BE516760A - - Google Patents
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Description
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PROCEDE DE GAZEIFICATION DE COMBUSTIBLES LIQUIDES ET APPAREILLAGE PERMETTANT
LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
La gazéification des combustibles liquides se heurte à des difficultés d'ordre physique et mécanique et également à des difficultés chimiques résultant de la nature généralement liquide ou visqueuse des produits traités. On a déjà songé à diviser mécaniquement la masse li- quide à traiter pour augmenter la surface offerte à la réaction, mais cette division mécanique par pulvérisation aboutit souvent à des surfaces trop grandes pour que l'on puisse conduire et maîtriser la réaction à volon- té.
Il est important., en effet, d'être absolument maître de la températu- re de la réaction,pour conduire celle-ci avec un rendement de gazéifica- tion acceptable, dans le but d'obtenir un gaz aussi riche que possible en pouvoir calorifique et qui contienne}'la plus forte proportion possible de l'énergie renfermée dans le combustible liquide traité.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de gazéifica- tion de combustibles liquides, procédé selon lequel le combustible liquide est associé à un support granuleux inerte, ce support granuleux étant traité dans un gazogène à la façon d'un combustible solide.
L'imprégnation du support granuleux inerte a pour résultat une sorte de reconstitution d'un combustible analogue à un charbon gras ou très gras.
Selon un mode de mise en oeuvre d'un tel procédé le corps granuleux inerte est imprégné de combustible liquide extérieurement au gazogène,passe dans le gazogène et dans la zone de réaction de celui ci; la portion liquide d'imprégnation est gazéifiée et le restant du support granuleux est extrait du gazogène à la façon des mâchefers et imbrûlés classiques.
Il y a avantage à faire recirculer le supportr inerte granu-- leux en extrayant ce dernier à la façon d'un mâchefer, en lui faisant subir une nouvelle imprégnation et en le réintroduisant cycliquement dans le ga-
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zogène.
Un autre mode de mise en oeuvre d'un tel procédé consiste à' soumettre le support inerte granuleux à un mouvement d'agitation dans le gazogène, ce mouvement d'agitation étant combiné à un arrosage d'imprégna- tion dudit support inerte, à l'intérieur même dudit gazogène.
Il est avantageux d'effectuer cet arrosage à la partie supé- rieure de la masse en mouvement à l'intérieur du gazogène à l'aide d'un brû- leur d'amorçage alimenté avec un très fort excès de combustible liquide.
La température de réaction recherchée doit rester moyenne pour respecter un compromis entre le rendement volumétrique de la gazéification et le rendement calorifique de cette dernière. En effet, plus la tempéra- ture de cracking de combustible liquide est maintenue basse et plus les produits gazeux résultant ont un fort pouvoir calorifique.
Bien entendu, selon l'invention, le gazogène peut être associé à une installation d'épuration du gaz produit, cette installation permettant de récupérer de façon utilisable les produits huileux entraînés par le gaz à la sortie du gazogène, ces produits huileux, séparés ou en mélange, étant réintroduits dans le gazogène comme les combustibles liquides produc- teurs, éventuellement en mélange avec ces derniers.
Cette épuration est de préférence du type sec éventuellement complétée par une épuration du type humide et d'une filtration sur produit actif ou inerte que l'on peut utiliser comme charge granuleuse pour le ga- zogène, le cas échéant.
L'invention comprend également les appareillages qui permet- tent lamise en oeuvre du procédé ci-dessus défini.
Le procédé tel que ci-dessus défini permet la mise en oeuvre de cycles de gazéification différents.
Dans la technique de gazéification des combustibles solides, on connaît en effet des cycles de production à marche alternée. L'une des phases de tels cycles peut consister en un soufflage de réchauffage., par exemple; la phase suivante peut être une marche avec insufflation de vapeur d'eau. Ce cycle de production dans lesgazogènes à combustible solide pauvre permet d'obtenir du gaz à l'eau.
La présente invention a également pour objet un procédé de gazéification de conbustible liquide mettant également en oeuvre des pha- ses de gazéification diverses dans le but d'adapter le gaz produit à ces conditions imposées, pour son pouvoir calorifique par exemple ou encore, profitant de la richesse de la réaction de gazéification d'un combustible liquide, de réutiliser à des fins de gazéification des matières qui en sont généralement exclues.
Selon l'un de ces modes de mise en oeuvre,on traite dans un gazogène un combustible liquide associé à un support inerte solide comme un combustible solide et on fait subir à la réaction diverses phases pen- dant lesquelles on varie la nature du comburant injecté, par exemple.
On peut insuffler alternativement dans le gazogène de l'air, comburant normal, puis de l'anhydride carbonique mélangé ou non à de l'air ou à d'autres corps gazeux ou vaporisés., ces phases étant répétées à la périodicité souhaitée.
L'appareillage permettant cette mise en oeuvre résulte de l'adjonction à l'orifice d'entrée des produits gazeux dans le gazogène de vannes reliées aux diverses sources de produits gazeux et à l'orifice de sortie, de préférence après l'installation d'épuration, d'une seconde série de vannes permettant éventuellement la séparation des divers gaz produits..
La description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés et donnée à titre d'exemple non limitatif, va bien faire compren- dre comment l'invention peut être mise en pratique.
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La figure 1 montre schématiquement en coupe une installation de gazéification de combustible liquide avec circulation externe du support granuleux inerte.
La figure 2 montre de façon analogue à la figure 1 une telle installation à circulation interne dans le gazogène, cette installation étant combinée à un dispositif d'épuration.
La figure 3 est une coupe faite par la ligne III-III de la figure 2, montrant la disposition d'une cellule d'épuration.
La figure 4 représente en coupe schématique une installation de gazéification produisant deux gaz de natures différentes.
L'installation comporte, comme on peut le voir sur la figure
1, un gazogène 1 dont la voûte 2 est en maçonnerie réfractaire et dont le pied est constitué par un water-jacket 3. La charge 4 contenue dans le gazogène est supportée par une grille pivotante 5 contenue dans une encein- te étanche 6 et sdus laquelle est aménagée une trémie d'évacuation 7. Le champignon 8 central de la grille sert d'amenée à une tuyauterie d'air de soufflage 8a, cet air étant propulsé par un ventilateur 9.
La voûte du gazogène est pourvue d'un orifice latéral 10 d'évacuation des gaz et le sommet de cette voûte laisse passer le tube de déchargement 11 d'une trémie 12 de réserve du corps constituant la charge
4. L'orifice d'évacuation 13 de la trémie 7 est noyé dans un joint hydrau- lique 14 prévu à la base d'une colonne 15 renfermant un élévateur à godets
16. Cet élévatéur reprend le corps granuleux inerte constituant la charge
4 dans le joint 14 et le amène au sommet d'une rampe 17 raccordée de façon étanche à l'orifice d'entrée de la trémie 12. Le combustible liquide est admis à la base de la colonne 15 et forme le joint 14. Les godets 18 de l'élévateur 16 sont à claire-voie et laissent égoutter le corps inerte imprégné, pendant le trajet ascendant.
Ce corps inerte imprégné est déver- sé par les godets 18 sur la rampe 17 dans la trémie 12 et finalement dans .le gazogène.
La combustion dans le gazogène est entretenue par apport constant de la matière granuleuse inerte déversée dans le tube 11, par extraction constante de cette matière inerte par la grille 5 et par ali- mentation en air nécessaire à la gazéification par le ventilateur 9, le tube 8a et le champignon 8. La grille 5, le ventilateur 9 et l'éléva- teur 16 sont mus par des moteurs et des dispositifs mécaniques bien connus qu'il n'est nécessaire ni de décrire ni de représenter. La gazéification du combustible liquide ainsi soutenu par la matière inerte est conduite comme celle d'un charbon très gras.
Bien entendu, on pourrait pourvoir l'orifice 13 de la trémie d'évacuation et les orifices d'entrée-et de sortie de la trémie 12 d'in- troduction de portes étanches permettant d'une part, l'exécution des opé- rations d'alimentation et d'extraction de façon périodique et, d'autre, par l'imprégnation du corps granuleux inerte dans la trémie 12, s'il y a nécessité d'opérer ainsi en raison de la nature du support granuleux ou du combustible,
Gomme on le voit sur la figure 2, la circulation du support granuleux inerte pourrait être effectuée à l'intérieur même du gazogène.
A cet effet, la cuve a du gazogène surmonte un agitateur 20 qui pénètre dans cette dernière. Cet agitateur 20 est un corps tronconique creux, garni sur sa paroi externe d'un filet de vis 21 et pourvu de fenêtres 22 pour le passage de l'air de gazéification. Ce corps tronconique creux est monté sur un plateau 23 entraîné par tous moyens convenables en ro- tation. Le plateau 23 laisse passer, par un joint étanche, l'air de ga- zéification amené par un conduit 24 à partir d'un ventilateur 25. Le cuvelage interne de la partie basse du gazogène est fermé par un anneau 26 dont la perforation entoure avec un faible jeu la base de l'agitateur.
La partie supérieure 2a du gazogène est pourvue d'une perfo- ration de départ pour la conduite 10a d'évacuation des gaz. Le sommet de
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la voûte .Laisse passer une conduite 11a surmontée d'un réservoir 12a, La conduite 11a renferme un brûleur à combustible liquide, ce brûleur fonction- nant avec un rés fort excès de combustible.
Le fonctionnement du gazogène ainsi conçu est le suivant : le combustible très incomplètement brûlé mais réchauffé par la flamme du brû- leur contenue dans la conduite lla arrose le sommet de la charge 4a et im- prègne le corps granuleux inerte qui la constitue. Cette charge est con- stamment brassée par l'agitateur 20 qui lui impose un mouvement de montée centrale et de descente périphérique, comme l'indiquent les flèches portées sur la figure. Le support imprégné est traité par l'air secondaire arri- vant par les orifices 22 comme un charbon très gras constamment reconsti- tué dans le gazogène. Ce gazogène ne débite pas de cendres ou de mâchefers puisque toute la charge demeure à l'intérieur. Les pertes calorifiques sont donc très minimes.
Quel que soit le mode de manutention du support granuleux iner- te, .Le gaz produit est fortement chargé de vapeurs condensables et est sou- mis à une épuration. Comme on le voit sur la figure 2, la conduite d'é- vacuation 10a du gaz est amenée dans une chambre 26 dont le fond est garni d'un liquide huileux 27 dans lequel trempent des roues à aubages 28. Ces roues à aubages, mises en rotation rapide, donnent naissance à un brouil- lard de produits nuileux qui permet de condenser et de refroidir le gaz entrant. Une cloison de protection 29, proche du quart émergeant des roues 28, protège une grille de passage 30 pour le gaz qui peut ainsi pénétrer sans être trop chargé de vésicules huileuses dans une chambre 31 à fond incliné.
Cette chambre 31 d'allure cylindrique est garnie d'une cloison 32 diamétrale traversée par des tuyères de directions opposées 33. Le col desdites tuyères reçoit une pulvérisation de liquide huileux propulsé à vitesse élevée, L'ensemble de cet appareil inflige aux gaz circulant dans la chambre 31 un mouvement de giration et d'agitation combiné à une action de condensation et de refroidissement. La chambre 31 est mise en communica- tion avec une seconde chambre 34 analogue, d'où un ventilateur 35 extrait le gaz. Ce gaz est amené par la conduite de refoulement 36 du ventilateur face à une cloison 37 dans laquelle les orifices d'amenée d'un liquide sont pratiqués.
Les jets de liquide sont dirigés à contre-courant combinant ain- si un effet de lavage à un effet de choc; La chambre de choc 38 ainsi aménagée communique par une chicane 39 avec une chambre à tuyères 40, ana- logue à celle qui a été précédemment décrite,,. Le gaz sortant de la cham- bre 40 passe dans un filtre 41 avant d'être envoyé, par une tubulure 42, à l'utilisation ou au stockage.
Les divers liquides huileux qui participent à l'épuration pro- viennent de la condensation des corps entraînés par le gaz sous forme de va- peurs ou de vésicules. Ces divers liquides sont mis en circulation par des pompes et conduits non représentés. Une partie de ces liquides classés ou en mélange, peut être extraite de l'installation pour être utilisée extéri eu- rement. L'autre partie ou la totalité des liquides ainsi recueillis peut être retournée au réservoir 12a pour être recyclée dans le gazogène.
La charge du filtre 41 elle-même, qui s'imprègne progressive- ment de produits huileux.. peut être débarrassée de ces derniers périodique- ment par tous moyens appropriés ou, si la nature de cette charge le permet être introduite dans le gazogène à titre de produit granuleux inerte.
Sur la figure 4,l'installation représentée est analogue à celle qui a été montrée dans les figures précédentes et comporte un venti- lateur 25.La soufflant de l'air par une buse 24a sous la grille 23a d'un gazogène dont la cuve 3b à water-jacket est fermée à la partie inférieure par cette grille surmontée d'un agitateur 20a à filet de vis 21a et à 'orifi- ce de soufflage 22a Le gazogène est surmonté d'un tube llb contenant un brûleur débitant un fort excès d'un combustible liquide contenu dans le ré- servoir 12b. Par le tube 1012 le gaz produit est amené à une installation d'épuration 43 comportant une conduite de sortie 42a.
La manche 24a est pourvue d'une vanne 44 et de divers conduits
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45 et 46 pourvus de vannes 47, 48. De même, le tube 42a sert de départ à diverses conduites 49, 50 pourvues de vannes 51, 52.
Le fonctionnement du gazogène reste le même que celui qui a été décrit plus haut. Toutefois, lorsque la vanne 44 est ouverte et que les vannes 47, 48 .sont fermées, le ventilateur 25a souffle dans la cuve du gazogène 3b et le gaz produit sort de l'installation par la conduite 49 dont la vanne 51 est ouverte, le vanne 52 étant fermée.
Si l'on ouvre les vannes 47 et 48 et si l'on ferme la vanne 44, on peut insuffler dans le gazogène de l'anhydride carbonique sous pres- sion,mélangé ou non à de l'air, cet anhydride arrivant par les conduits 45 et 46. La vanne 51 étant fermée et la vanne 52 ouverte, le gaz résul- tant de la réaction de l'anhydride carbonique dans le gazogène peut être envoyé au stockage ou à l'utilisation par la conduite 50. Ce gaz résulte de la réduction de l'anhydride carbonique dans le gazogène et donne de l'o- xyde de carbone en mélange à d'autres produits de gazéification.
Ces phases de fonctionnement sont alternativement provoquées, de façon à entretenir dans le gazogène la réactivité voulue.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de la présente inven- tion, on pourra apporter des modifications aux formes d'exécution décrites de l'appareillage et aux diverses phases de mise en oeuvre du procédé.
En particulier, l'installation d'épuration pourrait être d'un type quelcon- que. La manutention externe ou unment du support granuleux pourrait être effectuée à l'aide de moyens différents. De même, le cycle de fonctionne- ment pourrait comporter plus de deux phases et les fluides introduits dans le gazogène pourraient être autres que l'air, l'anhydride carbonique et la vapeur d'eau. Les gaz résultants pourraient être mélangés ou diversement séparés.
REVENDICATIONS..
1. Un procédé de gazéification de combustible liquide, caracté- risé par le fait que le combustible liquide est associé à un support gra- nuleux inerte, ce support granuleux inerte étant traité dans un gazogène à la façon d'un combustible solide.
Claims (1)
- 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé par le fait que le corps granuleux inerte est imprégné de combustible liquide extérieu- rement au gazogène.3. Procédé selon la revendication l, caractérisé par le fait que le combustible liquide imprègne le corps granuleux par trempage ou pulvérisation.4. Procédé selon la revendication l, caractérisé par le fait que le support granuleux inerte passant dans le gazogène est évacué à la façon des mâchefers et imbrûlés classiques, et soumis à une nouvelle imprégnation avant une nouvelle introduction dans le gazogène.5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps granuleux inerte est soumis à un mouvement d'agitation dans le gazogène combiné à un arrosage d'imprégnation à l'intérieur même du ga- zogène .6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'arrosage d'imprégnation peut s'effectuer à l'aide de brûleurs alimen- tés à très fort excès de combustible liquide.7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'agitation interne du corps granuleux est obtenue à l'aide d'un agita- teur qui soumet la portion centrale de la charge à un mouvement ascendant ledit agitateur comportant des orifices d'amenée d'air secondaire de ga- zéification.8. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que le gaz de combustible liquide <Desc/Clms Page number 6> est soumis à une épuration qui permet de récupérer de façon utilisable les produits huileux entraînés par le gaz sous forme de vapeurs ou de suspen- sions, ces produits huileux classés ou en mélange étant réintroduits dans le gazogène, au moins en partie, au même titre qu'un combustible liquide.9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'opération de gazéification est conduite en plusieurs phases séparées d'introduction dans le gazogène de l'air comburant et de divers autres pro- duits .10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les gaz résultant des diverses phases de production sont recueillis séparément ou éventuellement en mélange.11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'on procède à une phase de soufflage d'air suivie d'une phase de soufflage d'anhydride carbonique.12. Les appareillages qui permettent la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes caractérisé par le fait que le gazogène comporte une grille tournante d'é- vacuation des mâchefers, combinée à un transporteur ramenant lesdits mâche- fers constitués par le corps granuleux inerte, plus ou moins déshuilé, au sommet du gazogène, après ou avant passage dans une enceinte d'imprégnation 13. Appareillage selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le transporteur extrait le corps granuleux d'un bac de trempage où le corps granuleux est amené à la sortie de la grille.14. Appareillage selon la revendication 13, caractérisé par. le fait que le support granuleux passe dans une trémie surmontant le gazogène cette trémie étant garnie de dispositifs d'arrosage.15. Appareillage permettant la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications 1 à 11, caracté- risé par le fait que dans le cas de l'agitation interne, la base du gazo- gène est occupée par un agitateur constitué par un corps tronconique per- foré garni extérieurement d'un filet de vis.16. Appareillage selon la revendication 15, caractérisépar le fait que l'arrivée du combustible liquide se fait sur la charge en mouve- ment à l'aide d'un brûleur alimenté à très fort excès de combustible li- quide, ce brûleur étant, dans le cas de l'agitation interne, placé à la voûte du gazogène pour arroser le sommet de la charge.17. Appareillage selon l'une quelconque ou plusieurs des re- vendications 12 à 16, caractérisé par le fait que l'orifice d'entrée des produits gazeux dans le gazogèneest pourvu d'une série de vannes ouvertu- res alternativement.18. Appareillage selon la revendication 17, caractérisé par le fait que l'orifice de sortie du gazogène ou de préférence l'orifice de sor- tie de l'installation d'épuration qui suit le gazogène est pourvu de vannes de distribution ouvertes alternativement.19. Appareillage selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications 12 à 18, caractérisé par le fait que l'installation d'épura- tion est du type sec.20. Appareillage selon la revendication 19, caractérisé par le fait que l'installation d'épuration comporte au moins une chambre garnie d'agitateurs créateurs d'un brouillard de produits huileux,de chambres réu- nies par des tuyères au col desquelles on injecte à grande vitesse une pul- vérisation de produits huileux et d'une chambre d'arrêt, éventuellement suivie d'une chambre de filtrage.21. Appareillage selon la revendication 20, caractérise par le fait que des tubulures permettent de ramener les produits huileux arrêtés dans -l'installation d'épuration dans le gazogène ou dans l'enceinte d'impré- <Desc/Clms Page number 7> gnation.22. Procédé de gazéification de, combustible tel que ci-dessus décrit.23. Appareillage de gazéification de combustible tel que dé- crit- ci-dessus et représenté aux dessins annexés..
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