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Dispositif pour l'évacuation d'une scorie à l'état liquide d'un. enceinte soumise à une pression élevée,
La présente invention est relative à un dispositif d'évacuation d'une scorie à l'état liquide d'une enceinte soumise à une pression élevée, et servant plus particuliè- rement à la gazéification de combustibles solides, finement divisée, mis en suspension dans de l'oxygène ou dans de l'air enrichi en oxygène.
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Il est connu de faire passer, la scorie à l'état liquide, à travers une ouverture de coulée prévue dans le fond du gazèificateur, dans un bain d'eau disposé au- dessous, où cette scorie est granulée et, le cas échéante ' à un sas d'évacuation.
Pour assurer un écoulement impecca- ble et continu par le fond du gazéificateur, autrement dit pour empêcher une solidification prématurée de la scorie et, par suite, un bouchage du trou de coulée et la formation de dépota dans les chambres voisines, il est indispensable d'éviter tout effet de refroidissement, par la vapeur d'eau qui s'élève de la surface de l'eau du collecteur inférieur des scories,
Pour la transmission de chaleur à la surface de l'eau, s'applique la loi de stefan-Boltzmann, selon laquelle, pour une température de gaz dt de scorie d'environ 1500 C et, par exemple, une surface d'un mètre carré seulement, il est déjà possible, en raison de la valeur élevée de K, de produire 14 tonnes de vapeur par jour, Si l'on veut donc être assuré de maintenir,
dans la chambre située au-dessous du trou d'évacuation des scories, une température supérieure à 1500 C, qui est la température de fusion des scories, la chute de température du gaz sortant du trou ne doit guère . excéder 10 à 20 C, et la surface du bain d'eau ne doit pas être supérieure à 0,15 ou 0,16 m2.
Même si l'on soutirait par le bas la totalité du gaz, avec une température de sortie de 1500 C, à travers le trou d'évacuation des scories, il se produirait, à la sur- face de l'eau, un tel développement de vapeur, rassemblant à une explosion, que même si ladite surface de l'eau du bain se trouvait placée un mètre plus bas, il se produirait déjà, pour la chaleur de surchauffa de cette vapeur d'eau, à
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l'embouchure d'évacuation des scories, des abaissements de température du gaz sortant:, qui se situeraient au-dessous de la température de 1500 C, qui est celle de la fusion des scories, de sorte qu'il en résulterait inévitablement une solidification et une obstruction, par les scories, du trou d'évacuation.
En outre, lorsque le gaz est sorti de la chambre située au-dessous du trou d'évacuation des scories, il est conduit à travers une chaudière prévue sous la forme d'une chaudière à rayonnement, où il subit rapidement, au cours de son passage dans cette chaudière, en raison de la valeur élevée de K, un abaissement de température qui provoque, sur les parois de la chaudière, une agglutination des fines particules de scorie entraînées en suspension.
On pourrait pallier cet inconvénient en injectant de l'eau dans la ré- gion de l'entrée de la chaudière, ce qui provoquerait une adaptation de chaleur dans le gaz et amènerait rapidement les scories, par une solidification brutale, à des tempo- ratures inférieures à celle de leur état piteux. Maie une telle mesure causerait, à nouveau, un abaissement de tempé- rature dans l'espace situé au-dessus de l'eau, respective- ment au-dessous de l'ouverture de sortie des scories, et y provoquerait des solidifications.
La présente invention envisage un moyen ent ère- ment nouveau en proposant une séparation de la ohambi: d'égouttage des scories, avec la fosse d'immersion pl.eée au-dessous, et de la chambre d'évacuation du gaz, dit osée au fond du gaéificateur, avec son raccordement à l'entrée de la chaudière à rayonnement, ce qui provoque obligatoire- ment une évacuation du gaz à cet endroit, directement au- dessus du trou d'évacuation des scories.
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En conséquence, l'invention est caractérisée par le fait que l'axe vertical d'une ouverture d'évacuation des scories,latéralement décalé, dans la région du fond du gazéificateur, par rapport à l'axe vertical du gazéfificateur, coupe, à un léger intervalle (au-dessus de l'ouverture d'entrée des scories) du trou d'évacuation, l'axe longitu- dinal (disposé sous un angle aigu relativement à l'axe vertical du gazéificateur, et tangent, à faible distance, de la périphérie du gaéificateur) d'une chaudière à rayon- nement, dont l'extrémité inférieure d'admission du gaz , chaud est à nouveau dirigée en oblique vers le haut à une faible distance dudit point d'intersection.
Dans ce dispo- sitif, la section transversale horizontale d'une chambre se continuant au-dessous de l'ouverture d'évacuation des sco- ries, doit être prévue inférieure à 0,16 ou 0,2 m2, ladite chambre s'étendant vers le bas, à partir de l'embouchure d'évacuation des scories, sur environ Om80 ou 1 mètre, pour se raccorder plue bas, après avoir traversé une surface de bain d'eau mesurant également 0,16 à 0,2 m2 environ, un sas hydraulique d'évacuation,
Avec le dispositif conforma à l'invention, on ob- tient que le gaz porteur de chaleur se trouve refoulé vers le bas, directement sur le bord de la surface du trou de coulée, avec sa capacité thermique maintenue à un degré de température élevé (au-dessus de 1500 C),
que dans la parti* inférieure de la chaudière l'injection d'eau peut être maintenue, en vue de refroidir les particules de scories entraînées, et qu'en outre des dépota s'accumulant dans la région du bain des scories, au-dessus du trou de coulée, peuvent être repoussés de temps en temps.
Etant donné que., dans la gazéification sous une
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pression élevée, les chambres deviennent de plus en plus petites, la masse de chaleur a affaire à un espace rela- tivement petit, et à surface de rayonnement réduite, de sorte que le degré de température est maintenu au-dessus du point de fusion des scories.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention sortiront mieux de la description détaillée qui va suivre en regard du dessin annexé, qui représente schéma- tiquement et simplement à titre d'exemple une forme d'exé- cution simplifiée de l'invention.
Sur le dessin annexé, la référence 1 désigne un gazéificateur, dans lequel le mélange, préalablement compri- mé, constitué par un combustible solide finement divisé en suspension dans de l'oxygène ou dans de l'air enrichi en oxygène, est introduit en 2, respect, en 2'. La paroi 3 du gazéificateur est revêtue intérieurement d'une maçonnerie réfractaire 4 et est entourée, a l'extérieur, par une che- mise 5 de refroidissement par eau. Sur un axe colique 7. est disposé, dans la partie supérieure du gazéifioateur 1, un trou de contrôle et de coulée 8, tandis que, par une ou- verture inférieure 9, sont évacués, tant le mélange de gaz, à haute température, formé dans le gazéificateur, que la scorie à l'état liquide.
Parallèlement à l'axe vertical 10 du gazéifica- teur 1, est disposé l'axe vertical 11 d'une ouverture 12 d'évacuation de scories, qui coupe, en un point 13, l'axe 7 du gazéificateur, l'axe longitudinal incliné 14 d'une chau- dière à rayonnement 15 et l'axe 16 d'un autre trou de con- trôle et de coulée 17.
Comme il a déjà été mentionné, la scoire, à l'état liquide, sort du gazéificateur 1 par l'ouverture 9 pratiquée
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dans le fond du gazéificateur, et arrive, à travers l'ou- verture 12 d'évaluation de scories, dont une entrée 18 est disposée directement au-dessous du point 13 d'intersection des axes, dans une fosse d'immersion 19, raccordée à la partie inférieure. En entrant dans un bain d'eau 20, la scorie liquide se granule et est ensuite évacuée de l'instal- lation, par d'autres dispositifs non représentés sur le dessin.
Dans la fosse d'immersion 19, entre une bouche,21 de coulée des scories et la surface 22 du bain d'eau 20, est prévu un tuyau 23, se dirigeant en oblique vers le haut: et refroidi par eau, qui comporte, à son extrémité supé- rieure, une soupape de décharge 24, résistant à la corrosion et réglable, par laquelle les quantités de vapeur dégagées lors du refroidissement des scories peuvent s'échapper,
Pour refroidir rapidement les fines particules de scories éventuellement entraînées par le gaz, il est prévu, dans la partie inférieure de la chaudière à rayonne- ment 15, un dispositif do projection d'eau à travers un tuyau 25. L'amenée d'eau d'alimentation dans la chaudière s'effectue au moyen d'une conduite 27.
Enfin, dans la région du point 13 d'intersection des axes, est disposé le trou de contrôle et de coulée 17, qui se dirige en oblique vers le haut, et qui est muni d'une armature d'ouverture 26 résistant à la pression,