BE888619A - Procede d'hydrogenopyrolyse de matieres pulverulentes a haute teneur de carbone. - Google Patents

Procede d'hydrogenopyrolyse de matieres pulverulentes a haute teneur de carbone. Download PDF

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Description


   <EMI ID=1.1> 

  
CAR801!E

  
Il est connu que l'hydrogénopyrolyse du charbon, des schistes bitumineux et du lignite permet de transformer en produits liquides
(benzène par exemple) les matières volatiles contenues dans la matière pulvérulente injectée dans un réacteur sous pression d'hydrogène et de gazéifier partiellement le carbone en un gaz à haut pouvoir calorifique
(le méthane par exemple). Une installation permettant de réaliser un tel procédé est notamment décrite dans:

R. CYPRES

  
"Hydrogénopyrolyse préalable du charbon brûlé dans les centrales électriques"

  
 <EMI ID=2.1> 

  
1980, Dûsseldorf, vol.II

R. CYPRES & S. FURFARI

  
"Pyrolyse de charbon à basse température sous pression d'hydrogène"

  
 <EMI ID=3.1> 

  
Physique du Charbon", C.E.E., Bruxelles, 24-25 novembre 1980. 

  
Il est aussi connu qu' l'intérêt économique d'un semblable procédé est forcement limité par l'importance des investissements et des technologies à mettre en oeuvre pour la production de l'hydrogène nécessaire car la teneur en hydrogène des combustibles carbonés traités est trop faible pour satisfaire les besoins du procédé et un apport d'hydrogène est toujours nécessaire. 

  
Pour réaliser l'hydrogénopyrolyse de matières pulvérulentes, le procédé suivant la présente invention ne nécessite pas d'unité complémentaire de production d'hydrogène(comme c'était le cas précédemment);

  
il est au contraire caractérisé en ce qu'on recycle partiellement ou totalement les gaz produits lors de l'hydrogênopyrolyse, et en ce qu'on enrichit à haute température ces gaz en hydrogène en faisant appel à des réactions de craquage et de décomposition des hydrocarbures telles que:

  

 <EMI ID=4.1> 
 

  
Ces gaz recyclés enrichis en hydrogène sont réinjectés dans la

  
 <EMI ID=5.1> 

  
Une autre caractéristique de l'invention consiste dans l'utilisaeioa d'une torche à plasma pour chauffer les gaz partiellement ou totalement recyclés afin de provoquer la décomposition partielle ou totale des hydrocarbures contenus dans les gaz recyclés selon les réactions mentionnées ci-dessus ou des réactions analogues.

  
L'invention est décrite ci-dessous par rapport à un exemple d'une forme d'exécution du procédé d'hydrogénopyrolyse dans une installation représentée schématiquement sur l'unique figure du dessin annexé.

  
Sur l'unique figure du dessin, une chambre de réaction 1 est réali- <EMI ID=6.1>  <EMI ID=7.1> 

  
chauds (leur température étant supérieure à 500*C) provenant d'une unité de chauffage 16 décrite ci-après et en charbon pulvérulent provenant d'une installation de broyage 18 alimentée en charbon par un conduit d'injection 19. Ce charbon pulvérulent peut avantageusement être préchauffé dans un réchauffeur d'entrée 15 qui peut aussi servir de silo d'alimentation. Il est ensuite mélangé intimement dans une chambre de mélange 14 aux gaz de réaction, qui doivent avoir une teneur significative en hydrogène. Ces gaz de réaction à haute pression et haute température proviennent du recyclage total ou partiel des gaz de sortie

  
amenés par un conduit 13.

  
A la sortie de la chambre de réaction 1, un cyclone 2 ou tout autre moyen de séparation approprié extrait les résidus solides à haute teneur en carbone via un conduit 3, et via un autre conduit 4, les produits gazeux résultant de l'hydrogénopyrolyse. Le conduit 4 fait passer ces gaz successivement dans un condenseur 5 qui sépare par condensation les hydrocarbures lourds et des hydrocarbures plus légers tels que le benzène et les phénols, ensuite dans un condenseur 6 qui condense la vapeur d' eau et ensuite éventuellement dans une unité 7 de fixation d'anhybride carbonique, des produits sulfurés ou d'autre produits gazeux qu'on désire éliminer des gaz de sortie.

  
Avant de les recomprimer, il peut être avantageux de faire passer les gaz à recycler, composés notamment d'hydrocarbures légers (méthane principalement), d'oxyde de carbone et d'hydrogène, dans un dispositif

  
 <EMI ID=8.1>  

  
enrichir le gaz de recyclage en hydrogène et d'évacuer le gaz appauvri d'hydrogène par un conduit de sortie 9. Il est évident que le débit du conduit 9 sortant de l'installation varie en fonction de la teneur en matières volatiles du charbon injecté.

  
Les gaz de recyclage, éventuellement enrichis en hydrogène à l'aide du dispositif 8 sont envoyés via un conduit 10 pour être comprimés par

  
 <EMI ID=9.1> 

  
sa circulation le gaz de recyclage est réparti au moyen d'une vanne de répartition, non représentée, entre une conduite 12 et une conduite 13.

  
La partie du gaz recycle via la conduite 13 alimente la chambre de mélange J4. La conduite 12 amène l'autre partie du gaz recyclé l'unité de chauffage 16 où a lieu le craquage.

  
Cette unité 16 peut être, dans une première variante, une torche à plasma dans laquelle l'énergie fournie par un arc électrique dissocie le méthane en carbone et hydrogène.

  
Vu le caractère parfois peu réactif de ce carbone, il peut s'avérer intéressant de recycler,via un conduit 6' une partie de l'eau récoltée

  
 <EMI ID=10.1> 

  
 <EMI ID=11.1> 

  
duction d'hydrogène. Cette même injection d'eau peut, en fonction des conditions de travail (température, pression), transformer tout ou par tie de CO en C02 avec également production d'hydrogène.

  
On peut, par un conduit d'injection 17, aussi bien dans l'unité de chauffage 16 que dans le broyeur 18,ajouter des hydrocarbures de peu de valeur comme les goudrons, les résidus de la distillation du pétrole, les huiles usées, qu'il s'agisse d'injection sous forme liquide, solide ou gazeuse.

  
Une autre variante de l'unité 16 productrice d'hydrogène peut être un dispositif de stockage continu ou discontinu de la chaleur, semblable à un COWPER, dans lequel une partie des gaz de sortie est brûlée pour chauffer le solde de gaz recyclé à une température suffisante pour réaliser certaines des réactions décrites ci-avant.

  
Enfin, il peut s'avérer intéressant de combiner ces deux variantes, la torche à plasma étant alimentée par toutou partie des gaz préchauffés grâce au COWPER et ne faisant office que de réacteur chimique grâce à l'ionisation produite par l'arc électrique. la consommation de l'énergie électrique pouvant être ajustée par un choix judicieux de la chaleur de  <EMI ID=12.1> 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
gaz produits pour régénérer l'hydrogène nécessaire à l'hydrogènopyrolyse du charbon telle que décrit ici s'applique à d'autres combustibles carbonés tels que, outre le charbon, le lignite, les schistes bitumineux, les terres de terrils, etc.....

  
Il est certain que le recyclage de tout ou partie des gaz produits

  
 <EMI ID=14.1> 

  
énergie d'un semblable procédé; en effet, le processus ayant lieu pour

  
 <EMI ID=15.1> 

  
les gaz pendant le recyclage à travers des échangeurs schématiquement représentés suivant les interfaces gaz/solides (23), gaz/gaz (20,21) et gaz/chambre de réaction (24).

  
De plus, il est possible de regrouper l'ensemble des dispositifs et tuyauteries associés à la recirculation de gaz dans une enceinte soumise à une pression interne égale à la pression majeure des gaz de recirculation, facteur qui facilite grandement le dimensionnement de ces tuyAl1t&#65533;t"ieR.

  
De même, il peut être avantageux de broyer le charbon ou tout autre combustible carboné décrit précédemment dans le broyeur 18 en injectant des hydrocarbures liquides de peu de valeur pour empêcher l'oxydation de la matière pulvérulente, ce qui pourrait être nuisible au bon fonctionnement du procédé et à la production d'hydrocarbure gazeux.En lieu et place des hydrocarbures liquides il est possible aussi d'injecter de l'eau. 

REVENDICATIONS.

  
 <EMI ID=16.1> 

  
une installation comprenant un dispositif d'injection de matières pulvérulentes (15) une chambre de mélange (14) une. chambre de réaction

  
(1),-un dispositif de séparation des produits solides des produits gazeux (2) et un ou plusieurs dispositifs de condensation et/ou d'élimination de composants gazeux (5,6,7),

  
caractérise en ce que la matière pulvérulente est un matériau à haute teneur en carbone et en ce que les hydrocarbures légers produits lors de l'hydrogénopyro lyse sont partiellement ou totalement recycles pour être soumis à un craquage thermique afin de produire l'hydrogène

  
 <EMI ID=17.1>

Claims (1)

  1. 2. Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que des gaz oxydants sont injectés dans la chambre (16) où a lieu le craquage thermique.
    3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les gaz oxydants comprennent de la vapeur d'eau et/ou de l'anhydride carbonique. <EMI ID=18.1>
    caractérisé en ce qu'une partie des gaz recyclés est brûlée pour chauffer les matières solides et/ou les gaz à injecter dans la chambre (16) où a lieu le craquage thermique.
    5. Procédé suivant une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on injecte dans la chambre (16) où a lieu le
    <EMI ID=19.1>
    ou des résidus de distillation de pétrole et/ou des huiles usées.
    6. Installation pour exécuter le précède suivant une des revendications précédentes, caractérises en ce que la chambre (16) où a lieu le
    <EMI ID=20.1>
    sitif assurant l'échauffement d'un ou de plusieurs fluides par transfert de calories à partir d'un arc électrique créé dans ce ou ces fluides.
    7. Installation pour exécuter le procédé suivant une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'une partie des gaz de sortie est brûlée pour fournir à travers un échangeur discontinu ou continu les calories nécessaires au craquage thermique des gaz recyclés dans la chambre (16) où a lieu le craquage.
    39. 20/ 1845. <EMI ID=21.1>
    <EMI ID=22.1>
    chambre (16) où a lieu le craquage.
    9. Installation suivant une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les gaz recyclés sont enrichis en hydrogène grâce à une installation de séparation par diffusion gazeuse.
    <EMI ID=23.1>
    térisée en ce que dans 1 'installation de broyage (18) des matières pulvérulentes on introduit de l'eau et/ou des hydrocarbures liquides pendant la pulvérisation.
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BE0/204645A BE888619A (fr) 1981-01-21 1981-04-29 Procede d'hydrogenopyrolyse de matieres pulverulentes a haute teneur de carbone.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1048710A1 (fr) * 1999-04-30 2000-11-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé pour la production d'hydrogène à partir d'un gaz issu d'une unité de traitement de déchets
FR2792926A1 (fr) * 1999-04-30 2000-11-03 Air Liquide Procede pour la production d'un gaz de synthese a debit regule dans une unite de traitement de dechets

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