intime d'oxygène concentré et de vapeur d'eau, l'oxygène concentré ayant .par exemple une teneur en oxygène supérieure à 95 % en vo- lume. La chaleur engendrée par la combustion partielle de gas oil, avec la chaleur sensible du gaz de générateur, produit une vaporisation et une gazéification de l'huile pendant son passage à travers les dispositifs de carburation et de surchauffage,
L'huile est fournie-à la partie supérieure du dispositif de carburation à la cadence d'environ 0,
466 litre par de générateur, avec de l'oxygène concentré, contenant par exemple plus de 95 % de 02, et avec de la vapeur d'eau, en quantité suffisante pour assurer une production voi- sine de 0,370 m3 de gaz d'enrichissement, d'une valeur calorifique d'environ 10.050 calories par m3, par mètre cube de gaz de générateur, en produisant ainsi un gaz mixte d'une valeur calorifique d'environ 4.625 calories par m3.
Il est facile à l'homme du métier de régler les proportions d'huile, .d'oxy- gène et de vapeur d'eau pour produire le degré désiré de gazéification de l'huile.
<Desc/Clms Page number 7>
L'accroissement de la proportion d'oxygène par rapport à l'huile tond à augmenter le degré de combustion de celle-ci et à diminuer la valeur calorifique du gaz d'huile produit. L'accroissement de la proportion de vapeur d'eau par rapport à l'oxygène augmente la dilution de l'oxygène et des vapeurs d'huile et des produits de la pyrolyse et tend à augmenter l'uni- formité de la pyrolyse, de même qu'à augmenter l'utilisation du carbone mis en liberté, avec une diminution de la valeur calorifique du gaz résultante en raison de l'accroissement de la producti on de gaz à l'eau à partir du carbone mis en liberté 1 es autres conditions étant les mêmes.
Les conditions de température maintenues dans le dispositif de carburation et le dispositif de surchauffage varieront nécessairement avec le degré de pyrolyse de l'huile à y effectuer, ainsi qu'avec l'huile d'en- richissement employée. Des températures moyennes de l' ordre de celles emplo- yées dans le procédé habituel de fabrication de gaz à l'eau carburételles par exemple que des températures moyennes du dispositif de surchafufage de l'ordre de 760 à 845 C, sont données à, titre d'exemple, mais non à titre li- mitatif.
La proportion d'oxygène concentré par rapport à la vapeur d'eau introduite dans la zone de vaporisation et de gazéification d'huile peut varier fortement suivant d'autres conditions. Des proportions allant de 1 partie dé vapeur d'eau pour 3 parties d'oxygène concentré, en volume, jus- qu'à 3 parties de vapeur d'eau pour 1 partie d'oxygène concentré,en volume, sont données à titre d'exemple, mais on peut employer des proportions plus grandes ou des proportions plus petites de vapeur d'eau.
Comme l'utilisation d'oxygène concentré a tendance à localiser la combustion dans une petite partie du lit de combustible vers la base de celui-ci, il peut être désirable d'interrompre de temps en temps la conti- nuité de la production de gaz de générateur avec de l'oxygène concentré et de la -va,peur, pour effectuer une courte période de fonctionnement avec souf- flage d'air, dans le but de conditionner le feu en améliorant 1-'uniformité de la répartition de la température dans celui-ci,
et les espressions "con- tinu" ou "de façon continue'= ou des expressions analogues dans la présente description ne sont pas destinées à exclure de telles interru.ptions occasion- nelles. Le gaz soufflé résultante qui contiendra une proportion relativement grande et' azote, sera habituellement envoyé par la cheminée dans l'atmosphère,, après sa combustion avec de l'air secondaire dans le ou les dispositifs de carburation.
D'autre part, si cette période de fonctionnement avec de l'air soufflé est courte et si le gaz soufflé est relativement riche en CO,on peut le faire passer, sans combustion, à travers le ou les dispositifs de car- buration, jusqu'à l'endroit d'emmagasinage, de la manière bien connue, et on peut le carburer pendant son passage à travers l'installation, de la même manière que celle précédemment décrite en référence à la carburation du gaz de générateur. La question de savoir si l'on doit ou non envoyer ce gaz souf- flé à l'endroit d'emmagasinage dépend de la quantité d' azote diluant qu'on peut tolérer dans le gaz emmagasiné.
Chaque fois qu'il est désirable de produire un gaz combustible carburé d'une valeur calorifique supérieure à celle de gaz de gazogène ordi- naire, gaz carburé dans lequel un poids spécifique relativement élevé dû à une teneur relativement élevée en azote ne constitue pas une objection, - au lieu d'employer de l'oxygène concentré, dans le procédé décrit ci-dessus de fabrication de gaz, on peut employer de l'air enrichi en oxygène, à teneur plus faible en oxygène, ou même de l'air, soit pour la production de gaz de gazogène dans le lit de combustible, par exemple par l'emploi d'un courant soufflé d'air et de vapeur d'eau, soit pour la carburation du gaz combusti- ble,
produit à partir de combustible solide, par la combustion partielle de matière hydrocarbonée fluide., par exemple par réaction d'un mélange d'air et de vapeur d'eau avec celle-ci dans une zone de pyrolyse de la, matière hy- drocarbonée à travers laquelle on fait passer le gaz combustible, ou à la fois pendant la production du gaz combustible et pendant sa carburation.
<Desc/Clms Page number 8>
L'homme du métier comprendra qu'en raison de la proportion éle- vée d'azote présent, le gaz final sera d'un poids spécifique relativement éle- vé comparativement au gaz à l'eau carburé habituel, en particulier dans le cas où on emploie de l'air au lieu d'oxygène concentré à la fois pour la pro- duction de gaz combustible et pour son enrichissement.
En outre, en raison de l'azote présent, il faut employer une proportion considérablement plus grande d'une matière hydrocarbonée d'enrichissement donnée pour obtenir une valeur calorifique donnée dans le gaz final,
Bien que le procédé tel que décrit ci-dessus propose d'utiliser de la vapeur d'eau, il est clair qu'on peut le réaliser en utilisant quelque autre fluide qui donne lieu à une réaction endothermique avec le carbone chaud du lit de combustible ou provenant de l'huile, avec production de gaz combustible, tel que par exemple du CO2 qui réagit avec le carbone chaud pour former du CO.
Dans la présente description, l'expression "un fluide propre à produire du gaz par réaction endothermique avec du carbone chaud" est des- tinée à signifier un fluide en phase vapeur donnant lieu à une réaction en- dothermique avec le carbone enflammé du lit de combustible, ou avec le car- bone enflammé mis en liberté à partir de la matière hydrocarbonée d'enrichis- sement, pour produire du gaz combustible,
Dans la présente description, le terme "gazéification", appliqué à la pyrolyse d'huile de pétrole, n'implique pas que la totalité de l'huile est transformée en une matière qui est gazeuse dans des conditions standard de température et de pression, car, dans la pyrolyse appliquée de préféren- ce,
des proportions considérables des produits de la pyrolyse peuvent être liquides dans les conditions standard de température et de pression et se forment par condensation à partir du gaz sous forme de goudron, huile légère, etc... lorsqu'on soumet le gaz à un refroidissement et/ou à une compression avant son utilisation.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication de gaz combustible carburé, consis- tant à produire du gaz combustible en soufflant sur un lit de combustible enflammé un mélange gazeux d'un gaz contenant de l'oxygène et entretenant la combustion (de préférence de l'oxygène concentré) et d'un fluide propre à produire du gaz par réaction endothermique avec du carbone chaud (de pré- férence de la vapeur d'eau), - à faire passer ce gaz combustible à travers une zone chauffée de pyrolyse d'hydrocarbures et à carburer ce gaz combusti- ble,pendant son passage à travers cette zone, avec du gaz d'enrichissement d'une valeur calorifique supérieure à celle de ce gaz combustible, - ce gaz d'enrichissement étant produit par réaction d'une matière hydrocarbonée fluide, dans cette zone de pyrolyse, pendant le passage de ce gaz combusti- ble à travers elle,
avec un mélange gazeux de gaz additionnel contenant de l'oxygène et entretenant la combustion (de préférence de l'oxygène concen- tré additionnel) et de fluide additionnel propre à produire du gaz par réac- tion endothermique avec du carbone chaud (de préférence de la vapeur d'eau additionnelle).
<Desc / Clms Page number 1>
PROCESS FOR MANUFACTURING CARBIDE COMBUSTIBLE GAS.
Probably the most efficient method of solid-bustible wedge gasification is the well-known method of producing gas generator gas, in which air or gas is continuously blown over a bed of burning fuel. preferably a mixture of air and water vapor, - the oxygen in the air combining with the carbon in the fuel to form carbon monoxide (CO) and the water vapor being decomposed into hydrogen and oxygen, thereby releasing additional oxygen for its immediate combination with the carbon in the fuel to form additional carbon monoxide.
The water vapor is thus transformed into water gas, and the endothermic heat necessary for the formation of the water gas serves to moderate the temperature of the fire and to prevent the formation of hard bottom ash.
Due to the presence of large proportions of nitrogen from the blown air this gas has a calorific value which is only about 1070 to 1425 calories per cubic meter, which is considerably less than. that required for city gas consumption. It is customary - in the gasification of coke or coal for the consumption of town gas., To employ the cyclical water gas production process, in which the fuel bed is first heated by a short and strong blown air current, the products of which are evacuated into the atmosphere, this heating being immediately followed by a period of operation with water vapor to produce gas to the water, which is sent in the gasometer for storage.
By thus alternately storing heat in the fire and using it to make water gas, the gas can be obtained in a relatively pure state, i.e. comparatively free of non-combustible gases called "inert". because the nitrogen from the blown air and the heat generation can be vented into the atmosphere and its mixing with the relatively pure water gas is thus avoided.
For the distribution of town gas, it is necessary to enrich the gas with water and bring it to a higher calorific value to comply with municipal and government regulations, usually employing for this purpose l petroleum oil, in the form of one or more of the relatively valuable fractions
<Desc / Clms Page number 2>
less produced during the refining of crude petroleum oil, such as gas oil, waste oil, etc. For this purpose, the heat of the gases coming from the blowing of air is usually stored, before evacuating them into the atmosphere, in a heat-accumulating refractory material, such as refractory bricks,
on which the oil is sprayed during the steaming period, and thus the stored heat is used to produce the gasification of the oil and the generation of oil gas, which mixes with gas to water to give the necessary heat.
It has already been proposed to produce gas, for example in the gasifier gas production process, by continuously blowing, on a bed of ignited fuel, a gas mixture containing free oxygen and water vapor. , but: containing a significantly higher proportion of free oxygen relative to nitrogen than that existing in the current usually blown in a gasifier, consisting of a mixture of atmospheric air and water vapor. The resulting gas, which for convenience will be referred to as "generator gas", would have a higher calorific value than that of the current gasifier gas, because there would be a noticeably less dilution of the fuel constituents of the gas. gas by inert nitrogen.
In the event that pure or substantially pure free oxygen is used in admixture with water vapor as a fluid for the production of gas, under pressure conditions not significantly exceeding an absolute pressure of the atmosphere, the generator gas' then obtained would not be pure water gas, which theoretically contains 50% hydrogen and 50% carbon monoxide (CO), but would be a mixture of water gas and carbon monoxide (more small proportions of ang and other constituents). However, in this case, the calorific value of generator gas would be approximately the same as that of water gas, i.e. around 2670 calories per m3, since CO and H2 have approximately the same value. calorific.
The net calorific value would be somewhat higher than that of gas in water, due to the lower hydrogen content. The efficiency of gas production would be considerably higher than that achieved in the case of the current cyclic production of gas with water, because the heat, entrained by the nitrogen of the air blown in the cyclic process, would be kept.
By thus using a fluid having a high ratio of free oxygen to nitrogen for the manufacture of town gas, it would also be necessary to consider the conditions required of town gas with regard to its standard calorific value. , which should commonly be around 4,625 calories per} or more. As mentioned above, a burning fuel bed, over which a mixture of substantially pure oxygen and water vapor is blown at ordinary pressures, will produce generator gas having a calorific value in the region of 2,675 calories. per m3.
To enrich this gas and bring it to a calorific value satisfying the requirements of town gas, it would usually be necessary to add to it oil gas resulting from the gasification of about 0.4 liters or more of the enrichment oil. by} of generator gas produced.
Although the generator gas leaves the fuel bed in a relatively hot state, the above proposed method of producing gas does not and cannot produce enough sensible heat to effect the desired gasification of such an amount of gas. 'oil, and it is uneconomical to burn enough generator gas to generate enough heat to fill the heat gap.
Further, if the heat necessary for the gasification of oil mentioned above was supplied by direct heating produced by the c @ '-, 3 + -ion of a sufficient part of the generator gas with air, the gas finally obtained would be contaminated with nitrogen to a degree which would tend. = le:
. @ @ ity of use, in the production of generator gas, @ @ blown at low nitrogen content, and would tend to necessitate @ ification of an additional quantity of enrichment oil for
<Desc / Clms Page number 3>
condense the dilution with 1-nitrogen from the air supplied for combustion of the generator gas.
The simple substitution of substantially pure oxygen for air, in the combustion of part of the generator gas, to produce direct heating sufficient for the gasification of the necessary enrichment oil would be accompanied by the the establishment of high local temperatures and by a generally non-uniform temperature distribution.
This would result in a tendency to produce excessive cracking of the oil, with undesirable production of carbon and naphthalene, together with insufficient cracking of the remainder of the oil, with production of undesirable proportions of unsaturated hydrocarbons forming. gums, with generally insufficient use of the oil employed for gas enrichment.
The present invention relates to a process for using, as fluids for producing gas, mixtures of free oxygen (of greater purity, relative to the non-reactive non-combustible gas mixed therein, than oxygen. atmospheric air) and water vapor (or other fluid endothermically reacting with hot carbon) in the production of a gas of calorific power suitable for consumption as town gas, and the invention The main aim is to obtain a process of this type which to a large extent avoids the drawbacks and defects of the processes previously proposed, as recalled above.
The other conditions remaining the same., The results obtained are (the better the oxygen is free., To a higher degree, of non-reactive incombustible gases mixed with it., Such as nitrogen. Oxygen. Completely free of such diluents can most advantageously be employed, if economically obtainable Free oxygen from any suitable source can be employed.
By fractionating liquid air, for example, oxygen can be obtained commercially) in varying degrees of purity, for example purities of 85 or 90% to
98 or 99% or even 99.5% by volume, and maybe even higher purities, Although the use of free oxygen, at any greater concentration, compared to non-reactive non-combustible diluents, such as nitrogen, that that obtained by the use of atmospheric air tends to reduce the amount of inert constituents passing into the gas finally obtained; it is preferable, in the practical realization of the invention to employ free oxygen having a purity,
compared to. these non-reactive non-combustible diluents, at least 65% by volume, preferably at least 85%, and more preferably at least 90% or more, for example 95 to 100% by volume. The generator gas preferably consists, at least predominantly, of combustible constituents, such as, for example, carbon monoxide and hydrogen.
For the sake of convenience, the expression "concentrated oxygen," used in the present specification, is intended to denote free oxygen of which the degree of purity, relative to a non-reactive, incombustible diluent gas. any that accompanies it, such as nitrogen, is within the limits indicated in the immediately preceding paragraph.
The term "non-reactive non-combustible diluent gas" is intended to denote a gas, such as nitrogen, which does not react to any substantial degree with the hot carbon present in the gas bed. fuel 'and / or in the gas enrichment zone, nor with the other constituents of the generator gas or final gas and which, if present in the final gas, does not contribute to its calorific value.
Water vapor and carbon dioxide, for example, are not included in this ex- pression, for although ,, if they are present in the generator gas or final gas, they do not contribute to, the calorific value thereof, however, they react with the hot carbon in the fuel bed and / or in the enrichment zone so as to produce fuel gas, and they can react with other constituents of the gas. Likewise, hydrocarbon gases, such as methane and ethane, are not included in this
<Desc / Clms Page number 4>
expression, because they are, for example, reactive under the conditions mentioned and are not incombustible either.
For the general purpose mentioned above, the invention is aimed at. the enrichment of generator gas, of the kind described, with hydrocarbon gas produced by the pyrolysis of fluid hydrocarbon material using the heat generated by the reaction, with this fluid hydrocarbon material, of an intimate mixture concentrated oxygen and water vapor.
Preferably, the pyrolysis of the fluid enrichment hydrocarbon material is carried out with the aid of heat released by the partial combustion of this material with this concentrated oxygen in the presence of this water vapor and in the presence of this generator gas. , the proportions of concentrated oxygen and water vapor employed and the intimate mixture of the reactants being such, with respect to the other conditions, that they produce the desired reactions of combustion and pyrolysis and that they arrest or prevent undesirable reactions, such as producing deleterious proportions of gum-forming unsaturated hydrocarbons on the one hand and deleterious proportions of carbon and naphthalene on the other.
The process can be carried out by producing generator gas, as previously described, by passing a mixture of concentrated oxygen and water vapor through a bed of ignited fuel, - by passing the generator gas thus produced. from the fuel bed through an oil vaporization and pyrolysis zone, - by spraying enrichment oil into the generator gas stream passing through this vaporization and vaporization zone. pyrolysis of oil in the presence of an intimate mixture of concentrated oxygen and water vapor, the sensible heat of the generator gas supplying part of the heat required to gasify the oil, and part of the heat of gasification of oil resulting from the reaction of oil and / or oil pyrolysis products with concentrated oxygen.
At the same time, the endothermic reaction of the water vapor, intimately mixed, with the reactants in the vapor phase and / or with the carbon produced by the pyrolysis, serves to regulate the temperature of the reaction and therefore the temperature at which oil pyrolysis takes place, at the same time as it serves to utilize the carbon produced and to prevent its accumulation.
By way of example, one procedure, such as carried out in the current apparatus for manufacturing water-fueled gas, - consists in producing generator gas by continuously passing a mixture of concentrated oxygen and water vapor through a bed of ignited fuel in the generator, - to continuously pass the generator gas resulting from the generator into the carburizing device, - to continuously admit oil or other fluid hydrocarbon material, in a finely divided state, in the carburizing device and in the generator gas stream passing therethrough, in the presence of an intimate mixture of concentrated oxygen and steam water,
in proportions suitable for effecting the desired degree of partial combustion and pyrolysis of the oil, - to pass the resulting mixture continuously in the vapor phase through the superheating device for additional pyrolysis or fixing of the constituents hydrocarbons from this mixture, - and continuously evacuating the resulting enriched gas from the superheating device through an appropriate condensing and purification device to its place of storage or use.
The carburizing device and / or the superheating device may include a heat-storing refractory material, for example stacks of bricks, to provide a contact surface and to act as a heat storage flywheel, or although they may be empty, the contact and the heat storage effect being provided by the walls of hot refractory linings. aided, if desired, by transverse partitions and / or pillars.
It must be understood of course that the roles of the carburizing device and the superheating device relate to each other, and that these
<Desc / Clms Page number 5>
devices can be combined in a single container or be further subdivided ;, if desired, Or alternatively, the carburizing device, or the carburizing device and the overheating device can be combined with the generator, the necessary space being provided above the fuel bed of the generator for the desired enrichment of the gas leaving the fuel bed.
It has been found that if one burns oil with oxygen alone, the reactivity of oxygen with the oil tends to make the combustion extremely intense, with the production of high local temperatures, which are undesirable for the reasons. specified above. It is also known that the cracking of heavier hydrocarbons to obtain lighter hydrocarbons is accompanied by the production of carbon, which, if not itself gasified, will result in a considerable loss to the gas. process. Water vapor, introduced with oxygen and oil in the process described above, plays a role in these points of view.
Water vapor is present in sufficient quantity to immediately absorb some of the excess local heat produced by partial combustion of the oil and acts to dilute and distribute the heat throughout the gasification chamber. In addition, the carbon, produced by the partial combustion and cracking of the oil, will react with the water vapor, under the temperature conditions corresponding to the formation of gas in water, the released carbon reacts thus in large part or in whole such as. producing gaseous compounds, the endothermic character of the reaction resulting in the absorption of an additional amount of excess local heat, thereby further moderating the intensity of the reaction.
The water vapor, on reaction with the hydrocarbon material, further serves to form products containing carbon, hydrogen and 1 - 1 oxygen.
In a preferred procedure, the oxygen and the water vapor are premixed in the proportions necessary to maintain the proper temperatures and the proper temperature distribution under the other operating conditions, and the mixture is thoroughly mixed. resulting with enrichment oil, for example by means of a burner-sprayer. Alternatively, the oil and the water vapor can be mixed together in such a burner and concentrated oxygen supplied to the resulting mixture so as to intimately mix this concentrated oxygen.
It is generally not advantageous to mix highly concentrated free oxygen alone with the oil, because of the danger of premature combustion or even explosion. Therefore, according to the present invention, when oxygen comes into contact with oil, there is water vapor present, whether it has been pre-mixed with oxygen before contacting the oil. this with the oil, or that it was mixed with the oil before it came into contact with oxygen.
Since much of the heat required for vaporization and cracking of the oil is provided by the reaction between the oil and / or the products of pyrolysis thereof and oxygen, it can be increased. increase or decrease the intensity of the pyrolysis of the oil, the other conditions remaining the same, by increasing or lowering the ratio between free oxygen and oil.
The range of operations is determined by the criterion that mixing the generator gas, produced from solid fuel, with the enrichment gas obtained from fluid hydrocarbon material, will have the desired calorific value, this calorific value being greater than that of the generator gas and less than that of the enrichment gas.
However, within this range there can be considerable variation in the calorific value of the enrichment gas and in the proportion of the enrichment gas contained in the final gas.The final gas mixture, for a given calorific value, may be as low as low in enrichment gas of high calorific value, or have a high content of enrichment gas of lower calorific value. In this way, the manufacturing process can be adapted to market conditions.
If the fuel
<Desc / Clms Page number 6>
solid wheat is cheap and plentiful, and if oil is scarce and expensive,. it will be advantageous to use an enrichment gas of a relatively high calorific value, so that less oil gas will be required, if, on the contrary, solid fuel is scarce and expensive. as in the case of a strike, for example, and if the oil is more readily available and cheaper, the proportion of enrichment oil gas may be higher and its calorific value may be lower.
It should also be noted that when an enrichment gas of lower calorific value is produced - in a proportionally larger volume in the final gas, the total quantity of gas mixture will be increased. . This procedure can therefore be used, even if it is not the most economical as a cost of production, when a high rate in the manufacture of gas is the determining consideration, such as when a peak occurs. in gas requirements, which may persist only for a few days and which would not justify the expense of additional installations.
The description given above of the operations in the standard or modified apparatus for producing water-fueled gas has the advantage that the presence, in the oil vaporization and pyrolysis zone, of generator gas. made from solid fuel, reduces the partial pressure of oil vapors and vapor phase products resulting from oil pyrolysis, so that a greater proportion of the hydrocarbon material in the oil is vaporized , and that more hydrocarbon vapor-phase material is retained in the mixed gas, resulting in improved enrichment efficiency.
It is probable that certain gaseous products will be formed by the partial combustion of the hydrocarbon material, products which contain carbon, hydrogen and oxygen, which is also advantageous for the economy of manufacture. some gas.
In an operating example of the process according to the invention, a mixture of concentrated oxygen and water vapor is blown over a bed of ignited coke in a water gas generator; concentrated oxygen has, for example, an oxygen content greater than 95% by volume, and the proportion of water vapor to pure oxygen in this mixture is approximately 2 parts of water vapor to 1 part of pure oxygen, by volume. The resulting generator gas, with a calorific value of about 2,625 calories per m 3, is passed into and through a carburizing device fitted with brick stacks and a fueling device. superheating lined with piles of bricks and we carbide it there.
As the generator gas passes through the carburizing device and the superheater, it is enriched with oil gas, produced by the introduction into the top of the carburizing device, through the intermediate of a burner-atomizer, gas oil with an intimate mixture of concentrated oxygen and water vapor, the concentrated oxygen having, for example, an oxygen content greater than 95% by volume. The heat generated by the partial combustion of gas oil, together with the sensible heat of the generator gas, produces vaporization and gasification of the oil as it passes through the carburizing and superheating devices,
The oil is supplied-to the upper part of the carburizing device at the rate of about 0,
466 liters per generator, with concentrated oxygen, for example containing more than 95% 02, and with water vapor, in sufficient quantity to ensure a production of around 0.370 m3 of enrichment gas , with a calorific value of approximately 10,050 calories per m3, per cubic meter of generator gas, thus producing a mixed gas with a calorific value of approximately 4,625 calories per m3.
It is easy for those skilled in the art to control the proportions of oil, oxygen and water vapor to produce the desired degree of oil gasification.
<Desc / Clms Page number 7>
The increase in the proportion of oxygen relative to the oil tends to increase the degree of combustion of the latter and to decrease the calorific value of the oil gas produced. Increasing the proportion of water vapor to oxygen increases the dilution of oxygen and oil vapors and pyrolysis products and tends to increase the uniformity of pyrolysis, same as increasing the use of the released carbon, with a decrease in the calorific value of the resulting gas due to the increased production of gas to water from the released carbon. conditions being the same.
The temperature conditions maintained in the carburizing device and the superheating device will necessarily vary with the degree of pyrolysis of the oil to be carried out there, as well as with the enrichment oil employed. Average temperatures of the order of those employed in the usual process for manufacturing carbureted water gases, for example, as average temperatures of the superheating device of the order of 760 to 845 C, are given as example, but not by way of limitation.
The proportion of concentrated oxygen relative to the water vapor introduced into the oil vaporization and gasification zone can vary greatly depending on other conditions. Proportions ranging from 1 part of water vapor to 3 parts of concentrated oxygen, by volume, up to 3 parts of water vapor to 1 part of concentrated oxygen, by volume, are given as guidelines. For example, larger proportions or smaller proportions of water vapor can be employed.
Since the use of concentrated oxygen tends to localize the combustion in a small portion of the fuel bed towards the base thereof, it may be desirable to discontinue from time to time the continuous production of gas. generator with concentrated oxygen and -va, fear, to perform a short period of operation with blowing air, in order to condition the fire by improving 1 -uniformity of temperature distribution In this one,
and the phrases "continuous" or "continuously" = or like expressions in the present specification are not intended to exclude such occasional interruptions. The resulting blown gas will contain a relatively large proportion and nitrogen, will usually be vented through the stack to atmosphere, after combustion with secondary air in the fuel system (s).
On the other hand, if this period of operation with blown air is short and if the blown gas is relatively rich in CO, it can be passed, without combustion, through the carburizing device (s) to 'at the storage location, in the well known manner, and it can be carburized during its passage through the installation, in the same manner as that previously described with reference to the carburization of the generator gas. Whether or not this blown gas should be delivered to the storage location depends on the amount of diluent nitrogen that can be tolerated in the stored gas.
Whenever it is desirable to produce a fuel gas fuel with a higher calorific value than that of ordinary gas generator gas, a fuel gas in which a relatively high specific gravity due to a relatively high nitrogen content is not a problem. objection, - instead of using concentrated oxygen, in the process described above for manufacturing gas, oxygen enriched air, with a lower oxygen content, or even air can be used , either for the production of gasifier gas in the fuel bed, for example by the use of a blown current of air and water vapor, or for the carburization of the combustible gas,
produced from solid fuel by the partial combustion of fluid hydrocarbon material, for example by reaction of a mixture of air and water vapor therewith in a zone for pyrolysis of the hydrocarbon material through which the fuel gas is passed, or both during the production of the fuel gas and during its carburization.
<Desc / Clms Page number 8>
Those skilled in the art will understand that due to the high proportion of nitrogen present, the final gas will have a relatively high specific gravity compared to the usual carburized water gas, particularly where air is used instead of concentrated oxygen both for the production of fuel gas and for its enrichment.
In addition, due to the nitrogen present, a considerably greater proportion of a given enrichment hydrocarbon material must be employed to obtain a given calorific value in the final gas,
Although the process as described above proposes the use of water vapor, it is clear that it can be carried out using some other fluid which gives rise to an endothermic reaction with the hot carbon of the fuel bed. or from oil, with the production of combustible gas, such as for example CO2 which reacts with hot carbon to form CO.
In the present description, the expression "a fluid capable of producing gas by endothermic reaction with hot carbon" is intended to mean a fluid in the vapor phase giving rise to an endothermic reaction with the ignited carbon of the carbon bed. fuel, or with the ignited carbon released from the hydrocarbon enrichment material, to produce fuel gas,
In the present description, the term "gasification", applied to the pyrolysis of petroleum oil, does not imply that all of the oil is transformed into a material which is gaseous under standard conditions of temperature and pressure, because, in the preferred pyrolysis applied,
considerable proportions of the products of pyrolysis can be liquids under standard conditions of temperature and pressure and form by condensation from the gas in the form of tar, light oil, etc. when the gas is subjected to cooling and / or compression before use.
CLAIMS.
1. Process for the production of fuel gas fuel, consisting in producing fuel gas by blowing on a bed of ignited fuel a gaseous mixture of a gas containing oxygen and sustaining combustion (preferably concentrated oxygen. ) and a fluid suitable for producing gas by endothermic reaction with hot carbon (preferably water vapor), - for passing this combustible gas through a heated zone for the pyrolysis of hydrocarbons and for carburizing this fuel gas, during its passage through this zone, with enrichment gas of a calorific value greater than that of this fuel gas, - this enrichment gas being produced by reaction of a fluid hydrocarbon material , in this pyrolysis zone, during the passage of this combustible gas through it,
with a gaseous mixture of additional gas containing oxygen and supporting combustion (preferably additional concentrated oxygen) and additional fluid capable of producing gas by endothermic reaction with hot carbon (preferably of additional water vapor).