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Procédé et dispositif pour dégazéifier des combustibles agglomérants
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour dégazéifier des combustibles agglomérants, destinés après dézazéification à produire de la vapeur.
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Il y a déja longtemps qu'on a proposé de conjuguer la production de gaz et d'électricité (ou de vapeur) dans les centrales de façon à produire dans ces dernières, en même temps que du courant électrique, du gaz d'éclairage.
Les centrales électriques susceptibles d'ê tre intéressées par ce projet sont équipées de chau- dières dont les feux sont alimentés par du combustible pulvérisé. En cas d'association d'une telle chaudière à une installation productrice de gaz, il faudrait, comme pour- toute' chaudière normale, que le combustible destiné au chauffage soit préalablement pulvérisé dans un moulin ou un broyeur.
Or, la fragmentation du coke entraîne une usure extrêmement importante qui est pratiquement inadmissible de sorte qu'on se voit obligé de broyer le combustible avant son traitement dans l'installation de dégazéification. Pour assurer la rentabilité du procédé, il conviendrait d'autre part de veiller à ce que le poussier de coke obtenu gagne la chambre de combustion de la chaudière en dépensant un minimum de chaleur: ou qu'il puisse être utilise industriellement d'une autre façon.
Si, en outre, il était possible de récupérer du gaz obtenu et des autres produits de valeur la moitié de la chaleur sensible, la dégazéification d'un kilogramme de combustible n'exigerait plus que le tiers environ de la chaleur consommée par les procédés de dégazéification classiques connus.
Depuis des années, toute une série de propositions ont vu le jour visant à réaliser un tel procé- dé, mais aucune d'elles n'a été à la base d'une appli-
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cation technique.
C'est ainsi, par exemple, qu'il a été suggéré d'insuffler le poussier de combustible entraîne par un véhicule gazeux préchauffe dans une chambre, le jet d'injec- tion s'interrompant après un certain parcours, avant de s'inverser. En l'occurence, la chaleur du gaz d'insufflation doit réchauffer le combustible et le dégazéifier partiellement. Après cette dégazéification partielle, le combustible échauffe est extrait à la partie inférieure de la cuve ou fosse, le gaz.d'insufflation et le gaz nouvellement dégagé à la partie supérieure de celle-ci. Le combustible extrait de la première fosse est introduit dans un nouveau véhicule gazeux et est insufflé de la même manière dans une secon-- de fosse, etc..
La chaleur sensible du gaz porteur et la limitation de la quantité de gaz porteur par la vitesse de suspension du grain moyen (environ 0,2 m/seconde) fixent-la limite de charge, qui est tellement basse que l'installation n'est pas rentable. D'autre part, seules des matières non-agglomérantes ou coalescentes peuvent être choisies comme matière de départ, car aucune dispos:.- tion n'est prise pour éviter l'agglomération.
Un autre procédé connu propose de préoxyder les combustibles agglomérants. L'oxydation et la dégazéification s'effectuent alors dans dos installations séparées. Dans ce procédé, on laisse le combustible tomber dans une fosse en sens contraire d'un courant d'air, ce qui est indiqué comme demandant 30 secondes et plus.
La quantité de chaleur nécessaire pour réchauffer le combustible doit être fournie par la chaleur sensible de l'air. Le combustible ainsi préoxydé et qui "pratiquement"
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ne s'agglutine plus, est dirigé aux fins de dégazéification, vers une seconde fosse, où il tombe de la même façàn en contre-courant d'un courant d'air préchauffe.
Les durées de séjour nécessaires pour parachever la dégazéification du combustible sont beaucoup trop longues pour dos installations de fort débit. De plus, on ne peut, dans les deux fosses, obtenir qu'une charge s'élevant à en'lire:: 0,4 kg/m3, ce qui est beaucoup trop peu pour être accep- table économiquement. Un autre inconvénient de ce procède est que seuls des produits faiblement agglomérants peuvent y être soumis, comme l'indique le brevet qui en fait l'objet ; or des essais pousses ont démontre que ces conbusti- bles qui ne s'agglomèrent "pratiquement" plus, sont encore suffisamment jo@lescents pour qu'une exploitation conti- nue soit impossible.
D'autre part, le mode d'introduction du combustible proposé par ce brevet ne saurait éviter une agglutination aux parois.
Dans d'autres procèdes, on a essaye de pallier l'agglomération au moyen de dispositifs mécaniques tels que raclettes, vis sans fin, etc.., mais l'usure qui en résute ainsi que les granulations très grosières obtenues avec ces procédés les rendent inapplicables.
Parmi les procédés les plus connus de ces dernières années, il faut mentionner un procédG de dégaz@i- fi cation opérant au moyen de véhicules thermiques solides (coke).- Le transport de chaleur au moyen de véhicules thermiques solides (et de coke notamment) est connu depuis plusieurs décades, et a déjà été exploité techniquement dans d'autres procèdes. Dnns ce procède de dégazage, on maintient une quantité considérable de coke (do l'ordre de
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15 à 25 kg de coke par kg de charbon brut) en circulation.
Ce coke est élevé au cours de son transport pneumatique à une température déterrinée, 1100 par exemple, par combustion partielle avec de l'uir. Après séparation des gaz de combustion résultants, le coke chaud estintroduit dans une enveloppe de vis sans fin dans laquelle on introduit simultanément du poussier de combustible frais. Cette vis a pour fonction d'amener les fractions chaudes et froides du combustible en échange calorifique. De plus, on escomptait éliminer les agglomérats formes. (Aucune mesure n'est proposée pour supprimer les causes d'agglutination).
Il est indéniable que la forte addition de coke se traduit par un amaigrissement sensible du combustible brut. Toutefois, il se produit néanmoins inévitablement des agglomérations. Les grumeaux qui se sont formés doivent être fragmentes par la vis mélangeuse, Or, du fait qu'une vis sans fin est incapable de moudre aussi fin qu'un moulin ou un broyeur, il est cinir qu'il sort de la vis un mélange comportant une gamme granuloétrique plus grossière que le combustible brut entrant.
Le coke ainsi partiellement grossi cause de sérieuses difficultés d'une part pendant la combustion du poussier, d'autre partpondant le transportpneumatique du véhicule ther- nique et sa combustion partielic, sans parler des fatigues extraordinaires imposées à la vis mélangeuse promue broyour. Après la dégazéification subséquente, une particdu coke doit être chargée dans un foyer, tandis que le reste est recycle en tant que véhicule thermique. Pour les raisons évoquées, cette installation peut convenir, tout au plus, au traitement de combustibles non-agglomérants
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ou faiblement agglomérants.
La présente invention ost fondée sur l'idée que la de gazéification d'un conbustiblc ne peut être
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réalisée dans des conditions úcononiquos qu'on éliminant la propriét d'aggloacration de celui-ci avant l'extrac- tion des gaz, c'est-à-dire, on supprimant les causes d'@g-
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glomGration et non plus les conséquences de cette dernièro. Selon l'invention, la ddg.z6ification s'effectue, de préférence, en suspension et notamment, en deux phases successives, dont la première consiste à enlever aux particules de carburant leur faculté de s'agglutiner, et la
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seconde consiste à ddgaz6ifier effectivement le coubusti- ble prépare.
La supprcssion do la faculté d'agglomération peut consister cn une prGoxydation dans un courant gazeux porteur. Ce courant gazeux porteur peut être formé d'air, de gaz ou de vapeur avec addition d'une certaine quantité d'air.
Selon l'invention, les doux phases du procédé sont conduites sous une charge supérieure à 1 kg/m3 de
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véhicuJ (1: et pour éliminer la faculté d'agglomération du conbustible on conservant au Klaxinum sa valeur calorifique, la durée de séjour dans le nilieu de pr0-oXJTd'.l tion ne dépasse pns 4 secondes sous des températures cnr# 3200 et 4200.
La perte de valeur calorifique par kg de
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combustible lors de la pruoxydation dépend de la r.[t1.:r'0 ài; combustible, de la charge, de la durúe de s6j our, de: li tonperature et de la l:1DO gr::mulomútriquu. Pour un combustible et un domaine grnnulomctrique donner, les <ia±1 cs facteurs dépendent les uns des autres.
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Un charbon à coke A exige pour détruire sa faculté d'agglomération un séjour de deux secondes par exemple sous une charge de 1 kg/m3 à la température de 420 , en le traitant sous une gamme granulométrique (finesse de grain) convenant à la combustion sous forme de poussière (20-25% de refus par le tamisDIN 70).La perte de valeur calorifique du combustible s'élevé dans ces conditions à environ 5%, mais la perte totale du système n'est que de 2% environ car une partie de la chaleur sensible qui se dégage du combustible pendant la préoxydation est récupérée.
Une augmentation de la charge exige une élévation de la température et/ou du temps de séjour, tandis que la perte de pouvoir calorifique augmente. L'élévation de température étant limitée par le point d'inflammation spontanée, on ne peut plus ensuite que prolonger la durée de séjour. Mais ceci implique une extension ou un agrandissement de l'installation. Des calculs de rentabilité ont indiqué que le temps de séjour le plus avantageux est inférieur à 4 secondes.
De l'autre côté de l'éventail des combustibles se trouve, par exemple, le charbon flambant à Gaz 3. Pour une durée de séjour de 2 secondes, l'air de préoxydation peut être cargo à plus de 4 kg/m3, ce qui exigeune température d'environ 330 . En augmentant la charge, la température peut être diminuée, à durée de séjour égale, tandis qu'à température égale, la durée de séjour augmente, ce qui revient à dire qu'avec ce combustible les conditions sont complètement différentes eu'avec le charoon A, ce pui met en évidence le rôle que joue la nature du combustible.
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. La perte de valeur calorifique avec des grosseurs de grain normales s'élève à environ 2% seulement (sous 4 kg/m3) comparativement à 5% pour le charbon A, sous 1 kg/m3), dcnt '-on récupère ici aussi une grande partie.
Entre ces deux sorties de charbon s'étend prati- quement tout l'éventail des charbons flambants à gaz et des charbons à coke. C'est ainsi par exemple que le charbon flambant à gaz C a un comportement analogue à celui du charbon B, une perte de valeur calorifique d'environ 2,5% (sous 2,5 kg/m3), La charge admissible est un peu inféri- eure à celle du charbon B, tandis que les températures exi- gées sont légèrement supérieures.
Ia charge de combustible dans l'air lors de la préoxydation dépend avant tout de la teneur en oxygène du combustible et de la manière dont il y est incorporé. La charge peut être augmentée à mesure que la teneur en oxygè- ne croit. C'est ainsi, par exemple, que la teneur en oxy- gène des charbons (purs) ci-après est la suivante:
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<tb>
<tb> Charbon <SEP> A <SEP> environ <SEP> 5,3% <SEP> (charge <SEP> maximum <SEP> 2 <SEP> kg/m3)
<tb> Charbon <SEP> B <SEP> " <SEP> 8,3% <SEP> (supérieure <SEP> à <SEP> 4 <SEP> kg/m3)
<tb> (supérieure <SEP> à <SEP> C)
<tb> Charbon <SEP> C <SEP> " <SEP> 7,0% <SEP> (supérieure <SEP> à <SEP> 4 <SEP> kg/m3)
<tb>
La charge de l'installation d'extraction des gaz sera égale ou supérieure à celle de la station de préoxydation.
Lorsque les deux processus se déroulent en une seule passe, la charge reste la même, par contre quand la préoxydation et la dégazéification sont séparées, cette dernière.peut s'effectuer avec des charges plus élevées.
En l'absence de combustion partielle, c' est, par exemple, la valeur calorifique finale qui détermine la valeur de
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- la-charge, qui pourrait également être fixée arbitrairement.
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En cas'de combu,Éign'p ,rtielle, un certain débit minimum doit être maintenu, pour atteindre la valeur calorifique
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désirée do 4'.000 kcal/m3 par exemple, ,du fait que la combus- tion partielle se traduit par une diminution de la valeur calorifique du gaz porteur.,Normalement, on opère avec une
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combustion partielle s'élèvement à environ 5% do la quantité totale de gaz porteur, ce qui, avec les combustibles men.. tionnés ci-dessus, exige une charge d'environ 6-8 kg/m3 pendant l'extraction des gaz.
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'*' Des essais ont "démontre qu'on opérant l'extraction des gaz sous une température donnée, le fait de prolonger le séjour au-delà de 6 secondes, n'apporte pas de gain notable de gaz, tandis que l'accroissement des frais d'installation qui en découlent tendent très rapidement à rendre l'ex- ploitation non rentable.
L'installation se compose de deux parties essentielles, à savoir; I. une section de préoxydation et de réchauffage; et II. une section do dégazéification ou d'extraction des gaz.
Il dépend de la teneur en azote du véhicule de transport dans la section I, si ces deux sections sont parcourues directement l'une après l'autre par le courant de combustible, ou par l'intermédiaire d'un séparateur. a) Lorsqu'on a affaire à des combustibles peu agglomérants, on monte les deux sections de l'installation directement en série, c'est-à-dire que le combustible est porté dans la section I à sa température d'agglomération, le véhicule pouvant être du gaz ou de la vapeur d'eau.
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A ce véhicule on ajoute une quantité d'air bien déterminée, dont l'oxygène se'combine au combustible pondant l'oxydation, tandis que sa fraction azotée est entraînée avec la fraction dégazéifiée, de sorte qu'au premier stade de la'dégazéification (chambre d'éjection), la faculté d'agglomération et la faculté résiduelle d'agglomération du combustible sont annihilées.
Le taux d'azote entraîné ne doit pas dépasser une certaine valeur dans le gaz final. b) Lorsqu'il s'agit de combustibles plus fortement agglomérants, on opère dans la section I avec de l'air ou avec un véhiculé porteur suffisamment riche en air qui, en raison de sa forte teneur en azote, est séparé du combustible avant la dégazéification, ce dernier étant transporté par un nouveau véhicule gazeux (par exemple; par du gaz de ville) dans la seconde section de l'installation.
Somme toute, c'est l'enrichissement du véhicule porteur en azote lors do la préoxydation, qui détermine le mode opératoire.
Les durées de séjour et les températures, ainsi que la charge d'une installation de préoxydation sont déterminées pour un combustible donné ayant une grossour de grain définie. C'est ainsi, par exemple, qu'en exécutant une préoxydation avec une charge de 1 kg/m3, un temps de séjour de 2 secondes, et une température de 4200 en utilisant un charbon de qualité A, on élimine la faculté d'aggla- mération jusqu'à une grosseur de grain de 90@, tandis que les fractions plus grossières, gardent uno certaine faculté d'agglutination résiduelle.
En augmentant la température et/ou la durée de séjour, on repousse la faculté d'aggluitnation résiduelle jusqu'à la grosseur de 120, mais alors
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les particules fines sont exposées à une préoxydation trop prolongé de sorte que la valeur calorifique finale par kg de combustible subit une perte trop importante.
C'est pourquoi, il est préférable de séparer les particules dépassant une.certaine grosseur et de les renvoyer i-
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solément soit dans le premier stade de dégazéification, soit dans le foyer, soit encore dans le broyeur. La faculté d'agglomération résiduelle des grosses particules de combustible, même si elle n'affecte qu'un faible pcurcen- tage du volume total de ce dernier, conduirait à des agglo-
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In:érat's"dans -l '8' ta tions de dégazéification qui, f inale:îiL-rL-1 conduiraient à des interruptions d'exploitation.
Avant l'introduction du combustible dans la section de préoxydation, celui-ci est broyé. Cette opéra- tion peut s'effectuer de façon connue dans une atmosphère de fumée, d'air ou de vapeur. Lors du broyage (qui s'acco@ pagne .toujours d'un sèchage) sous atmosphère de fumée, cette opération devra être suivie d'un stockage intermédiaire en.vue de la séparation des fumées et du combustible. A sa sortie du lieu de stockage intermédiaire, le co-
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ù5tibla ûst ûntrûüé ;ar w v6hiûülo portG dGü l'i3- tallation de préoxydation. Ce véhicule' peut être de l'air, du gaz, do la vapeur ou encore du gaz ou de la vapeur additionnésd'air.
On connait le broyage avec de l'air de par les dispositifs auxiliaires pour chaudières. Dans ceux-c@, on procédait à un broyage dans l'air en raison de l'insufflation directe du combustible dans la chambre de combustion, tandis que dans le cas do la présente invention, le broyage à l'air se traduit par un certain effet de préoxydation,
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dont les avantages n'étaient pas reconnus jusqu'ici. Apres broyage dans l'air, le combustible peut 8tre envoyé direc- tement dans l'installation de préoxydation; toutefois, rion ne s'oppose à un stockage intermédiaire, qui laisse le choix du véhicule appelé à transporter le coribustible à travers l'installation de préoxydation.
On peut alors éga- lement utiliser du gaz et de la vapeur, ou du gaz et de la vapeur additionnés d'air comme nouveau véhicule. Ceci ne s'adresse surtout qu'à des combustibles à faible pouvoir agglomérant, avec lesquels le degré de préoxydation à at- teindre est nettement plus faible qu'avec les charbons for. tement agglomérants.
Lors du broyage sous atmosphère do vapeur, le combustible peut également être envoyé directement dans l'installation de préoxydation à sa sortie du broyeur, au besoin avec addirion d'une certaine quantité d'air. Ce broyage sous vapeur s'adresse surtout aux combustibles faiblement agglomérants.
Lors de la préoxyda tion, la charge estprédéter- minée pour un combustible ayant un temps de séjour et une température donnés. Cette charge en combustible par n3 de véhicule doit, surtout lorsqu'il s'agit d'air, être strictement respectée. Elle peut varier pendant pou de temps de + 50%. Etant donné que la régulation de tempéra- ture répond assez lentement, on prévoit plusieurs distri- buteurs de combustible qui débitent séparément dans une qu' conduite commune.
On évite ainsi/en cas de panne de l'un des distributeurs (difficultés dans l'évacuation du com- bustible pulvérisé) il se produise des variations exeessi- ves de charge et partant des élévations excessives de tom-
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péra turc dans l'installation de préoxydation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard des fig. 1 et 2 qui montrent deux nodes principaux de mise en oeuvre du procédé de l'invention.
La fig. 1 illustre le procédé de préoxydation et de dégazéificaton de l'invention,'avec séparation du véhicule et du combustible entre ces deux opérations.
Le combustible gagne, à sa sortie de la soute 1, par l'intermédiaire d'un distributeur, le broyeur 2 où il est pulvérisé à la finesse voulue (0 à 25% de refus avec le tamis DIN No.70). Le broyage et le séchage peuvent s'effectuer avec de l'air ou de la fumée. Dans le premier cas, 'air est porté, soit dans la chaudière, soit dans un réchauffcur 3, à une température allant jusq' à 450 , nfin d'entraîner le combustible pulvérisé vers l'installation de préoxydation 5 à travers la conduite 4. Dans le second cas, les fu- mées sont recyclées de la chaudière par une conduite 6 et entraînent après pulvérisation, le combustible, à travers une conduite 7 et un séparateur 8, dans la soute intermé- diaire 9.
Un distributeur déverse le combustible de cette dernière dans un agent oxydant (air, gaz ou vapeur additionnés d'une proportion déterminée d'air) qui dans la chau- dièrc: ou dans un réchauffcur spécial 3' a été porté à des températures allant à 450 , qui entraîne le combustible par la conduite 4' vers l'installation de préoxydation 5.
Le réchauffeur 3 ou 3' est chauffé par les gaz de combustion de la chaudière ou d'une autro installation ou par refroidissement dos produits de certains stades du procédé, par exemple dos gaz qu'il produit. La vapeur
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8 chaude du séparateur/est, conne d'habitude, dirigée vers la chaudière.
L'installation de préxydantion 5 comprend deux sections 10 ct 11. La section 10 comprend un fais- ceau do tubos chauffés extérieurement par les gaz de com- bustion, dans lesquels le mélange d'agent préoxydant et de combustible, dont la charge est supérieure à 1 kg/m3 ot de préférence comprise entre 4-8 kg/m3, est porté à la température d'oxydation vouluo, ou à une température très voisine. En raison do la forte densité de charge, los surchauffements locaux sont très improbables. Le faisceau de tubes est suspendu soit dans une fosse circu- laire ou rectangulaire, soit dans un tube d'acier équiva- lent.
A sa sortie du faisceau de tubes 10, le com- bustible gagne la section 11 en traversant une tuyère 12.
La section 11 peut, tout comme la section 10 6tre faite en maçonnerie ou être constituée simplement de plusieurs tubes d'acier. Cette section n simplement pour fonction de maintenir le combustible pendant un certain temps à une température moyenne déterminée d'oxydation, sous un débit d'écoulement qui ne soit pas inférieur à 4-5 m/sec. Selon la nature du combustible,on injecte dans la section 11, autour de la tuyère 12, un supplément d'agent oxydant dont la température peut s'élever jusqu'à 450 , au moyen de la conduite 13, dont le volume peut varier de zéro jas- qu'au quadruple de la quantité introduite dans la section 10. Ceci abaisse la charge de 4 kg/m3 à 1 kg/m3 par exem- ple.
On procède surtout à un aussi fort abaissement de la charge ou concentration après le chauffage lorsqu'il s'a-
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git de combustibles ayant une forte propension à l'agglomération, car, par exemple, on utilisant l'air corme agent de
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pr6oxydation, on ne peut théoriquement suppriaer la fa cul- té d'agglomération du charbon A qu'en opérant avec des valeurs nettement inférieures à 2 kg/m3.
On règle le chauf- fage du combustible dans la section 10 et la température de l'agent d'oxydation ajouté par la conduite 13 de façon qu'à l'entrée de la section 11 la température du combustible soit supérieure de 10 à 15 à la température moyenne d'oyxdation, do façon qu'à l'extrémité de l'installation de préoxydation, les pertes par rayonnement aient abaisse la température en sorte qu'on ait finalement le long de toute la trajectoire la température moyenne de préoxydation voulue.
La section 11 de l'installation pourrait également, le cas
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échéant, 6tre chauffée de llextCri ur de façon a compenser exactement los pertes par T't;ß0I1T1i::.Fwtit'.. L'agent d'oxydati'::- introduit par la conduit- 13, par exemple, de l'air, peut - être porté à la température voulue, soit dans la chaudière faisant suite à l'installation, soit drns un réchauffour
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sépare G 11a analogue aux rechauffuurs 3 et 3'.
Le combustible et l'pcont de préoxydation, par exemple l'air, quittent l'installation de pruoxydation par la conduite 15 pour agnc'r lorsque Lj prcnicr cst rorrc ào grains fins (jusqu'à 5 de refus avec le tc,:::is DIN :;).7C) le séparateur 16, et lorsque celui-ci est constitue par des grains plus gros (5 à 25% de rofus avec le tamis DIN Ne.70) vers le séparateur grossier 17. Dans ce dernier cas, les
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particules grossiéres suparces sont r8 S S l.1b lc:c::: d:ms -..:.:c soute intermédiaire; la fraction fine traverse 18 conduit... l; pour gr;-1icr le séparateur fin 16.
Les ?1^=' i..LC:l: fines
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';?]ìh,b'à6pàrôos dans une soute intomediairo 20 de l'agent dôxdâtion, par exenplc de ltair, qui est dirigé par une .;aôzidti3ta 21 vers la chauffa do la chaudière, par exemple. 'Losv particulas fines do coribustible séparées dans la soute internedip.iro sont introduites par un distributeur dans un courant gazeux très chaud, dériva de la production propre do l'installation, qui est véhiculé par la conduite 22 vers
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la tuyère d'injection 23 de la fosse de dégaz6ificntion 24 où les particules sont insufflées sous forme de jet dans la première partie de la fosse de dégazéification 24, no-
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tmmnont dans la ch^.2bre d'injection 25.
Ce gaz d'inioctie,.. est soutiré avant ou après la station d'épuration de gaz 26 et est porté dans le réchauffeur 28-29 dont la conduitc 27 est parcourue par des gaz de combustion, par du gaz pro--
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duit dans l'installation ou par d'nutres fractions .¯ ::c:f:. ..:... dir, à une température de 700 à 800 , avant d'etrc r@foule dans la conduite 22.
Les particules grossières de cobus-- tible de la soute intermédiaire 18 sont dirigées soit à la chaudière, soit renvoyées à l'installation do broyage; soit par la conduite 30 à la tuyère 31 qui les insuffle
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dlàïls la 4"¯-.-:0-"--- d'injection '5. f- La tuyère 31 -L cntcurc ccnU!.tlH:; t.:1.Lè:hUU1:V U'.LllJVL;u-,-V.1,.1 /..Lx.! uu..)'v.!.v .J.. "'UuV"'--" \..v..ccntriqucsicnt la tuyère 23, de sorte que le jot de grosses particules entoure dans une certaine mesure le jet de par ticules fines de sorte que la combustion partielle qui a lieu dans la chambre d'injection lui enlève sa faculté ré-
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siduelle dtaglonCrntion. Le gaz d'injection peut, par exemple, Otre soutire de la conduito 22.
La fosse de degazeification 2I se conpose de plusieurs parties . En premier lieu, il J:.a la chambre d'in- jection cylindrique 25, dans laquelle le combustible est
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inj.acttwsâû forxo 'do jet. Autour do ce jet se produit . l'llÀè/;ôÉà5àlÉioà.àl%ioélÉ'l'üo'antrô quantité do gaz porcertain pouvoir résiduel dyagglômtcatioxipôuvûzt encore subsister. Cotte combustion '"partielle comcicnco &-1tontrde' du gaz porteur et du comburant devanty participer dans la chambre d'injection.
Le véhicule gazeux nécessaire est soutiré après l'épuration dos gazpar la conduite 32 (éventuellement aussi par la conduite 27) et est porté par dos réchauffeurs convenable- ment chauffés 28 et 33 .-(éventuellement aussi 29) à une ' température comprise entre 700 et 800 , avant d'être refoule dans la chambre à injection.
Co comburant, tel que de l'air, de l'air enrichi d'oxygène ou do l'oxygène, ga- gne par la conduite 34 et les réchauffours 28 et 33, le même point, L'éjection du gaz porteur et du comburant hors des conduites 32 ot 34 dans la chambre d'injection où doit: avoir lieu la combustion partielle, peut s'effec- tuer axialement dans la direction du jet et autour de
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ce dernier, ou tangcntiellemont perpendiculairement à l'axe du jet ou encore suivant un angle détermine par rapport à est axe, la direction principale de progression coinci- dant avec cclle du jet.
Du fait que la température s'élève vers 1000 à 1300 au commencement de la combustion partielle, la
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chambre d'injection doit 8tre garnie dtun rov8toment ré- fractaire. Celui-ci peut, le cas échéant, ne s'étendre que dans la partie supérieure 35 de la chambre d'injection (environ 0,50 m) la partie restante 36 de cotte dernière étant constituée- par un tuyau d'acier chauffa extérieure- ment. La chambre d'injection 25 a une longueur minimum do
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A la chambre d'injection fait suite la seconde ¯pürtiQ 37vd.. I,n foàso' 4ù. qui* sc COLlpCSC = ,à ' un faisceau do tubos chauffé extériourament, suspendu dans
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une fosse de maçonnerie ronde ou rectangulaire. Dans cette partie, le mélange de combustible et de gaz porteur est chauffé à la température de dégazéification, par exemple
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à 800'?';' .ce qúi exige 1 seconde, la tomp(5r,-iturc du m6lniige à ¯ 8a'ÎsoÉtiô¯de ¯ la¯ chambre d'injection étant déja de 4500 envi roni Les divers tubes du faisceau peuvent 8tre travcr-
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'ou tangentiellement, en prévoyant à l'en-
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trée des déflecteurs appropriés. (Ceci est ôg,-ilcni:;nt va- 1---ble po-tir 1 ynsfialltyn do prÓorfdotion).
La troisième partie 38 conprend un nombre de tubes beaucoup moins élevé qui, como dans la partie 3'7, sont suspendus dans une fosse rmçonn6c, mais dont le dimètre est sensiblenont plus grand que celui de la partie 37. C'est dans ces tubes chnuff6s extérieuromont quo le combustible doit gtre ontratné pendant jusqu'à 6 secondes à la température de ddgaz6ification, cependant que l'apport de chaleur extérieure ne doit plus que sn tisfa i.rc à la dépense qui résulto de la dégaz6ificati0n qui intervient
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à cotte température.
La chauffage des parties 38, 37 ot 36 de la fosse de dégnzéification ost assurée par des gaz de combustion do la chaudière qui arrivent par la conduite 39 et circulent en contre-courant jusqu'à la oonduite de sortie 40 (ou la conduite prévue, le cas échéant, à l'extrémité de la partie 36) on abandonnant une partie de leur contenu calorifique; la conduite 40 étant raccordée à une conduite 41 qui abou- tit à l'installation de précoyxdation, dont cesnêmes gaz assurent ainsi le chauffage pour soit revenir par la conduite 42 à la chaudière, ou, si leur température est suffi- samment basse, 8tre évacuée par la cheminée.
Bien entendu, los gaz de combustion nécessaires au chauffage de l'installation pourraient également être produits dans une installation spéciale où s'effectuerait la combustion de coke, de poussier de coke, d'huiles ou de gaz.
On peut utiliser à cette fin des gaz pauvres résultant de la gazéification d'une fraction du coke pulvérise produit ou d'autres installations gazogènes .
Los diverses sections do la fosse de dégazéification peuvent' être superposées ou juxtaposées et dans cette dernière alternative pourraient également être cncatrées dans un unique bloc de maçonnerie. En tant que sécurité supplémentaire, les parties 37 et 36 de l'installation de dégazéification pourraient étre équipées d'un dispositif de vibrage destine à imprimer à ces parties des mouvements d'oscillation ayant pour but d'éviter le dépôt de certaines particules do combustible grossières, pout-être incomplètement préoxydées, dont le passage à travers les broyeurs et, à travers le séparateur gros sier, qui n'assure peut-être pas
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'uno.'s6pa.l"ntion suffisaKcicnt poussée,
nc peut toujours Ctro @ .évite.
Le véhicule gazeux et la poussière de coke, ' ainsi que -le gnz nouvellement dégagé gagnent, par la con-
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.' duite 13, un séparateur .1., d'où le coke pulvérisé sa rc.r:''.; éventuellement en passant dans une soute intermédiaire 45
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ou dans une chnnbrc de post-dCcrIlizCific,,i4t-li-on, par la con- duite 46 vers son point d'utilisation, par exemple, au foyer antérieur de la chaudière, ou au poste de gazéifica- tion d'une installation de préparation de combustible p@@ vérisés, tandis que le gaz gagne par la conduite 47 et l'échangeur de chaleur 28 l'épurateur 26 d'où par la conduite 48 il est dirige vers son point d'utilisation.
La fraction de coke et de goudron qui résulte: de l'épuration dos gaz est dirigée vers le foyer de la chaudière.
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Le conten1J. f"\.J.ori:riqu( du 51 z. et dcs sous-produits (le coke se rendant normalement dircctcment à 1: chsii dière), est autant que possible utilise pour chauffer les divers agents nécessaires, tels quc le gaz ou véhicule por tour, le comburant pour la combustion partielle, l'air pour la combustion partielle, etc., avant d'utiliser d'au- tres moyens, par exemple des gaz de fumées provenant de la chaudière, à ces fins. Tous les gaz de combustion dont on peut récupérer de la chaleur sont diriges vers la chau dière ou vers un autre échangeur de chaleur, Il va de soi que partout où colas'impose ou est utile, une isolation thermique appropriée a été prévue.
La :fige 2 représente une variante do mise on
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oeuvre dans laquelle la préoxydntion et la ràésnzEiìc;>1>àLr>v s'effectuent en une sculo passe. Dans ce cas, le broyage
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s'effectue aussi en présence d'air, do gaz do combustion 'ou de vapeur; toutefois, lors de l'adoption de l'une de ces deux dernières solutions, il convient de prévoir une souto intermédiaire 9.
A sa sortie de cette dernière, un dis- tributour introduit le combustible dans un véhicule gazeux qui a été porté à 4500 dans un réchauffour 3', par exemple- , Ce véhicule entraîne le combustible, par la conduite 4' dans l'installation de réchauffage 5 qui est identique à l'installation de préoxydation.
Le véhicule gazeux peut être soutiré en nome temps que le gaz produit on aval du dispositif d'épuration des gaz 26 pour être refoulé dans le réchauffeur 3' par la conduite 27, le réchauffeur 28 et la conduite 49, ou bien directement dans le distribu- teur de la soute intermédiaire .9' liais le véhicule gazeu:.. pourrait également être forme du gaz en question et d'une certaine quantité d'air, cet nir étant additionne soit froid, soit âpres avoir été chauffa dans un réchauffeur, peu avant son entrée dans l'installation 5, c'est-à-dire après l'addition du charbon.
Un autre véhicule gazeux utilisable est la vapeur additionnée d'une certaine quantité d'air, les deux composantes ayant été convenablement préchauffées.
Dans ce cas, l'addition de l'air s'effectue directement au distributeur de telle façon que la vapeur nc vienne pas au contact du combustible distribué.
Dans le faisceau de tubes 10 s'effectue le chauffage à des températures légèrement inférieures ou égales à celles régnant dans la zone de cuisson, tan.- dis quu le gaz porteur additionna d'air provoque une préoxydation partielle ou complète. A sa sortie du fais.-
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'¯¯ çouw'dcr ,tubes 10, la¯ combustible gagne par la conduite 50, lri tuyrç 23- ¯de la fosse cle-dgaz6ifîcation 2, où se dd- .. rôu7.en- lès:raes processizs- qud dans celui de la fig.l.
.la'séparation et la reutilisation'dos fractions grossières .peut aussi s'effectuer-ici do ian6De façon. il est toute- . i" j:s 'pr6i"érablcf:dè 'prÓvoir au départ un broyage assez pous- sé. On choisira la charge dans l'installation 5 do façon
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,'que dans la -section de dugazcification règne une charge de 6 -10 kg/m3. rapportée au volume total des gaz. Les conditions spécifiées en regard do la Fig.1 concernant la récupération, ou l'utilisation de la chaleur, ainsi que . l'utilisation et la production de gaz de combustion,etc.. restent valides dans cette variante.
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Method and device for degassing agglomerating fuels
The present invention relates to a method and to a device for degassing agglomerating fuels, intended after dezasification to produce steam.
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It has already been proposed for a long time to combine the production of gas and electricity (or steam) in power stations so as to produce in the latter, at the same time as electric current, lighting gas.
The power stations likely to be interested in this project are equipped with boilers whose fires are fed by pulverized fuel. In the event of such a boiler being associated with a gas-producing installation, it would be necessary, as with any normal boiler, for the fuel intended for heating to be pulverized beforehand in a mill or a grinder.
However, the fragmentation of the coke causes extremely high wear which is practically inadmissible so that it is necessary to grind the fuel before its treatment in the degasification installation. To ensure the profitability of the process, it would also be necessary to ensure that the coke dust obtained reaches the combustion chamber of the boiler while spending a minimum of heat: or that it can be used industrially in another way.
If, moreover, it was possible to recover from the gas obtained and other valuable products half of the sensible heat, the degasification of a kilogram of fuel would only require about a third of the heat consumed by the processes of known conventional degassing.
For years, a whole series of proposals have emerged aimed at carrying out such a process, but none of them has been the basis of an application.
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technical cation.
Thus, for example, it has been suggested to blast the fuel dust entrained by a preheated gaseous vehicle in a chamber, the injection jet stopping after a certain distance, before breaking down. reverse. In this case, the heat of the insufflation gas must heat the fuel and partially degasify it. After this partial degasification, the heated fuel is extracted from the lower part of the tank or pit, the insufflation gas and the newly evolved gas from the upper part thereof. The fuel extracted from the first pit is introduced into a new gaseous vehicle and is blown in the same way into a second pit, etc.
The sensible heat of the carrier gas and the limitation of the quantity of carrier gas by the suspension speed of the average grain (about 0.2 m / second) set the load limit, which is so low that the installation is not profitable. On the other hand, only non-caking or coalescing materials can be chosen as the starting material, since no steps are taken to avoid caking.
Another known process proposes to preoxidize the agglomerating fuels. Oxidation and degasification then take place in separate installations. In this process, the fuel is allowed to fall into a pit against a flow of air, which is indicated as requiring 30 seconds or more.
The amount of heat required to heat the fuel must be supplied by the sensible heat of the air. The fuel thus preoxidized and which "practically"
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no longer agglutinates, is directed for degassing purposes, to a second pit, where it falls in the same way in counter-current to a current of preheated air.
The residence times necessary to complete the degassing of the fuel are much too long for high flow installations. Moreover, in the two pits, only a charge amounting to read: 0.4 kg / m 3 can be obtained, which is far too little to be economically acceptable. Another drawback of this process is that only weakly agglomerating products can be subjected to it, as the patent which is the subject of it indicates; However, extensive tests have shown that these fuels, which "practically" no longer agglomerate, are still sufficiently jo @ lescent for continued operation to be impossible.
On the other hand, the method of introducing the fuel proposed by this patent cannot avoid clumping to the walls.
In other processes, attempts have been made to overcome agglomeration by means of mechanical devices such as scrapers, worm screws, etc., but the resulting wear as well as the very coarse granulations obtained with these processes make them inapplicable.
Among the most well-known processes of recent years, it is necessary to mention a degassing process operating by means of solid thermal vehicles (coke). - The transport of heat by means of solid thermal vehicles (and of coke in particular ) has been known for several decades, and has already been technically exploited in other processes. In this degassing process, a considerable quantity of coke is maintained (of the order of
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15 to 25 kg of coke per kg of raw coal) in circulation.
This coke is raised during its pneumatic transport to a determined temperature, 1100 for example, by partial combustion with ura. After separation of the resulting combustion gases, the hot coke is introduced into a worm casing into which fresh fuel dust is simultaneously introduced. The function of this screw is to bring the hot and cold fractions of the fuel into heat exchange. In addition, it was expected to eliminate formed agglomerates. (No measures are proposed to eliminate the causes of agglutination).
It is undeniable that the strong addition of coke results in a significant thinning of the raw fuel. However, agglomerations inevitably occur. The lumps that have formed must be broken up by the mixing screw.However, because an endless screw is incapable of grinding as fine as a mill or a grinder, it is cinir that a mixture comes out of the screw. having a grain size range coarser than the incoming raw fuel.
The coke thus partially enlarged causes serious difficulties on the one hand during the combustion of the dust, on the other hand relating to the pneumatic transport of the thermal vehicle and its partial combustion, not to mention the extraordinary fatigue imposed on the mixing screw promoted grinder. After the subsequent degassing, a part of the coke must be charged to a hearth, while the rest is recycled as a thermal vehicle. For the reasons mentioned, this installation may be suitable, at most, for the treatment of non-agglomerating fuels.
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or weakly agglomerating.
The present invention is based on the idea that the gasification of a conbustiblc cannot be
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carried out under úconiquos conditions that eliminating the aggloacration property thereof before the gas extraction, that is to say, eliminating the causes of @ g-
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glomGration and no longer the consequences of the latter. According to the invention, the ddg.z6ification is preferably carried out in suspension and in particular in two successive phases, the first of which consists in removing the fuel particles from their ability to agglutinate, and the
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the second is to effectively degasify the fuel being prepared.
The elimination of the agglomeration capacity can consist of a pre-oxidation in a carrier gas stream. This carrier gas stream can be formed of air, gas or steam with the addition of a certain quantity of air.
According to the invention, the gentle phases of the process are carried out under a load greater than 1 kg / m3 of
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vehuJ (1: and to eliminate the ability of the fuel to agglomerate, retaining its calorific value in Klaxinum, the length of stay in the pr0-oXJTd'.l tion nil does not exceed 4 seconds under temperatures cnr # 3200 and 4200 .
The loss of calorific value per kg of
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fuel during pruoxidation depends on the r. [t1.:r'0 ài; fuel, load, length of stay,: the temperature and the l: 1DO gr :: mulomútriquu. For a given fuel and particle size range, the <ia ± 1 these factors depend on each other.
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A coking coal A requires to destroy its ability to agglomerate a stay of two seconds, for example under a load of 1 kg / m3 at a temperature of 420, by treating it under a particle size range (fineness of grain) suitable for combustion in the form of dust (20-25% rejection by the DIN 70 sieve) .The loss of calorific value of the fuel amounts under these conditions to about 5%, but the total loss of the system is only about 2% because part of the sensible heat which is released from the fuel during the pre-oxidation is recovered.
An increase in load requires an increase in temperature and / or residence time, while the loss of calorific value increases. The temperature rise being limited by the point of spontaneous ignition, we can then only extend the residence time. But this implies an extension or enlargement of the installation. Cost-effectiveness calculations have indicated that the most advantageous residence time is less than 4 seconds.
On the other side of the spectrum of fuels is, for example, the flaming coal at Gas 3. For a residence time of 2 seconds, the pre-oxidation air can be cargo at more than 4 kg / m3, this which requires a temperature of about 330. By increasing the load, the temperature can be reduced, for the same residence time, while at the same temperature, the residence time increases, which amounts to saying that with this fuel the conditions are completely different with the charoon. A, this point highlights the role played by the nature of the fuel.
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. The loss of calorific value with normal grain sizes amounts to only about 2% (under 4 kg / m3) compared to 5% for coal A, under 1 kg / m3), dcnt '- here too a big party.
Between these two coal outlets extends practically the whole range of flaming gas coals and coking coals. Thus, for example, carbon burning with gas C has a behavior similar to that of carbon B, a loss of calorific value of about 2.5% (under 2.5 kg / m3), The admissible load is a slightly lower than that of B carbon, while the required temperatures are slightly higher.
The load of fuel in the air during pre-oxidation depends above all on the oxygen content of the fuel and the way in which it is incorporated therein. The load can be increased as the oxygen content increases. Thus, for example, the oxygen content of the (pure) charcoals below is as follows:
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<tb>
<tb> Coal <SEP> A <SEP> approximately <SEP> 5.3% <SEP> (maximum load <SEP> <SEP> 2 <SEP> kg / m3)
<tb> Coal <SEP> B <SEP> "<SEP> 8.3% <SEP> (greater than <SEP> to <SEP> 4 <SEP> kg / m3)
<tb> (greater than <SEP> than <SEP> C)
<tb> Coal <SEP> C <SEP> "<SEP> 7.0% <SEP> (greater than <SEP> to <SEP> 4 <SEP> kg / m3)
<tb>
The load of the gas extraction installation will be equal to or greater than that of the pre-oxidation station.
When the two processes take place in a single pass, the load remains the same, on the other hand when the pre-oxidation and the degasification are separated, the latter can be carried out with higher loads.
In the absence of partial combustion, it is, for example, the final calorific value which determines the value of
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- the load, which could also be set arbitrarily.
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In case of combustion, Eign'p, rtielle, a certain minimum flow must be maintained, to reach the calorific value
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desired do 4'000 kcal / m3 for example, because the partial combustion results in a decrease in the calorific value of the carrier gas., Normally, one operates with a
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Partial combustion amounts to about 5% of the total amount of carrier gas which, with the fuels mentioned above, requires a load of about 6-8 kg / m3 during gas extraction.
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'*' Tests have "demonstrated that when operating the extraction of the gases under a given temperature, the fact of prolonging the stay beyond 6 seconds does not bring any appreciable gain in gas, while the increase the resulting installation costs very quickly tend to make operation unprofitable.
The installation consists of two essential parts, namely; I. a pre-oxidation and reheating section; and II. a degasification or gas extraction section.
It depends on the nitrogen content of the transport vehicle in section I, whether these two sections are traversed directly one after the other by the fuel stream, or through a separator. a) When dealing with low-agglomerating fuels, the two sections of the installation are mounted directly in series, i.e. the fuel is brought in section I to its agglomeration temperature, the vehicle which can be gas or water vapor.
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To this vehicle is added a well-determined quantity of air, the oxygen of which combines with the fuel causing the oxidation, while its nitrogen fraction is entrained with the degassed fraction, so that at the first stage of the degasification (ejection chamber), the ability to agglomerate and the residual ability to agglomerate the fuel are annihilated.
The level of nitrogen entrained must not exceed a certain value in the final gas. b) In the case of more highly agglomerating fuels, in section I, the operation is carried out with air or with a carrier vehicle sufficiently rich in air which, due to its high nitrogen content, is separated from the fuel before degasification, the latter being transported by a new gaseous vehicle (for example; by town gas) in the second section of the installation.
All in all, it is the enrichment of the carrier vehicle in nitrogen during the pre-oxidation which determines the procedure.
The residence times and temperatures, as well as the load of a pre-oxidation plant are determined for a given fuel having a defined grain size. Thus, for example, by carrying out pre-oxidation with a load of 1 kg / m3, a residence time of 2 seconds, and a temperature of 4200 using grade A carbon, the possibility of agglomerating to a grain size of 90%, while the coarser fractions retain some residual agglutination capacity.
By increasing the temperature and / or the residence time, the residual agglutination capacity is pushed back to the size of 120, but then
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the fine particles are exposed to too long a pre-oxidation so that the final calorific value per kg of fuel suffers too great a loss.
Therefore, it is preferable to separate particles exceeding a certain size and to return them i-
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either in the first stage of degassing, or in the hearth, or again in the mill. The residual agglomeration capacity of large fuel particles, even if it affects only a small increase in the total volume of the latter, would lead to agglomeration.
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In: erat's "in -l '8' ta tions of degassing which, ultimately: IlL-rL-1 would lead to operating interruptions.
Before the fuel is introduced into the pre-oxidation section, it is ground. This operation can be carried out in a known manner in an atmosphere of smoke, air or steam. During grinding (which is always accompanied by drying) under a smoke atmosphere, this operation should be followed by intermediate storage in view of the separation of the fumes and the fuel. On leaving the intermediate storage location, the co-
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ù5tibla ûst ûntrûüé; ar w v6hiûülo portG dGü the pre-oxidation installation. This vehicle can be air, gas, steam or even gas or steam with air added.
Grinding with air is known from auxiliary devices for boilers. In these, grinding in air was carried out due to the direct blowing of fuel into the combustion chamber, while in the case of the present invention, grinding in air results in a certain pre-oxidation effect,
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whose advantages were not recognized until now. After grinding in air, the fuel can be sent directly to the pre-oxidation plant; however, rion is not opposed to an intermediate storage, which leaves the choice of the vehicle called upon to transport the coribustible through the pre-oxidation installation.
Gas and steam can then also be used, or gas and steam with air added as a new vehicle. In particular, this applies only to fuels with low clumping power, with which the degree of preoxidation to be achieved is markedly lower than with strong coals. highly agglomerating.
During grinding in a steam atmosphere, the fuel can also be sent directly to the pre-oxidation plant as it leaves the grinder, if necessary with the addition of a certain quantity of air. This steam grinding is mainly intended for fuels with low agglomerations.
During pre-oxidation, the load is predetermined for a fuel with a given residence time and temperature. This fuel load per n3 of vehicle must, especially when it comes to air, be strictly observed. It can vary over a period of time by + 50%. Since the temperature control responds quite slowly, several fuel distributors are provided which discharge separately in a common line.
This prevents / in the event of a breakdown of one of the distributors (difficulties in evacuating the pulverized fuel) there may be excessive variations in the load and hence excessive rises in the fall.
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Turkish pera in the pre-oxidation plant.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which will follow with reference to FIGS. 1 and 2 which show two main nodes for implementing the method of the invention.
Fig. 1 illustrates the preoxidation and degassing process of the invention, with separation of the vehicle and the fuel between these two operations.
The fuel reaches, at its exit from bunker 1, via a distributor, crusher 2 where it is pulverized to the desired fineness (0 to 25% residue with the DIN No. 70 sieve). Grinding and drying can be done with air or smoke. In the first case, the air is brought, either in the boiler or in a reheater 3, to a temperature ranging up to 450, in order to carry the pulverized fuel towards the pre-oxidation installation 5 through the pipe 4. In the second case, the flue gases are recycled from the boiler via a pipe 6 and, after spraying, entrain the fuel, through a pipe 7 and a separator 8, in the intermediate hold 9.
A distributor pours the fuel from the latter into an oxidizing agent (air, gas or vapor added to a determined proportion of air) which in the boiler: or in a special 3 'heater has been brought to temperatures ranging to 450, which carries the fuel via line 4 'to the pre-oxidation plant 5.
The heater 3 or 3 'is heated by the combustion gases from the boiler or from a self-installation or by cooling the products of certain stages of the process, for example the gas which it produces. Steam
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8 heat from the separator / is, as usual, directed to the boiler.
The pre-oxidant plant 5 comprises two sections 10 and 11. Section 10 comprises a bundle of tubes heated externally by the combustion gases, in which the mixture of pre-oxidizing agent and fuel, the load of which is greater. at 1 kg / m 3 and preferably between 4-8 kg / m 3, is brought to the desired oxidation temperature, or to a very similar temperature. Due to the high charge density, local overheating is very unlikely. The tube bundle is suspended either in a circular or rectangular pit, or in an equivalent steel tube.
On leaving the tube bundle 10, the fuel enters section 11 by passing through a nozzle 12.
Section 11 can, like section 10, be made of masonry or simply consist of several steel tubes. This section simply has the function of maintaining the fuel for a certain time at a determined average oxidation temperature, under a flow rate which is not less than 4-5 m / sec. Depending on the nature of the fuel, an additional oxidizing agent is injected into section 11, around nozzle 12, the temperature of which may rise to 450, by means of pipe 13, the volume of which may vary from zero to quadruple the amount introduced in section 10. This lowers the load from 4 kg / m3 to 1 kg / m3 for example.
Above all, such a large reduction in the load or concentration is carried out after heating when
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git of fuels with a high propensity to agglomeration, since, for example, air is used as a
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pr6oxidation, the problem of agglomeration of coal A can theoretically only be eliminated by operating with values clearly below 2 kg / m3.
The heating of the fuel in section 10 and the temperature of the oxidizing agent added through line 13 are regulated so that at the entrance to section 11 the temperature of the fuel is 10 to 15 to 15 degrees higher. the mean oxidation temperature, so that at the end of the preoxidation plant, the radiation losses have lowered the temperature so that the desired mean preoxidation temperature is finally obtained along the entire trajectory.
Section 11 of the installation could also, if
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if necessary, be heated from the tube so as to compensate exactly for the losses by T't; ß0I1T1i ::. Fwtit '.. The oxidizing agent :: - introduced through line 13, for example, air, can be brought to the desired temperature, either in the boiler following installation, or in a reheat
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separates G 11a analogous to heaters 3 and 3 '.
The fuel and the pre-oxidation pcont, for example air, leave the pruoxidation installation via line 15 to agnc'r when Lj prcnicr cst rorrc ào fine grains (up to 5 of rejection with the tc, :: : is DIN:;). 7C) the separator 16, and when this is made up of larger grains (5 to 25% of rofus with the DIN Ne.70 sieve) to the coarse separator 17. In the latter case , the
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fine coarse particles are r8 S S l.1b lc: c ::: d: ms - ..:.: c intermediate bunker; the fine fraction passes through 18 conduit ... l; for gr; -1icr the fine separator 16.
The? 1 ^ = 'i..LC: l: fines
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';?] ìh, b'à6pàrôos in an intomediairo 20 hold of the expelling agent, for example of the air, which is directed by a.; aôzidti3ta 21 towards the heating of the boiler, for example. 'The fine particles of coribustible separated in the internedip.iro hold are introduced by a distributor into a very hot gas stream, derived from the installation's own production, which is conveyed through line 22 to
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the injection nozzle 23 of the degassing pit 24 where the particles are blown in the form of a jet into the first part of the degassing pit 24, no-
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tmmnont in the injection chamber 25.
This inioctie gas, .. is withdrawn before or after the gas purification station 26 and is carried in the heater 28-29, the conduit 27 of which is traversed by combustion gases, by pro gas.
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in the installation or by other fractions .¯ :: c: f :. ..: ... dir, at a temperature of 700 to 800, before etrc r @ crowd in pipe 22.
The coarse particles of fuel from the intermediate bunker 18 are sent either to the boiler or returned to the grinding plant; either through line 30 to nozzle 31 which blows them
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dlàïls the 4 "¯ -.-: 0 -" --- injection '5. f- The nozzle 31 -L cntcurc ccnU! .tlH :; t.:1.Lè:hUU1:V U'.LllJVL; u -, - V.1, .1 /..Lx.! uu ..) 'v.!. v .J .. "' UuV" '- "\ .. v..ccntriqucsicnt nozzle 23, so that the jot of large particles surrounds the jet to some extent by fine particles so that the partial combustion which takes place in the injection chamber deprives it of its re-
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sidual dtaglonCrntion. The injection gas can, for example, be withdrawn from the conduit 22.
The 2I degassing pit consists of several parts. In the first place, it J:. Has the cylindrical injection chamber 25, in which the fuel is
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inj.acttwsâû forxo 'do jet. Around this jet occurs. l'llÀè /; ôÉà5àlÉioà.àl% ioélÉ'l'üo'antrô quantity of porcine gas certain residual capacity of agglomerating catioxipôuvûzt still remain. Combustion '"partial comcicnco & -1tontrde' carrier gas and oxidizer to participate in the injection chamber.
The necessary gaseous vehicle is withdrawn after the gas purification through line 32 (possibly also through line 27) and is carried by suitably heated heaters 28 and 33 (possibly also 29) to a temperature between 700 and 800, before being discharged into the injection chamber.
Co-oxidant, such as air, oxygen-enriched air or oxygen, gains through line 34 and heaters 28 and 33, the same point, Ejection of carrier gas and oxidizer outside the pipes 32 and 34 in the injection chamber where the partial combustion is to take place, may take place axially in the direction of the jet and around
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the latter, or tangcntiellemont perpendicular to the axis of the jet or at an angle determined with respect to its axis, the main direction of progression coinciding with the circle of the jet.
Because the temperature rises around 1000 to 1300 at the start of partial combustion, the
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injection chamber must be lined with a refractory rotator. This can, if necessary, extend only in the upper part 35 of the injection chamber (about 0.50 m) the remaining part 36 of the last chainmail being constituted by an external heated steel pipe. - is lying. The injection chamber 25 has a minimum length of
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], (#, =% ¯j] .0vijÇa] aombus¯tib] o.
y gst injected 'with a speed do' 9¯: i) ,: m / si: è.: i "8etz:, 'prtOlitr and, -le C6, fuel for the combzz: ..;" -' .., , ¯ h "> '; ,,' iÛ13'f ', - p''rtoïl''s nt, inserted' in-room 25 with - ::; ,,. '; I. ;;; 5: l '- "t.: ..:.:; y :: ".:. - 'rïzriâ:; v.àsâ-.üPProx3xativoicit,' ôga'1o, 'until, several) v ;; \:: l."' {; ..;: r ( e- "'",.';.: - '",. ..¯, 6 equal, up to more than more -.' times this! the fuel supply, solon 10 - mo: 4 dtintroducti-oiî. Partial coÎnbus tion is 6, dO'-1: a: 'l! .ni, ô do' gas, introduced without oxidizer, the load related to cc volume, of gas is greater than 5 kg / m3, preferably dô ' 6-10 kg / n3.
The injection chamber is followed by the second ¯pürtiQ 37vd .. I, n foàso '4ù. which * sc COLlpCSC =, to an externally heated tube bundle, suspended in
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a round or rectangular masonry pit. In this part, the mixture of fuel and carrier gas is heated to the degassing temperature, for example
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at 800 '?'; ' .which requires 1 second, the tomp (5r, -iturc of the melting at ¯ 8a'ÎsoÉtiô¯de ¯ the injection chamber being already 4500 envi roni The various tubes of the bundle can be worked through.
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'or tangentially, providing at the in-
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there are suitable deflectors. (This is ôg, -ilcni:; nt va- 1 --- ble po-tir 1 ynsfialltyn do prÓorfdotion).
The third part 38 comprises a much smaller number of tubes which, like in part 3'7, are suspended in a separate pit, but whose dimeter is sensiblenont greater than that of part 37. It is in these tubes exterior heaters so that the fuel must be ontrated for up to 6 seconds at the degasification temperature, while the external heat input must only be satisfied with the expense resulting from the degassification that takes place.
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at this temperature.
The heating of the parts 38, 37 and 36 of the degeneration pit is ensured by combustion gases from the boiler which arrive through line 39 and circulate in countercurrent to the outlet pipe 40 (or the planned pipe, where appropriate, at the end of part 36) part of their calorific content is abandoned; the pipe 40 being connected to a pipe 41 which terminates in the precooling installation, of which these same gases thus ensure the heating to either return through the pipe 42 to the boiler, or, if their temperature is sufficiently low, 8tr evacuated by the chimney.
Of course, the combustion gases necessary for heating the installation could also be produced in a special installation where the combustion of coke, coke dust, oils or gas would take place.
Lean gases resulting from the gasification of a fraction of the pulverized coke produced or from other gas generating plants can be used for this purpose.
The various sections of the degassing pit can be superimposed or juxtaposed and in the latter alternative could also be embedded in a single block of masonry. As an additional security, parts 37 and 36 of the degassing installation could be fitted with a vibrating device intended to impart to these parts oscillating movements with the aim of avoiding the deposition of certain fuel particles. coarse, may be incompletely preoxidized, including the passage through the crushers and, through the coarse separator, which may not ensure
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'uno.'s6pa.l "ntion sufficient pushed,
nc can always Ctro @ .avite.
The gaseous vehicle and the coke dust, as well as the newly released gnz gain, by the con-
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. ' pick 13, a .1. separator, hence the pulverized coke its rc.r: '' .; possibly passing through an intermediate hold 45
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or in a post-dCcrIlizCific ,, i4t-li-on chnnbrc, via pipe 46 to its point of use, for example, to the previous hearth of the boiler, or to the gasification station of an installation preparation of fuel p @@ verifications, while the gas gains through line 47 and heat exchanger 28 scrubber 26 from where through line 48 it is directed to its point of use.
The fraction of coke and tar which results from the gas cleaning is directed towards the furnace of the boiler.
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The content 1J. f "\. J.ori: riqu (from 51 z. and its by-products (the coke normally going dircctcment to 1: chsii diere), is as much as possible used to heat the various agents necessary, such as gas or vehicle, oxidizer for partial combustion, air for partial combustion, etc., before using other means, for example flue gas from the boiler, for these purposes. Combustion gases from which heat can be recovered are directed to the boiler or to another heat exchanger. It goes without saying that wherever cola is required or useful, appropriate thermal insulation has been provided.
La: fig 2 represents a variant of setting
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work in which the preoxydntion and the ràésnzEiìc;> 1> àLr> v are carried out in a sculo pass. In this case, the grinding
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also takes place in the presence of air, combustion gas or steam; however, when adopting one of the latter two solutions, an intermediate support 9 should be provided.
On leaving the latter, a distributor introduces the fuel into a gaseous vehicle which has been brought to 4500 in a 3 'reheater, for example - This vehicle drives the fuel, via line 4' in the heating installation. reheating 5 which is identical to the pre-oxidation installation.
The gaseous vehicle can be withdrawn in nome time that the gas produced on downstream of the gas purification device 26 to be delivered into the heater 3 'through the pipe 27, the heater 28 and the pipe 49, or else directly into the distributor. - intermediate cargo hold .9 'linking the gaseous vehicle: .. could also be the gas in question and a certain quantity of air, this nir being added either cold or after having been heated in a heater, shortly before entering the installation 5, that is to say after the addition of the coal.
Another gaseous vehicle that can be used is vapor with the addition of a certain quantity of air, the two components having been suitably preheated.
In this case, the air is added directly to the distributor so that the vapor does not come into contact with the distributed fuel.
In the tube bundle 10 is heated at temperatures slightly lower than or equal to those prevailing in the cooking zone, tan - disquu the carrier gas added with air causes partial or complete preoxidation. On leaving the process.-
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'¯¯ çouw'dcr, tubes 10, the fuel gains through line 50, lri piprç 23- ¯ from key-degasification pit 2, where d- .. rôu7.en- lès: raes processizs- qud in that of fig.l.
.separation and reuse of our coarse fractions .can also be done here in this way. it is all-. i "j: s' pr6i" érablcf: to provide at the start a rather thorough grinding. We will choose the load in installation 5 so
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, 'that in the -section dugazcification reigns a load of 6 -10 kg / m3. referred to the total volume of gases. The conditions specified with regard to Fig. 1 concerning the recovery, or use of heat, as well as. the use and production of combustion gases, etc., remain valid in this variant.