<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).